有载线

科技工作者之家 2020-11-17

导线上均匀分布着容性负载的传输线称为有载线。

详细描述当传输线上存在一个小容性负载时,信号将失真,而且信号上升边也会退化。每个分立电容会降低它附近的阻抗。如果在导线上分布了多个容性负载(如接插件的汇流排上每隔1.2in就有一个2pF的接插件桩线,或者像存储器的汇流排上每0.8in分布一个3pF的封装和输入门电容),而且它们的间距小于上升边的空间延伸,则每隔容性突变处引起的反射就会相互抵消。此时,导线的特性阻抗似乎降低了。其上均匀分布着容性负载的传输线称为有载线。1

分类按传输媒质和结构上的特点,有载线可分为双线有载线、微带有载线、波导管有载线、表面波有载线和光导纤维等类。

双线有载线由两拫平行的导电金属线(一般为铜、钢或铝线)构成,传送横电磁波的有载线。按结构又可分为对称型和同轴型两类。我国广泛使用的架空明线、各种对绞电缆和星绞电缆,都属于对称型的双线有载线。中同轴和小同轴电缆则属于同轴型的双线有载线。

随着频率的提高,双线有载线的金属损耗和介质损耗都迅速增加。而且有载线的横向尺寸与波长相比已经不能忽略,对设备的制造工艺和维护标准都提出了更为严格的要求。特别是对称型双线有载线开放式的电磁场,回路间的耦合也愈为严重。因此传输频率较低。我国的高频对称电缆一般开放频率在252kHz以下的60路载波系统;中同轴电缆一般开放1800路载波通信系统,频率8.5MHz。

微带有载线用于微波波段的一种不对称有载线,传输准TEM波。结构的形式较多,性能用途也不相同。标准微带的结构形式,是在较宽的接地金属带上方紧贴一层介质基片,基片的另一侧贴附一条较窄的金属长条。标准微带线是微波集成电路中常用的一种有载线。

波导管有载线用于微波波段中由空心导电金属管构成的一种非TEM波有载线。波导管常用紫铜、黄铜等良导体制成,内壁还常镀有一层导电性能优良的银,使管壁具有很高的导电率。波导管的形状主要有圆形、矩形和椭圆形等多种。

波导管由于管壁导电面积大,导电率高,因而金属 热损耗比较小,也没有辐射损耗(因为场是封闭的)和介质损耗(因为管内没有固体介质)。一般用于厘米波和毫米波段。

表面波有载线由单根圆形截面的金属导体构成的波导,又称高-包线。导体表面覆有一层某种与内部导体电特性不同的介质材料,可以露天悬挂,导引电磁波沿有载线的表面传输。

光纤有载线利用光导纤维作传输媒质,引导光线在光纤内沿光纤规定的途径传输的有载线。根据传输模式的不同,可分为单模光纤与多模光纤两类。光纤有载线具有通信容量大、传输距离远、不受电磁干扰、抗腐蚀能力强、重量轻等许多技术上的优点,是本世纪70年代出现的一种受到广泛欢迎的有载线。

性能参数通常用衰减系数、相移系数、特性阻抗,或与之相对应的其它参数来描述。其数值仅与传输线的结构、几何尺寸、制造传输线使用的材料、工作波长(或工作频率)有关。2

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学

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