無線傳輸線的概念介紹
發布時間:
2019-09-27
連接天線和發射（或接收）機輸出（或輸入）端的導線稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務是有效地傳輸信號能量。因此它應能將天線接收的信號以最小的損耗傳送到接收機輸入端，或將發射機發出的信號以最小的損耗傳送到發射天線的輸入端，同時它本身不應拾取或產生雜散干擾信號。這樣，就要求傳輸線必須屏蔽或平衡。當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（微波傳輸線有波導和微帶等）。
平行線傳輸線通常由兩根平行的導線組成。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線為芯線和屏蔽銅網，因銅網接地，兩根導體對地不對稱，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為同軸電纜外導體銅網內徑；d為其芯線外徑；εr為導體間絕緣介質的相對介電常數。
3.3 饋線衰減常數
信號在饋線里傳輸，除有導體的電阻損耗外，還有絕緣材料的介質損耗。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，應合理布局盡量縮短饋線長度。損耗的大小用衰減常數表示。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？我們可簡單地認為，饋線終端所接負載阻抗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格匹配，在架設天線時還需要通過測量，適當地調整天線的結構，或加裝匹配裝置。
3.5 反射損耗
當饋線和天線匹配時，高頻能量全部被負載吸收，饋線上只有入射波，沒有反射波。饋線上傳輸的是行波，饋線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，負載就不能全部將饋線上傳輸的高頻能量吸收，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。
反射波幅度 （Ｚ－Ｚ。）
反射系數Γ＝───── ＝───────
入射波幅度 （Ｚ＋Ｚ。）
駐波波腹電壓與波節電壓幅度之比稱為駐波系數，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Ｓ＝──────────────＝───--─
駐波波節電壓輻度最小值Ｖmin |（1-Γ）|
3.7 平衡裝置
電源、負載和傳輸線，根據它們對地的關系，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，若負載兩端或傳輸線兩導體與地之間阻抗相同，則稱為平衡負載或平衡（饋線）傳輸線，否則為不平衡負載或不平衡（饋線）傳輸線。