搜索同軸傳輸線-特性阻抗選擇
2017-08-11 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
同軸線是由內(nèi)、 外同軸的兩導(dǎo)體柱構(gòu)成, 中間為支撐介質(zhì), 如上圖所示。其中, 內(nèi)、外半徑分別為a和b, 填充介質(zhì)的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)分別為μ和ε。其特性阻抗的選擇主要有以下三方面因素:
1.耐壓最高時(shí)的特性阻抗
當(dāng)外導(dǎo)體接地, 內(nèi)導(dǎo)體接上的電壓為Um, 則內(nèi)導(dǎo)體表面的電場(chǎng)為:
為達(dá)到耐壓最大, 設(shè)Ea取介質(zhì)的極限擊穿電場(chǎng), 即Ea=Emax, 故:
求U
max取極值, 可得b/a=e(數(shù)學(xué)常量)時(shí)固定外導(dǎo)體半徑的同軸線達(dá)到最大電壓。此時(shí)同軸線的特性阻抗為:
2. 傳輸功率最大時(shí)的特性阻抗
限制傳輸功率的因素是內(nèi)導(dǎo)體的表面電場(chǎng),由同軸線傳輸功率計(jì)算公式:
式中, x=b/a。
求Pmax最大值, 可得當(dāng)x為以下值時(shí),Pmax值最大。
相應(yīng)的特性阻抗為:
當(dāng)同軸線中填充空氣時(shí), 相應(yīng)于傳輸功率最大時(shí)的特性阻抗為30Ω。
3. 傳輸衰減最小時(shí)的特性阻抗
同軸線的損耗由導(dǎo)體損耗和介質(zhì)損耗引起, 由于導(dǎo)體損耗遠(yuǎn)比介質(zhì)損耗大, 這里我們只討論導(dǎo)體損耗的情形。設(shè)同軸線單位長電阻為R, 而導(dǎo)體的表面電阻為Rs, 兩者之間的關(guān)系為:
由于導(dǎo)體損耗而引入的衰減系數(shù)α
c為:
要使衰減系數(shù)α
c 最小, 則應(yīng)滿足 b/a = 3.59, 此時(shí)特性阻抗為:
當(dāng)同軸線中填充空氣時(shí), 衰減最小時(shí)的特性阻抗為76.7Ω
小結(jié):
在不同的使用要求下, 同軸線應(yīng)有不同的特性阻抗。實(shí)際使用的同軸線的特性阻抗一般有50Ω和75Ω兩種。
-
50Ω的同軸線兼顧了耐壓、功率容量和衰減的要求, 是一種通用型同軸傳輸線;
-
75Ω的同軸線是衰減最小的同軸線, 它主要用于遠(yuǎn)距離傳輸。
相關(guān)標(biāo)簽搜索：同軸傳輸線-特性阻抗選擇 HFSS電磁分析培訓(xùn) HFSS培訓(xùn)課程 HFSS技術(shù)教程 HFSS無線電仿真 HFSS電磁場(chǎng)仿真 HFSS學(xué)習(xí) HFSS視頻教程 天線基礎(chǔ)知識(shí) HFSS代做 天線代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析
