微波技术与天线——第1章

1、第一章、传输线理论一、传输线定义引导电磁波的装置称为传输线，微波传输线是用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称, 它的作用是引导电磁波沿一定方向传输, 因此又称为导波系统, 其所导引的电磁波被称为导行波。二、传输线的作用传导能量和信息，传输线本身的不连续性可以构成各种形式的微波无源元器件, 这些元器件和均匀传输线、 有源元器件及天线一起构成微波系统。1-0 引言第一章、传输线理论三、传输线的分类1、双导体传输线, TEM波传输线, 主要包括平行双线、同轴线、带状线和微带线等。2、均匀填充介质的金属波导管也称为波导,TE、TM波传输线。色散传输线。主要包括矩形波导、圆波导、脊形波导和椭

2、圆波导等。3、介质传输线, 表面波传输线, 主要包括介质波导、 镜像线和单根表面波传输线等。如图1-1所示。四、对传输线的一般要求一般对传输线的基本要求是：能量损耗小，传输效率高，功率容量大，工作频带宽，尺寸小且均匀。目前微波系统用得最多的是矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线。第一章、传输线理论图1-1第一章、传输线理论5、传输线的分析方法场的分析方法和路的分析方法第一章、传输线理论1.1 长线理论1.1.1分布参数电路的模型1、TEM波传输线的结构特点双导体传输线2、TEM波传输线电磁场分布特点横向电磁场与静态场相同，因此电压可以由电场确定，电流可以由磁场唯一确定第一章、传输线理论3、

3、长线和短线的概念及区分长线和短线的意义4、分布参数电路的模型l在微波频率下集中参数元件的分布参数效应金属引线金属引线 下面图1-2用直流电流密度归一化的交流电流密度横截面分布；图1-3为半径a=1 mm铜线的归一化交流电流密度的频率特性。由这些曲线可以看到在频率达到1 MHz左右时，就已经出现了比较严重的趋肤效应，当频率到达1 GHz时电流几乎仅在导线表面流动而不能深入导线中心。第一章、传输线理论图1-2图1-3第一章、传输线理论电阻器电阻器第一章、传输线理论电容器电容器 第一章、传输线理论图1-9图1-10图1-11电感器第一章、传输线理论l在微波频率下传输线的分布参数效应体现为分布参数电感

4、，电容，电导和电阻l微波传输线的特点由于微波传输线是一种分布参数电路，所以传输线上的电压和电流是随空间和时间变化的双坐标函数根据传输线上的分布参数是否均匀，可将传输线分为均匀传输线和非均匀传输线。本章只讨论均匀传输线均匀传输线的一般有四个分布参数分布电阻、电导、电容和电感，他们的大小取决于传输线的类型、尺寸、导体材料和周围介质材料。几种典型双导体传输线的分布参数计算公式如表1-1均匀传输线微元段等效电路为图1-12第一章、传输线理论第一章、传输线理论图1-11第一章、传输线理论对于双线传输线，同轴线等双导体传输线，两个导体的电感和电阻可以组合在一个导体上，如图(1-13(a)。但这种表示法不能

5、适用于所有类型的传输线。 有了分布参数的概念，我们可以把均匀传输线分割成许多小的微元段dz(dz, 为工作波长)，这样每个微元段可看作集中参数电路，用一个型网络来等效。于是整个传输线可等效成无穷多个型网络的级联，如图113所示。 图113均匀传输线及其等效电路 第一章、传输线理论1.1.2传输线方程及其解 1、传输线方程传输线方程是研究传输线上电压、电流变化规律及其相互关系的方程。它可由均匀传输线的等效电路导出。 第一章、传输线理论图114 dz段传输线的等效电路 在均匀传输线上取微元段dz第一章、传输线理论根据微分的定义式，位置z处电压和电流的偏微分可以表示为dztzutdzzuztzu),

6、(),(),(dztzitdzziztzi),(),(),(（1）设由位置z到z+dz电压、电流的变化为du(z,t)，di(z,t)，并考虑如图1-14所示的正方向，得),(),(),(),(),(),(tzditzitdzzitzdutzutdzzu（2）将（2）式带入（1）式，得第一章、传输线理论dzztzutzdu),(),(dzztzitzdi),(),(（3）根据克希霍夫定理，并忽略高阶小量后，有ttzudzCtzudzGtzdittzidzLtzidzRtzdu),(),(),(),(),(),(0000（4）将（3）式带入（4）式，得第一章、传输线理论ttzuCtzuGztzi

7、ttziLtziRztzu),(),(),(),(),(),(0000（5）对于时谐电压和电流, 可用复振幅表示为 u(z, t)=ReU(z)e jt i(z, t)=ReI(z)e jt将此关系带入（5）式，并消去时间因子，得)()()()()()(0000zUCjGzzIzILjRzzU（6）（7）第一章、传输线理论令Z=R+jL, Y=G+jC，Z、Y分别称为传输线单位长串联阻抗和单位长并联导纳，得到时谐情况下的传输线方程，又称为电报方程。)()()()(zUYdzzdIzIZdzzdU（8）2、传输线方程的解将式（8）两边微分并将第 （5）式代入, 得第一章、传输线理论0)()(22

8、2zUdzzUd0)()(222zIdzzId（9）令2=ZY=(R+jL)(G+jC), 则上两式可写为（9）为均匀传输线的波动方程，这是一个标准的二阶齐次微分方程组其通解为 （1-4）第一章、传输线理论其中其中Z0称为传输线的特性阻抗，称为传输线上波的传输常数，其实部为，虚部为。式(14)中的A1、A2为待定常数，其值由传输线的始端或终端的已知条件确定。l入射波和反射波 根据复数振幅与瞬时值间的关系，可求得传输线上电压和电流的瞬时值表达式(为了简便起见，设A1，A2为实数并近似认为Z0也为实数) 第一章、传输线理论上式表明:（1）传输线上任一点处的电压和电流均由两部分组成，第一部分表示由信

9、号源向负载方向传播的行波，称之为入射波，第二部分表示由负载向信号源方向传播的行波，称之为反射波。第一章、传输线理论（2）入射波的振幅随传播方向距离z的增加按指数规律衰减，相位随z的增加而滞后；反射波的振幅随距离z的增加而增加，相位随z的增加而超前。（3）当Z0为实数时,ui(z，t)与ii(z，t)同相，而ur(z，t)与ir(z，t)反相。 第一章、传输线理论（*）将终端条件U(0)=U2，I(O)=I2代入上式可得 如图所示，为了方便起见，将坐标原点z=0选在终端，则式(14)应改写为 3、均匀传输线方程的定解（1）已知传输线条件第一章、传输线理论将A1、A2带入式（*）得（1-7a）根据

10、双曲函数的表达式，上式整理后可得 （1-7c）由此解得 A1 = 1/2 (U2 + I2 Z0) A2 = 1/2 (U2 - I2Z0)第一章、传输线理论这时将坐标原点z=0选在始端较为适宜。将始端条件U(0)=U1，I(O)=I1 ，代入式(14)，同样可得沿线的电压电流表达式为 （1-6b）（2）已知传输线始条件第一章、传输线理论4、传输线的特性参量 传输线的特性参量主要包括：传播常数、特性阻抗、相速和相波长（1）、传播常数反映波经过单位长度传输线后幅度和相位的变化的物理量。 传播常数一般为复数，可表示为 其中实部称为衰减常数，表示行波每经过单位长度后振幅的衰减，单位为分贝/米(dB/

11、m)或奈培/米第一章、传输线理论(NP/m)；虚部称为相移常数，表示行波每经过单位长度后相位滞后的弧度数,单位为弧度/米(rad/m)。 对于低耗传输线，一般满足 ，所以有 0000,CGLR第一章、传输线理论由此可得衰减常数是由传输线的导体电阻损耗c和填充介质的漏电损耗d两部分组成。对于无耗传输线RO=0，G0=0实际应用中，在微波频段内，总能满 足 因此可把微波传输线当作无耗传输线来看待。0000,CGLR第一章、传输线理论（2）特性阻抗 特性阻抗定义：传输线上入射波电压Ui(z)与入射波电流Ii(z)之比。或反射波电压Ur(z)与反射波电流Ir(z)之比的负值，即 l一般情况下传输线的特

12、性阻抗与频率有关，为一复数。 对于无耗传输线，则第一章、传输线理论对于低耗传输线0000,CGLR结论：在无耗或低耗情况下，传输线的特性阻抗为一实数(纯电阻，它仅决定于分布参数Lo和C0，与频率无关。常识：双导线传输线特性阻抗1001000 。常用规格200，300，400，600 。同轴线40150 。常用规格50，75 。第一章、传输线理论tz=const.（常数）上式对t求导可得入射波的相速为 对于微波传输线，由于 （3）相速和相波长相速p定义：波的等相位面移动速度。传输线上的入射波和反射波以相同的速度向相反方向传播。以入射波为例，其等相位面满足下列方程第一章、传输线理论由此可见，双导体

13、传输线和同轴线上行波电压和电流的相速等于周围介质中的光速，与频率无关，只决定于周围介质的相对介电常数，这种波为非色散波。相波长p定义：波在一个周期内等相位面移动的距离可见传输线上的相波长也仅与周围介质有关。将表1一l中的双导线或同轴线的L0和C0代入式，使双导线和同轴线上行波的相速均为第一章、传输线理论总结：01Cpp2传输线特性参数问题往往可归结于求分布电容C0的问题！第一章、传输线理论定义：传输线终端接负载时，距离终端z处向负载方向看去的输入阻抗定义为该处的电压U(z)与电流I(z)之比，即 1-12a1.1.3传输线的输入阻抗与反射系数1、输入阻抗Zin zthZZzthZZZLL000

14、第一章、传输线理论对于均匀无耗传输线。将传播常数=j代人式1-7c，可得沿线的电压电流的表达式为 将上式和终端条件U2=I2ZL代入式(2-16) 化简得 )tan()tan()sin()cos()sin()cos()(000022022zjZZzjZZZzZUjzUzZjIzUzZLLin1-12c第一章、传输线理论上式表明: 均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗及工作频率有关, 且一般为复数。输入阻抗的概念在工程设计中经常用到。有了传输线上某一点处的输入阻抗可将该点处右侧的一段传输线连同负载ZL一并去掉并在该点处跨接一个等于输入阻抗Zin(z)的

15、负载阻抗则该点左侧传输线上的电压和电流并不受影响，即两种情况是完全等效的。输入阻抗的性质无耗传输线上任意相距/2处的阻抗相同, 具有/2重复性，传输线上距离负载为半波长整数倍的各点输入阻抗相同，等于负载阻抗。第一章、传输线理论传输线上距离负载/4奇数倍的各点的输入阻抗等于特性阻抗的平方和负载阻抗之比：当Z0为实数ZL为实数负载时，四分之一波长的传输线具有变换阻抗性质的作用。这些关系在研究传输线的阻抗匹配问题时是很有用时。 在许多情况下例如并联电路的阻抗计算，采用导纳比较方便：无耗传输线的输入导纳表达式为 第一章、传输线理论例1- 1一根特性阻抗为50 、 长度为0.1875m的无耗均匀传输线,

16、 其工作频率为200MHz, 终端接有负载ZL=40+j30 (), 试求其输入阻抗。解: 由工作频率f=200MHz得相移常数=2f/c=4/3。将ZL=40+j30 (), Z0=50,z = l = 0.1875及值代入式（1 2c）， 有100tantan10010ljZZljZZZZin可见, 若终端负载为复数, 传输线上任意点处输入阻抗一般也为复数, 但若传输线的长度合适, 则其输入阻抗可变换为实数, 这也称为传输线的阻抗变换特性。第一章、传输线理论 由于微波阻抗是不能直接测量的, 只能借助于状态参量如反射系数或驻波比的测量而获得，为此，引入以下三个重要的物理量: 反射系数和驻波比

17、和行波系数。2、反射系数 由传输线方程解的形式可知，传输线的波一般是由入射波和反射波叠加而成为了描述传输线的反射特性引人“反射系数”的概念。 均匀无耗传输线终端接任意负载时，沿线的电压电流表达式为 第一章、传输线理论电压反射系数u(z) 定义：距终端z处的反射波电压Ur(z)与入射波电压Ui(z)之比为该处的电压反射系数电流反射系数i(z)定义：距终端z处的反射波电流Ir(z)与入射波电流Ii(z)之比定义为该处的电流反射系数可见：传输线上任意点处的电压反射系数与电流反射系数大小相等，相位差。由于电压反射系数较易测定，因此若不加说明，以后提到的反射系数均指电压反射系数，并均用符号(z)表示。

18、1-13a第一章、传输线理论将终端坐标z=0代人式(1-13a)，即可得到终端反射系数L为 因此传输线上任意一点的反射系数可以表示为由此可见：对均匀无耗传输线来说, 任意点反射系数(z)大小均相等, 沿线只有相位按周期变化, 其周期为/2, 即反射系数也具有/2重复性。第一章、传输线理论输入阻抗与反射系数的关系 传输线上的电压电流可以用反射系数和入射波表示)(1)()()(1)()(zzIzIzzUzUii 由此可见, 当传输线特性阻抗一定时, 输入阻抗与反射系数有一一对应的关系, 因此, 输入阻抗Zin(z)可通过反射系数(z)的测量来确定可得。对于传输线终端，有：第一章、传输线理论显然,

19、当ZL=Z0时, L=0, 即负载终端无反射, 此时传输线上反射系数处处为零, 一般称之为负载匹配。而当ZLZ0时, 负载端就会产生一反射波, 向信源方向传播, 若信源阻抗与传输线特性阻抗不相等时, 则它将再次被反射。波的反射是传输线工作的基本物理现象，反射系数不仅有明确的物理概念而且可以测定因此在微波测量技术和微波网络的分析与综合设计中广泛采用反射系数这一物理量。1-13d第一章、传输线理论3、电压驻波比（VSWR）与行波系数终端不匹配的传输线上各点的电压和电流由入射波和反射波叠加而成, 结果在线上形成驻波，这种现象叫传输线阻抗不匹配（失配）。描述失配程度不仅可以用反射系数还可用驻波比来衡量

20、。 定义：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比为电压驻波比, 用表示：minmaxUU第一章、传输线理论 由于传输线上电压是由入射波电压和反射波电压叠加而成的, 因此电压最大值位于入射波和反射波相位相同处, 而最小值位于入射波和反射波相位相反处, 即有由此可得驻波比与反射系数的关系为第一章、传输线理论 有时也可用行波系数表示传输线反射波的相对大小，即失配程度。行波系数K定义：为传输线上电压(或电流)的最小值与最大值之比，故行波系数与驻波比互为倒数。即 结论：传输线上反射波的相对大小，可以用反射系数的模、电压驻波比和行波系数三个参量描述。反射系数模的变化范围为0，1；驻波比的变化范围为1，

21、 ；行波系数的变化范围为0，1。第一章、传输线理论行波状态（阻抗匹配，无反射波）驻波状态（完全失配，全反射）行驻波状态（部分反射）1, 1, 0K10 ,1 , 10K0, 1K例题 如图所示的无耗传输线系统，设Z0已知。求：1）输入阻抗Zin 2） 线上各点的反射系数a ，b ，c 3）各段传输线的电压驻波比ab ，bc传输线的工作状态一般可分为三种：第一章、传输线理论解：1）b点右侧传输线的输入阻抗为b点处的等效阻抗为第一章、传输线理论输入阻抗为（2）传输线上各点的电压反射系数为第一章、传输线理论或请注意计算时传输线特性阻抗的选取第一章、传输线理论3)各段的电压驻波比分别为 结论：反射系数

22、是对应传输线上的点不同点的反射系数不一样；而电压驻波比对应传输线上的1段只要该段传输线是均匀的即不发生特性阻抗的突变、串接或并接其它阻抗则这段传输线的电压驻波比就始终保持不变也就是说没有产生新的反射,这段传输线上各点反射系数的模是相等的。 第一章、传输线理论1.1.4 均匀无耗传输线的工作状态传输线的工作状态是指沿线电压、电流以及阻抗的分布规律。对于均匀无耗传输线根据终端所接负载阻抗大小和性质的不同其工作状态分为三种：(1)行波状态；(2)驻波状态；(3)行驻波状态。现分别讨论如下1. 行波工作状态行波工作状态终端条件：负载阻抗等于传输线的特性阻抗（匹配负载）, 即ZL=Z0；或半无限长传输线

23、。工作特点：无反射的传输状态, 反射系数L=0, 线上只有入射波，设有反射波，入射波功率全部被负载吸收 。 第一章、传输线理论 处于行波状态的传输线上只存在一个由信源传向负载的单向行波, 行波状态下传输线上的电压和电流 U(z)=Ui(z)=A1e -jz I(z)=Ii(z)= e -jz 01ZA 设A1为实数, 考虑到时间因子e jt, 则传输线上电压、 电流瞬时表达式为 u(z, t)= A1cos(t-z) i(z, t)= cos(t-z)如图1-9所示（注意坐标系的建立方式）01ZA第一章、传输线理论1-9第一章、传输线理论 此时传输线上任意一点z处的输入阻抗为 Zin(z)=Z

24、0综上所述, 对无耗传输线的行波状态有以下结论: 沿线电压和电流振幅不变, 驻波比=1; 电压和电流在任意点上都同相;它们的相位是时间t和位置z的函数 传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗。 第一章、传输线理论【例11 】一传输线的传播常数0.0091+j0.81/km，特性阻抗为Z0500e-j12，设在传输线始端的输入电压为u(z,t)=10sin105t(V)，终端接匹配负载。求沿线的电压和电流分布。若传输线的长度为160km，求上述信号由始端传输到终端所需时间。解题思路：本题已知始端条件求沿线电压电流分布，可以利用16a式直接得到。终端条件为匹配负载，无反射波，因此16a式中只取表示反

25、射波的部分始端条件由电压瞬时表达式给出，16a式是复振幅表示，需要瞬时值和复振幅的转化求传输时间需要知道相速第一章、传输线理论2. 驻波工作状态驻波工作状态工作特点：纯驻波状态就是全反射状态；终端反射系数|L|=1；人射波功率一点也没被负载吸收；负载与传输线完全失配。终端条件：此时负载阻抗必须满足100LLLZZZZ由于无耗传输线的特性阻抗Z0为实数, 负载阻抗必须为1、短路（ZL=0）2、开路（ZL）3、纯电抗（ZL=jXL）三种情况之一。第一章、传输线理论在上述三种情况下, 传输线上入射波在终端将全部被反射, 沿线入射波和反射波叠加都形成纯驻波分布, 唯一的差异在于驻波的分布位置不同。（1

26、）终端短路（ZL=0) 由于负载阻抗ZL=0，因而终端电压U2=0，当坐标原点取在终端时，有 由上式可见，当终端短路时，终端电压入射波与反射波等幅反相；而电流入射波与反射波等幅同相。故终端的电压反射系数=一l。沿线电压电流的复数表达式为 ：第一章、传输线理论因此，沿线电压电流的振幅（模值）可表示为沿线电压、电流的瞬时表达式为 1-17b根据上式，可画出沿线电压电流的瞬时分布和振幅分布，如下图所示。由此可见，短路时的驻波状态分布规律 .1-17c1-17a第一章、传输线理论110第一章、传输线理论短路时的驻波状态分布规律 (a)瞬时电压或电流在传输线的某个固定位置上随时间t作正弦或余弦变化，而在

27、某一时刻随位置z也作正弦或余弦变化，但瞬时电压和电流的时间相位差和空间相位差均为900，这表明传输线上没有功率传输。 (b)当z=(2n+1)/4，(n=01，)时，电压振幅恒为最大值，即| U|max=2| Ui2 |，而电流振幅恒为零。即|Imin|=0，这些点称之为电压的波腹点和电流的波节点；当z =n/2，(n=0，1)时，电流振幅恒为最大即| I|max=2| Ii2 | ,而电压振幅恒为零，即|Umin|=0 ，这些点称之为电流的波腹点和电压的波节点。可见，波腹点和波节点相距/4。 第一章、传输线理论（c）当工作频率固定时，Zin(z)为纯电抗，且随z按正切规律变化。在0z0呈感性

28、，短路线等效为电感;当z=/4时，Xin=，即/4的短路线等效为一并联谐振回路；在/4z/2范围内，X Xinin/2时，Xin=O，即/2的短路线等效为一串联谐振回路。总之，沿线每经过/4阻抗性质变化一次；每经过/2，阻抗回到原有值。输入阻抗计算：第一章、传输线理论2、终端开路（ZL = ）注：实际上终端开口的传输线并不是开路传输线, 因为在开口处会有辐射, 所以理想的终端开路线是在终端开口处接上/4短路线来实现的。由于负载阻抗ZL=，因而终端电流I2=0，则有 由此可见，当终端开路时，终端电流入射波与反射波等幅反相；而电压入射波与反射波等幅同相。故终端的电压反射系数等于l。第一章、传输线理

29、论电压电流的振幅为沿线电压、电流的瞬时值表达式为 118a沿线电压、电流的复数表达式为：118c118b第一章、传输线理论传输线终端开路时，输入 阻抗为沿线电压、电流、阻抗的分布如图1-11所示。与终端短路相比不难看出只要将终端短路的传输线上电压、电流及阻抗分布从终端井始去掉长度/4，余下线上的分布即为终端开路时的电压、电流及阻抗分布。第一章、传输线理论1-11第一章、传输线理论(3)终端接纯电抗负载（ZL=jXL)因负载不消耗能量,终端仍将产生全反射。入射波与反射波叠加结果，终端既不是波腹也不是波节，但沿线仍呈驻波分布。此时终端电压反射系数为 (a) 负载为纯感抗（XL0) 由前面分析得小于

30、/4的短路线相当于一纯电感, 因此当终端负载为ZL=jXL的纯电感时, 可用长度小于/4的短路线l0来代替第一章、传输线理论因此，长度为z终端接感性负载的传输线，沿线电压、电流及阻抗的变化规律与长度为(l+lo)的短路线上对应段的变化规律完全一致，距终端最近的电压波节点在/4 z /2范围内。(b)负载为纯容抗(XL0) 此容抗也可用一段特性阻抗为Z0、长度为l0(/4 l0 /2)的短路线等效如图1-13中的虚线所示。长度lo 。可由下式确定 )(220ZXarctglLo第一章、传输线理论或用长度为l0c的终端开路线等效)cot(20ZXarclLoc因此，长度为l终端接容性负载的传输线：

31、沿线电压、电流及阻抗的变化规律与长度为(l+l0)的短路线上对应段的变化规律完全一致，距终端最近的电压波节点在0z0)是感性阻抗的轨迹；实轴以下的下半平面(即x0XL0.35 （0.35-W/b)2 w/b0.35 第一章、传输线理论 (2) 导带厚度不为零时的特性阻抗计算公式27. 6)18(18141ln3020mmmzr式中：tbwtbwm)1 . 1/0796. 0()2ln(5 . 01)1 (2nxbwxxxxxtbw式中：tbwtbwm)1 . 1/0796. 0()2ln(5 . 01)1 (2nxbwxxxxxtbw第一章、传输线理论而btxxxn,13212 式中， t为导

32、带厚度。 带状线特性阻抗随着w/b的增大而减小, 而且也随着t/b的增大而减小。3、带状线尺寸的确定 带状线传输的主模是TEM模, 但若尺寸选择不合理也会引起高次模TE模和TM模。在TE模中最低次模是TE10模, 其截止波长为 第一章、传输线理论 rcTEw210 在TM模中最低次模是TM10模, 其截止波长为rcTMb210因此为抑制高次模, 带状线的最短工作波长应满足 0mincTE10= 0mincTM10= 于是带状线的尺寸应满足此外为了减少带状线在横截面方向能量的泄漏，上下接地板的的宽度应该不小于(36)W。w2b2rw2min0rb2min0第一章、传输线理论微带线结构：微带线是双

33、导体微波传输线，如图3-21所示。它是由介质基片上的导带和基片下面的接地板构成，整个微带线用薄膜工艺制作而成。其中基片采用介电常数高、高频损耗小的陶瓷、石英、蓝宝石等介质材料，导带采用良导体材料。微带线在微波集成电路中获得了广泛的应用。微带线的演化：微带线属于半敞开式部分填充介质的双导体传输线，它可看作是由平行双线演变而来的如图1-52所示1.3.21.3.2 微带线微带线 第一章、传输线理论第一章、传输线理论图 1 53 微带线的演化过程及结构1-55第一章、传输线理论1、微带线传输的主模 对于空气介质的微带线，它是双导体系统，且导体周围是均匀的空气，因此它可以存在无色散的TEM模。但实际的

34、微带线是制作在介质基片上的虽然它仍然是双导体系统但由于存在空气和介质的分界面这就使得问题复杂化。利用电磁场理论可以证明，在两种不同介质的传输系统中，不可能存在单纯的TEM模，而只能存在TE和TM模的混合模但在微波频段的低端、由于场的色散现象很弱，场的纵向分量很小可忽略，传输模式类似于TEM模故称为准TEM模。 第一章、传输线理论2、微带线的特性参量 在微波波段微带线一般工作在弱色散区，因此把微带线的工作模式当作TEM模来分析，这种分析方法称为“准静态分析法”。 由前面分析可以知道TEM模传输线的特性阻抗的计算公式为因此只要求出微带线的相速vp，和单位长度分布电容Co则微带线的特性阻抗即可求得。 对于下图 (a)所示的空气微带线。微带线中传输TEM模的相速vp=v0(光速)，并假设它的单位长度分布电容为C01，则其特性阻抗为， 001CvCLzp第一章、传输线理论第一章、传输线理论当