無線傳輸線的概念介紹
發(fā)布時間:
2019-09-27
連接天線和發(fā)射（或接收）機(jī)輸出（或輸入）端的導(dǎo)線稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸信號能量。因此它應(yīng)能將天線接收的信號以最小的損耗傳送到接收機(jī)輸入端，或?qū)l(fā)射機(jī)發(fā)出的信號以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，同時它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號。這樣，就要求傳輸線必須屏蔽或平衡。當(dāng)傳輸線的幾何長度等于或大于所傳送信號的波長時就叫做長傳輸線，簡稱長線。
3.1 傳輸線的種類
超短波段的傳輸線一般有兩種：平行線傳輸線和同軸電纜傳輸線（微波傳輸線有波導(dǎo)和微帶等）。
平行線傳輸線通常由兩根平行的導(dǎo)線組成。它是對稱式或平衡式的傳輸線。這種饋線損耗大，不能用于UHF頻段。
同軸電纜傳輸線的兩根導(dǎo)線為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，因銅網(wǎng)接地，兩根導(dǎo)體對地不對稱，因此叫做不對稱式或不平衡式傳輸線。
3.2 傳輸線的特性阻抗: 無限長傳輸線上各點電壓與電流的比值等于特性阻抗，用符號Ｚ。表示同軸電纜的特性阻抗
Ｚ。＝〔138/εr 1/2〕×log(D/d)歐姆。
通常Ｚ。=50歐姆/或75歐姆
在公式中， D為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑；d為其芯線外徑；εr為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對介電常數(shù)。
3.3 饋線衰減常數(shù)
信號在饋線里傳輸，除有導(dǎo)體的電阻損耗外，還有絕緣材料的介質(zhì)損耗。這兩種損耗隨饋線長度的增加和工作頻率的提高而增加。因此，應(yīng)合理布局盡量縮短饋線長度。損耗的大小用衰減常數(shù)表示。單位用分貝（dB）／米或分貝／百米表示。
這里順便再說明一下分貝的概念，當(dāng)輸入功率為Ｐ。輸出功率為Ｐ時，傳輸損耗可用γ表示，
γ(dB)＝10×log(Ｐ。/Ｐ)(分貝)。
3.4 匹配的概念
什么叫匹配？我們可簡單地認(rèn)為，饋線終端所接負(fù)載阻抗Ｚ等于饋線特性阻抗Ｚ。時，稱為饋線終端是匹配連接的。
在實際工作中，天線的輸入阻抗還會受周圍物體存在和雜散電容的影響。為了使饋線與天線嚴(yán)格匹配，在架設(shè)天線時還需要通過測量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整天線的結(jié)構(gòu)，或加裝匹配裝置。
3.5 反射損耗
當(dāng)饋線和天線匹配時，高頻能量全部被負(fù)載吸收，饋線上只有入射波，沒有反射波。饋線上傳輸?shù)氖切胁ǎ伨€上各處的電壓幅度相等，饋線上任意一點的阻抗都等于它的特性阻抗.而當(dāng)天線和饋線不匹配時，也就是天線阻抗不等于饋線特性阻抗時，負(fù)載就不能全部將饋線上傳輸?shù)母哳l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來形成反射波。
3.6 饋線和天線的電壓駐波比
在不匹配的情況下,饋線上同時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數(shù)。
反射波幅度 （Ｚ－Ｚ。）
反射系數(shù)Γ＝───── ＝───────
入射波幅度 （Ｚ?。?。）
駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比(VSWR)
駐波波腹電壓幅度最大值Ｖmax |（1+Γ）|
駐波系數(shù)Ｓ＝──────────────＝───--─
駐波波節(jié)電壓輻度最小值Ｖmin |（1-Γ）|
3.7 平衡裝置
電源、負(fù)載和傳輸線，根據(jù)它們對地的關(guān)系，都可以分成平衡和不平衡兩類。若電源兩端與地之間的電壓大小相等，極性相反，就稱為平衡電源，否則稱為不平衡電源；與此相似，若負(fù)載兩端或傳輸線兩導(dǎo)體與地之間阻抗相同，則稱為平衡負(fù)載或平衡（饋線）傳輸線，否則為不平衡負(fù)載或不平衡（饋線）傳輸線。