18-4 均勻傳輸線的原參數(shù)和副參數(shù)

1.?傳輸線單位長度的電阻R0、電感L0、電容C0和電導(dǎo)G0稱為傳輸線的原參數(shù)，傳播常數(shù)γ和特性阻抗Zc稱為傳輸線的副參數(shù)。

2.?傳播常數(shù)γ

(1)?傳播常數(shù)γ=α+jβ是一個復(fù)數(shù)，其中：

①　實部α稱為衰減系數(shù)，它表示入射波和反射波沿線的衰減特性，其單位為Np/m或dB/m；

②　虛部β稱為相位常數(shù)，它表示入射波和反射波沿線的相位變化特性，其單位為rad/m。

(2)?α和β由R0、L0、C0和G0表示的表達(dá)式，以及α和β與角頻率的變化關(guān)系如圖。

?(3)?當(dāng)傳輸線的原參數(shù)滿足無畸變條件R0/G0=L0/C0時，可得α=√(R0 G0)和β=ω√(L0 C0)

①　此時，衰減系數(shù)α與頻率無關(guān)，相位系數(shù)β與頻率成正比，故相速νφ=ω/β也與頻率無關(guān)，且α、β均達(dá)到最小值，這種傳輸線稱為無畸變線。

②　當(dāng)非正弦信號在線上傳輸時，各次諧波分量將發(fā)生同樣程度的衰減且以同樣的速度傳輸，因而不發(fā)生畸變。

③　滿足R0=G0=0的傳輸線稱為無損耗線，它也是無畸變線。

④　當(dāng)ω很高時，傳輸線也接近于無畸變線。

3.?特性阻抗Zc

(1)?特性阻抗Zc為入射波（或反射波）電壓、電流相量的比值，它與原參數(shù)的關(guān)系如圖。

(2)?在直流情況下，或在高頻率情況下，或R0=G0=0的無損耗傳輸線的情況下，Zc都是純電阻性質(zhì)的。

(3)?由于ωC0>>G0，Zc=√(Z0/Y0)的分母復(fù)數(shù)的輻角比分子復(fù)數(shù)的輻角大，因此特性阻抗的輻角常為負(fù)值。

?(4)?Zc的頻率特性如圖，當(dāng)ω=0時，|Zc|=√(R0/G0);當(dāng)ω→∞時，|Zc|=√(L0/C0)。

(5)?不論是架空線還是電纜，都有(R0/G0)＞(L0/C0)，因此ω=0時的|Zc|比ω→∞時的大。

例4-1 求副參數(shù)以及傳播速度

例4-2