同轴传输线-特性阻抗选择

2017-08-11  by:CAE仿真在线  来源:互联网

同轴线是由内、 外同轴的两导体柱构成, 中间为支撑介质, 如上图所示。其中, 内、外半径分别为a和b, 填充介质的磁导率和介电常数分别为μ和ε。其特性阻抗的选择主要有以下三方面因素:

1.耐压最高时的特性阻抗

当外导体接地, 内导体接上的电压为Um, 则内导体表面的电场为:

为达到耐压最大, 设Ea取介质的极限击穿电场, 即Ea=Emax, 故:

max取极值, 可得b/a=e(数学常量)时固定外导体半径的同轴线达到最大电压。此时同轴线的特性阻抗为:

限制传输功率的因素是内导体的表面电场,由同轴线传输功率计算公式:

求Pmax最大值, 可得当x为以下值时,Pmax值最大。

相应的特性阻抗为:

当同轴线中填充空气时, 相应于传输功率最大时的特性阻抗为30Ω。

3. 传输衰减最小时的特性阻抗

同轴线的损耗由导体损耗和介质损耗引起, 由于导体损耗远比介质损耗大, 这里我们只讨论导体损耗的情形。设同轴线单位长电阻为R, 而导体的表面电阻为Rs, 两者之间的关系为:

c为:

c 最小, 则应满足 b/a = 3.59, 此时特性阻抗为:

小结:

在不同的使用要求下, 同轴线应有不同的特性阻抗。实际使用的同轴线的特性阻抗一般有50Ω和75Ω两种。

• 50Ω的同轴线兼顾了耐压、功率容量和衰减的要求, 是一种通用型同轴传输线;

• 75Ω的同轴线是衰减最小的同轴线, 它主要用于远距离传输。

相关标签搜索：同轴传输线-特性阻抗选择 HFSS电磁分析培训 HFSS培训课程 HFSS技术教程 HFSS无线电仿真 HFSS电磁场仿真 HFSS学习 HFSS视频教程 天线基础知识 HFSS代做 天线代做 Fluent、CFX流体分析 HFSS电磁分析