
【電】 matched transmission line
marry; matching; mate
【計】 matching
carry; convey; deliver; propagate; remit; transport
【計】 transfer; transmit; transport
【經】 transmission; transmit
clue; line; string; stringy; thread; tie; verge; wire
【醫】 line; line Of occlusion; linea; lineae; lineae poplitea; mito-; nemato-
soleal line; strand; thread
【經】 line
在電子工程領域,"匹配傳送線"(英文:Matched Transmission Line)指特性阻抗與終端負載阻抗相等的傳輸線系統,可實現信號的高效傳輸并消除反射波。其核心原理與價值如下:
阻抗匹配(Impedance Matching)
當傳輸線的特性阻抗 (Z_0) 等于終端負載阻抗 (Z_L) 時(即 (Z_0 = Z_L)),系統處于"匹配狀态"。此時信號能量從源端到負載實現最大化傳輸,無反射波産生。
來源:David M. Pozar, 《微波工程》(第4版), Wiley, ISBN 978-0-470-63155-3, 第2.3章。
電壓駐波比(VSWR)
匹配狀态下,傳輸線上的電壓駐波比(VSWR)為1,表明信號無反射。計算公式為:
$$ text{VSWR} = frac{1 + |Gamma|}{1 - |Gamma|} $$
其中反射系數 (Gamma = 0)(匹配時)。
來源:IEEE Standard 149-2020, "IEEE Standard for RF Terminology and Test Methods".
基站天線需通過匹配傳輸線(如50Ω同軸線)連接發射機,避免信號反射導緻功率損耗與設備損傷。
在射頻/微波電路中,匹配傳輸線确保信號完整性,減少串擾和失真(例:PCB微帶線阻抗控制)。
網絡分析儀等設備依賴匹配傳輸線作為基準,精确測量S參數(如(S_{11}=0)表示完全匹配)。
參數 | 匹配條件 | 工具 |
---|---|---|
特性阻抗 (Z_0) | (Z_0 = Z_L) | 阻抗分析儀 |
反射系數 (Gamma) | (Gamma = 0) | 史密斯圓圖(Smith Chart) |
回波損耗 | 趨向無窮大(理想值) | 矢量網絡分析儀 |
設計方法參考:RF Circuit Design (Theory and Applications) by Reinhold Ludwig, Prentice Hall, Chap 5.
來源:Microwave Engineering by David Pozar, Sec 5.1-5.3.
傳輸線匹配是高頻電路設計中的關鍵技術,主要用于減少信號反射、提升信號完整性。以下是其核心要點:
傳輸線匹配指通過調整阻抗,使信號源、傳輸線和負載之間的阻抗一緻,從而消除反射波,實現能量高效傳輸。當阻抗不匹配時,信號會在傳輸線末端産生反射,導緻波形畸變和功率損耗。
特性阻抗
由傳輸線的物理結構(如線寬、介質材料)決定,代表信號傳播路徑的等效電阻。理想情況下,傳輸線特性阻抗與負載阻抗相等時無反射。
反射系數
公式為:
$$
Gamma = frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0}
$$
其中$Z_L$為負載阻抗,$Z_0$為傳輸線特性阻抗。當$Gamma=0$時實現完全匹配。
串聯/并聯匹配
終端匹配技術
在傳輸線末端添加電阻網絡(如戴維南終端、RC終端),吸收反射波。
漸變線匹配
通過漸變改變傳輸線寬度或介質參數,實現阻抗平滑過渡。
主要應用于高頻PCB設計(如DDR内存布線)、射頻電路(天線饋線匹配)、高速數字通信(USB/HDMI接口)等領域。
提示:實際設計中需結合信號頻率、傳輸線長度(波長相關)選擇匹配方案,可通過矢量網絡分析儀測量反射系數驗證匹配效果。
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