
【計】 transmission line model
transmission line
【計】 transmission line
【化】 transmission line (TL)
former; matrix; model; mould; pattern
【計】 Cook-Torrance model; GT model GT; MOD; model; mosel
【醫】 cast; model; mold; mould; pattern; phantom
【經】 matrices; matrix; model; pattern
在電氣工程與高頻電路分析中,傳輸線模型(Transmission Line Model)是描述信號在長距離導線或波導中傳播行為的分布式參數模型。該模型通過單位長度的電阻(R)、電感(L)、電容(C)和電導(G)參數,構建微分方程組來表征電壓和電流沿線路的時空變化規律,其核心公式為: $$ frac{partial V}{partial z} = - (R + jomega L)I frac{partial I}{partial z} = - (G + jomega C)V $$ 其中$V$和$I$分别表示傳輸線某點的電壓與電流,$z$為傳播方向坐标,$omega$為角頻率。
關鍵特性解析
傳輸線模型是用于描述高頻信號在導體中傳播行為的理論工具,其核心在于分析電磁波在導體上的分布參數特性。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
傳輸線模型将導線視為由無數微小單元構成的分布參數系統,每個單元包含電阻(R)、電感(L)、電導(G)和電容(C)的串聯或并聯組合。這種模型突破了傳統集總參數電路的假設,適用于信號波長與導線長度相當時的高頻場景(如射頻、微波通信)。
RLGC參數
特征阻抗
計算公式為:
$$Z_0 = sqrt{frac{R + jomega L}{G + jomega C}}$$
在無耗條件下(R=0,G=0),簡化為:
$$Z_0 = sqrt{frac{L}{C}}$$
這一參數決定了信號傳輸時的阻抗匹配特性。
傳播常數
$$gamma = sqrt{(R + jomega L)(G + jomega C)} = alpha + jbeta$$
其中$alpha$為衰減常數,$beta$為相位常數。
入射波與反射波疊加
傳輸線上任意點的電壓和電流均為入射波(源端→負載)與反射波(負載→源端)的疊加,反射系數由負載阻抗與特征阻抗的失配程度決定。
相速度與延遲
相速度公式為:
$$v_p = frac{omega}{beta}$$
實際應用中,PCB微帶線的傳輸延遲約為142 ps/inch(微帶線)或180 ps/inch(帶狀線)。
如需更深入的技術推導或工程案例,可參考電磁場理論教材或高頻電路設計手冊。
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