最常用的傳輸線可能是同軸電纜
發(fā)布時間:2014/4/13 15:40:34 訪問次數(shù):2047
最常用的傳輸線可能是同軸電纜。在同軸電EPM7064STC44-10N纜中,電磁能量通過內(nèi)導體和外導體(屏蔽層)內(nèi)表面之間的介質(zhì)傳輸。
在印制電路板上,傳輸線通常由平的、矩形截面的導體組成,靠近一個或多個面(如微帶線或帶狀線)。對于帶狀線,電磁能量通過導體間的介質(zhì)傳輸。對于微帶線,信號導線是在PCB表面層,電磁場部分在空氣中傳輸,部分在PCB的介質(zhì)中傳輸。
平衡線是由相同尺寸和形狀、對地和對所有其他的導體阻抗都相等的兩個導體組成例如,兩根平行圓導線),在這種情況下,電磁能量是通過導體周圍的介質(zhì),通常是空氣傳輸?shù)摹?/span>
波導是由單個中空導體組成,用于引導電磁能量。在波導中,能量是通過導體空心傳播的。在幾乎所有情況下,傳輸媒質(zhì)是空氣。波導大都用在GHz頻率范圍。不同于上述所有的其他傳輸線,波導有一個重要的性能就是不能傳輸直流信號。
需注意的是傳輸線的導體僅是引導電磁能量,電磁能量是在介質(zhì)材料中傳播的。在傳輸線中,電磁能量傳輸速度等于
其中f是真空中(自由空間)的光速,e,是介質(zhì)的相對介電常數(shù),波在其中傳播。介電常數(shù)越大,傳播速度越低。表4-3列出了不同材料的相對介電常數(shù)。光速c大約是300×l06m/s(12in/ns)’,對于大多數(shù)傳輸線,傳播速度大約是1/3光速至光速之間,取決于電介質(zhì)材料。
對于許多傳輸線中的電介質(zhì),傳播速度大約是真空中光速的一半,因此在其中信號沿傳輸線傳播的速度是6in/ns。這個傳播率是一個需要記住的有用的數(shù)據(jù)。
重要的是要記住,在傳輸線中以光速或接近光速傳輸?shù)氖请姶拍芰,它是在介質(zhì)材料中傳輸而不是靠導體中的電子傳輸。電子在導體中的速度大約是0. Olm/s(0. 4in/s) (Bogatin,2004,p.211),是自由空間中光速的300億分之一。因此,在傳輸線中,最重要的材料是介質(zhì)而不是導體,電磁能量(場)通過介質(zhì)傳播,導體僅是引導能量。
用簡單的串聯(lián)R-L網(wǎng)絡模擬短導線,傳輸線必須用大量的R-L-C-G單元表示,理想的是無限多個,如圖5 -18所示。需要記住,因為在傳輸線中的實際位置,這些單元不可能都是集總在一起的。用得單元越多,模型就越準確。在圖5 -18中,R表示單位長度導體的電阻值,單位是歐姆;L表示單位長度導體的電感值,單位是亨利;C表示單位長度導線間的電容值,單位是法拉;而G表示隔開兩導線的介質(zhì)材料單位長度的電導(電阻的倒數(shù))值,單位是西門子。
大部分傳輸線的分析是假設(shè)僅傳輸橫電磁波( TEM)。在TEM模式,電場和磁場是相互垂直的,傳播方向是橫向于(垂直于)包含電場和磁場的平面。為了支持TEM模式傳播,傳輸線必須包含兩根或多根導線。因此.波導是不能支持TEM傳播的。波導采用橫電波(TEm,n)和橫磁波(TMm。)模式傳輸能量,下標優(yōu)和咒分別表示矩形波導橫截面上z和y方向的半波長數(shù)。
傳輸線三個最重要的性能是特性阻抗、傳播常數(shù)和高頻損耗。
最常用的傳輸線可能是同軸電纜。在同軸電EPM7064STC44-10N纜中,電磁能量通過內(nèi)導體和外導體(屏蔽層)內(nèi)表面之間的介質(zhì)傳輸。
在印制電路板上,傳輸線通常由平的、矩形截面的導體組成,靠近一個或多個面(如微帶線或帶狀線)。對于帶狀線,電磁能量通過導體間的介質(zhì)傳輸。對于微帶線,信號導線是在PCB表面層,電磁場部分在空氣中傳輸,部分在PCB的介質(zhì)中傳輸。
平衡線是由相同尺寸和形狀、對地和對所有其他的導體阻抗都相等的兩個導體組成例如,兩根平行圓導線),在這種情況下,電磁能量是通過導體周圍的介質(zhì),通常是空氣傳輸?shù)摹?/span>
波導是由單個中空導體組成,用于引導電磁能量。在波導中,能量是通過導體空心傳播的。在幾乎所有情況下,傳輸媒質(zhì)是空氣。波導大都用在GHz頻率范圍。不同于上述所有的其他傳輸線,波導有一個重要的性能就是不能傳輸直流信號。
需注意的是傳輸線的導體僅是引導電磁能量,電磁能量是在介質(zhì)材料中傳播的。在傳輸線中,電磁能量傳輸速度等于
其中f是真空中(自由空間)的光速,e,是介質(zhì)的相對介電常數(shù),波在其中傳播。介電常數(shù)越大,傳播速度越低。表4-3列出了不同材料的相對介電常數(shù)。光速c大約是300×l06m/s(12in/ns)’,對于大多數(shù)傳輸線,傳播速度大約是1/3光速至光速之間,取決于電介質(zhì)材料。
對于許多傳輸線中的電介質(zhì),傳播速度大約是真空中光速的一半,因此在其中信號沿傳輸線傳播的速度是6in/ns。這個傳播率是一個需要記住的有用的數(shù)據(jù)。
重要的是要記住,在傳輸線中以光速或接近光速傳輸?shù)氖请姶拍芰浚窃诮橘|(zhì)材料中傳輸而不是靠導體中的電子傳輸。電子在導體中的速度大約是0. Olm/s(0. 4in/s) (Bogatin,2004,p.211),是自由空間中光速的300億分之一。因此,在傳輸線中,最重要的材料是介質(zhì)而不是導體,電磁能量(場)通過介質(zhì)傳播,導體僅是引導能量。
用簡單的串聯(lián)R-L網(wǎng)絡模擬短導線,傳輸線必須用大量的R-L-C-G單元表示,理想的是無限多個,如圖5 -18所示。需要記住,因為在傳輸線中的實際位置,這些單元不可能都是集總在一起的。用得單元越多,模型就越準確。在圖5 -18中,R表示單位長度導體的電阻值,單位是歐姆;L表示單位長度導體的電感值,單位是亨利;C表示單位長度導線間的電容值,單位是法拉;而G表示隔開兩導線的介質(zhì)材料單位長度的電導(電阻的倒數(shù))值,單位是西門子。
大部分傳輸線的分析是假設(shè)僅傳輸橫電磁波( TEM)。在TEM模式,電場和磁場是相互垂直的,傳播方向是橫向于(垂直于)包含電場和磁場的平面。為了支持TEM模式傳播,傳輸線必須包含兩根或多根導線。因此.波導是不能支持TEM傳播的。波導采用橫電波(TEm,n)和橫磁波(TMm。)模式傳輸能量,下標優(yōu)和咒分別表示矩形波導橫截面上z和y方向的半波長數(shù)。
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