金航:什么是射频传输线?您知道吗?

2021-12-28 559

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接下来,金航电子的编辑将和大家谈谈:什么是……射频传输线? 你可知道?


1.基本概念


1. 在高频/射频领域,最重要的基本概念是沿传输线传播的入射波、反射波和透射波。


事实上,为了理解这些概念,我们可以将其与光的传播进行比较(这是初中就学过的知识)。一束光在同一介质中沿直线传播,但当光从空气入射到水中(介质发生变化)时,一部分光被反射,一部分光被折射;如果介质是由损耗很大的材料构成,则所有入射光都会被反射(例如镜子)。


同样,射频信号就像光(实际上,光也是一种波),传输线就像介质,其特性阻抗表征了材料。


当传输线无限长时,射频信号不会发生反射,即入射信号等于发射信号。然而,实际上并不存在无限长的传输线。连接到传输线末端的阻抗 ZL 非常重要(通常传输线的特性阻抗 Z0 为正实数,例如 50 或 70 欧姆):


2. 当 ZL ≠ Z0 时(相当于不同的介质,例如空气和水),传输线的终端会发生反射。传输信号 = 入射信号 - 反射信号,这也被称为阻抗失配。


2. 为什么这些概念在高频/射频条件下如此重要?


比较低频信号和高频信号:


1. 低频情况(波长远大于导线长度):电流更容易沿导线传播,从而实现有效的功率传输。测得的电压和电流与导线的位置无关,这意味着导线的电流和电压在各处都相等(初中);


2. 高频/射频情况(信号波长远小于传输线长度,通常小于或等于传输线长度的10倍):这需要使用传输线来传输信号。此时,为了减少反射信号并获得最大功率传输,匹配传输线的特性阻抗至关重要。传输线上的电压取决于测量点在传输线上的位置(即传输线上各处的电压并不相等)。


这些概念之所以特别重要,是因为我们可以用特定的负载和传输线特性阻抗匹配来代替无限长的传输线,从而将最大功率传输到负载。这真是太神奇了。


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