无线传输线的概念介绍


发布时间:

2019-09-27

无线传输线的概念介绍

连接天线和发射(或接收)机输出(或输入)端的导线称为传输线或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量。因此它应能将天线接收的信号以最小的损耗传送到接收机输入端,或将发射机发出的信号以最小的损耗传送到发射天线的输入端,同时它本身不应拾取或产生杂散干扰信号。这样,就要求传输线必须屏蔽或平衡。当传输线的几何长度等于或大于所传送信号的波长时就叫做长传输线,简称长线。

3.1  传输线的种类

超短波段的传输线一般有两种:平行线传输线和同轴电缆传输线(微波传输线有波导和微带等)。

平行线传输线通常由两根平行的导线组成。它是对称式或平衡式的传输线。这种馈线损耗大,不能用于UHF频段。

同轴电缆传输线的两根导线为芯线和屏蔽铜网,因铜网接地,两根导体对地不对称,因此叫做不对称式或不平衡式传输线。

3.2 传输线的特性阻抗: 无限长传输线上各点电压与电流的比值等于特性阻抗,用符号Z。表示同轴电缆的特性阻抗

               Z。=〔138/εr 1/2〕×log(D/d)欧姆。

               通常Z。=50欧姆/或75欧姆

   在公式中,   D为同轴电缆外导体铜网内径;d为其芯线外径;εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。

3.3  馈线衰减常数

    信号在馈线里传输,除有导体的电阻损耗外,还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。因此,应合理布局尽量缩短馈线长度。损耗的大小用衰减常数表示。单位用分贝(dB)/米或分贝/百米表示。

这里顺便再说明一下分贝的概念,当输入功率为P。输出功率为P时,传输损耗可用γ表示,

                   γ(dB)=10×log(P。/P)(分贝)。

3.4 匹配的概念

  什么叫匹配?我们可简单地认为,馈线终端所接负载阻抗Z等于馈线特性阻抗Z。时,称为馈线终端是匹配连接的。

  在实际工作中,天线的输入阻抗还会受周围物体存在和杂散电容的影响。为了使馈线与天线严格匹配,在架设天线时还需要通过测量,适当地调整天线的结构,或加装匹配装置。

3.5 反射损耗

    当馈线和天线匹配时,高频能量全部被负载吸收,馈线上只有入射波,没有反射波。馈线上传输的是行波,馈线上各处的电压幅度相等,馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗.而当天线和馈线不匹配时,也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时,负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收,而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。

3.6   馈线和天线的电压驻波比

    在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。

                    反射波幅度     (Z-Z。)

         反射系数Γ=─────  =───────

                    入射波幅度     (Z+Z。)  

    驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数,也叫电压驻波比(VSWR)

                驻波波腹电压幅度最大值Vmax   |(1+Γ)|

    驻波系数S=──────────────=───--─

                驻波波节电压辐度最小值Vmin   |(1-Γ)|     

3.7  平衡装置

  电源、负载和传输线,根据它们对地的关系,都可以分成平衡和不平衡两类。若电源两端与地之间的电压大小相等,极性相反,就称为平衡电源,否则称为不平衡电源;与此相似,若负载两端或传输线两导体与地之间阻抗相同,则称为平衡负载或平衡(馈线)传输线,否则为不平衡负载或不平衡(馈线)传输线。

关键词: 数字电视天线 ,车载天线 ,射频线/馈线 ,吸盘天线