射頻電纜的參數(shù)理論

1、 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word射頻(sh pn)電纜的參數(shù)理論特性阻抗特性阻抗是選用電纜的首先要考慮的參數(shù)，它是電纜本身的參數(shù)，它取決于導體(dot)的直徑以及絕緣結(jié)構(gòu)的等效介電常數(shù)。特性阻抗對于電纜的使用有很大的影響。例如在選擇射頻電纜作為發(fā)射天線饋線(ku xin)時，其特性阻抗應盡可能和天線的阻抗一致，否那么(n me)會在電纜和天線的連接處造成信號反射，使得天線得到的功率減少，電纜的傳輸效率也會下降，更為嚴重的是，反射的存在會使電纜沿線出現(xiàn)駐波，有些地方會出現(xiàn)電壓和電流的過載，從而造成電纜的熱擊穿或熱損傷(snsh

2、ng)而影響電纜的正常運行。電纜內(nèi)部反射的存在，還會造成傳輸信號的畸變，使傳輸信號出現(xiàn)重影，嚴重影響信號傳輸質(zhì)量。為了便于使用，射頻電纜的阻抗已經(jīng)標準化了。因此在選用電纜時應盡可能選用標準阻抗值。對于射頻同軸電纜有以下三中標準阻抗：502ohm推薦使用于射頻及微波，用于測試儀表以及同軸波導轉(zhuǎn)換器等；753ohm用于視頻或者脈沖數(shù)據(jù)傳輸，用于大長度例如CATV電纜傳輸系統(tǒng)；1005ohm用于低電容電纜以及其它特種電纜。以下是同軸電纜特性阻抗計算的各種公式。1.1同軸電纜阻抗公式根據(jù)傳輸理論，特性阻抗公式為：Zc式中，R、L、G、C、代表該傳輸線的一次參數(shù)，而=2f代表信號的角頻率。對于射頻同軸電

3、纜傳輸(chun sh)高頻信號，通常都有RL，GC，此時特性阻抗公式(gngsh)可以簡化為：Zc = 60ln(D/d)/ 138lg(D/d)/ ohm 式中，D為外導體(dot)內(nèi)直徑 mm d為內(nèi)導體(dot)外直徑 mm 為絕緣相對(xingdu)介電常數(shù)表1給出了常用絕緣材料的相對介電常數(shù)。表1常用介質(zhì)材料的特性介質(zhì)種類介電常數(shù)1KHz介質(zhì)損耗角正切 tg空氣1.000聚乙烯2.300.0002物理發(fā)泡聚乙烯1.201.300.0001聚丙烯2.550.0004聚四氟乙烯2.100.0002聚全氟乙丙烯2.100.00021.2皺紋外導體同軸電纜阻抗公式皺紋外導體已經(jīng)獲得廣泛應用

4、，阻抗尚無標準的方法計算，可以利用電容電感參考方法進行計算。測量出L和C后可以計算阻抗：Zc =1.4特性阻抗與電容的關(guān)系同軸電纜的特性阻抗與電容有如下簡單的關(guān)系，即Zc104/3/ C式中，C為電纜電容pF/m 電容電容是射頻電纜的一個重要參數(shù)，同軸電纜(tn zhu din ln)的電容按照下式計算：C1000/18lnD/d24.13/lgD/d pF/m衰減(shui jin)衰減是射頻電纜的重要參數(shù)(cnsh)之一，它反映了電磁能量沿電纜傳輸時的損耗的大小。電纜的衰減表示電纜在行波狀態(tài)下工作時傳輸功率或者(huzh)電壓的損耗的程度，即l10lgP1/P220lgU1/U2 dB式中

5、，為電纜(dinln)的衰減常數(shù)dB/m l為電纜長度 m電纜的衰減越大，說明信號的損耗越嚴重，電纜的傳輸效率越差，如果電纜的衰減為3dB，說明信號傳輸此電纜后電壓或電流的幅度下降30%，信號功率下降50%。為了提高電纜的傳輸效率，總是希望電纜的衰減盡可能的低，但低損耗的電纜通常要貴許多，這是因為它通常制成大尺寸，并且采用結(jié)構(gòu)復雜的空氣或半空氣絕緣，低損耗電纜還經(jīng)常采用特殊結(jié)構(gòu)的導體，也相應會增加本錢。因此，電纜的衰減是十分重要的指標，特別在大長度傳輸時更是如此。為了降低電纜的衰減，要在經(jīng)濟上付出相當大的代價。選用電纜并非是衰減越低越好，必須將衰減指標和其它因素例如尺寸、柔韌性同時考慮，才能選

6、得經(jīng)濟合理的電纜。3.1衰減的計算公式在射頻下，同軸電纜衰減通?？梢杂孟率奖硎荆篟+GR/2G/2式中，R為導體電阻損耗引起的衰減分量，稱為導體衰減 G為絕緣損耗引起的衰減分量，稱為介質(zhì)衰減一、導體(dot)衰減同軸電纜(tn zhu din ln)內(nèi)外導體均為圓柱形導體時，導體衰減如下公式：R2.6110-31/d1/D/lgD/d dB/km式中，f為頻率(pnl)Hz 為絕緣(juyun)介電常數(shù) D為外導體(dot)內(nèi)徑mm d為內(nèi)導體外徑mm注：上式是將標準軟銅電阻率1.72410-6ohmcm代入計算得到的。如果導體是雙金屬結(jié)構(gòu)形式，在高頻下，可以將它看成是由外表材料組成的單金屬導

7、體來處理。在大功率射頻電纜中，內(nèi)外導體的溫度會升高，因此電阻也隨著升高，從而使衰減增大，因此在公式中引入衰減的溫度系數(shù)：Kt式中，為導體溫度系數(shù)，對于銅，可取0.00393 1/ 標準軟鋁，可取0.00407 1/二、介質(zhì)衰減絕緣介質(zhì)衰減可以按照下式計算：9.110-5ftg dB/km對于組合絕緣，如果介質(zhì)1是固體材料，介質(zhì)2是空氣，即有：tgtg2tg(1-P)/21-2P1tg(2+P)/ 21+ P1式中，P為發(fā)泡度，、tg為固體介質(zhì)相應參數(shù)。3.2駐波對衰減的影響電纜在實際工作狀態(tài)下，其負載阻抗不一定匹配，從而在負載處發(fā)生信號功率的反射，引起失配損耗。失配(sh pi)損耗10lgP

8、m/P10lg1/1-10lg(S+1)2/(4S)式中，P為負載失配(sh pi)時吸收的功率 Pm為負載失配(sh pi)時可吸收的功率，此為最大吸收功率 S為電壓(diny)駐波比 為負載(fzi)的反射系數(shù)電壓駐波比條件下的失配損耗可以利用表3查得。表3電壓駐波比、回波損耗、傳輸損耗、反射系數(shù)、反射功率對照表駐波比駐波比dB回波損耗dB傳輸損耗dB反射系數(shù)傳輸功率反射功率1.000.0000.0000.001000.01.0000.001000.01.0000.011000.01.030.336.60.0010.011000.01.040.3

9、34.20.0020.021000.01.050.432.30.0030.0260.530.70.0040.0370.629.40.0050.0380.728.30.0060.0490.727.30.0080.0400.826.40.0100.0510.925.70.0120.0521.024.90.0140.06160.06190.0751.223.1

10、0.0210.0761.322.60.0240.0771.422.10.0270.0881.421.70.0300.0891.521.20.0330.0901.620.80.0360.0951.919.10.0540.102.317.70.0750.1302.9703.514.00.1770.2096.04.0 阻抗(zkng)不均勻和駐波4.1概述(i sh)在推導傳輸理論公式時，假定電纜是

11、均勻的，即沿著傳輸方向電纜的各點的阻抗是相同的，但是在實際上是不可能的。電纜在制造過程中，其導體直徑、絕緣外徑、發(fā)泡度總是或多或少存在著變化的，而導體間也有可能存在偏心，絕緣介電常數(shù)在長度方向上也可能存在變化，因此在實際線路上，每一點的阻抗都不一定(ydng)相等。通常，我們(w men)稱線上任意一個截面上的特性阻抗為局部特性阻抗Zx，那么(n me)電纜的Zx是沿線變化的，即使終端匹配，其始端的輸入阻抗也不一定等于其匹配阻抗值，而且這種輸入阻抗值與頻率、電纜長度都有關(guān)系，為了反映這種線路不均勻的情況，引入了“有效特性阻抗概念。根據(jù)國際電工委員會標準，電纜的有效特性阻抗定義為：Ze =式中，

12、Z0為電纜終端短路時的輸入阻抗 Z為電纜終端開路時的輸入阻抗有效特性阻抗通常用于較高的射頻頻率，而在較低的頻率下一般采用平均特性阻抗Zm。平均特性阻抗是沿線所有的局部特性阻抗Zx的算術(shù)平均值。因為在低頻下，波長比較長，每個不均勻性的長度只占信號波長的很小局部，在一個半波長的長度內(nèi)存在很多的不均勻點，不均勻點引起的發(fā)射在始端的迭加是算術(shù)迭加，因此，在低頻下有效特性阻抗實質(zhì)上是沿線分布的許多局部特性阻抗的算術(shù)平均值Zm。在高頻下，由于波長比較短，在始端出現(xiàn)的總的發(fā)射波不僅取決于沿線各點Zx引起的許多內(nèi)部發(fā)射波的大小，而且與它們之間的相位有關(guān)系，也就是說，在高頻下線路的有效特性阻抗Ze是許多內(nèi)部不均

13、勻性Zx的矢量迭加的結(jié)果。有效特性阻抗與平均特性阻抗不同，它對于頻率的變化是敏感的，很小的頻率變化往往會引起有效特性阻抗的很大變化。下列(xili)圖是終端匹配的不均勻線路的輸入阻抗(sh r z kn)與頻率的關(guān)系，圖中曲線a表示沿線只存在(cnzi)一個不均勻性的情況，曲線b那么(n me)表示沿線存在周期性不均勻性的情況(qngkung)，曲線c那么反映了隨機分布不均勻性的情況。實際上這些曲線就是電纜的有效特性阻抗Ze與頻率的關(guān)系曲線。這種隨頻率變化的輸入阻抗是十分有害的。線路的輸入阻抗隨頻率的波動會引起線路輸入功率也隨之波動，還會引起線路的衰減特性隨頻率之波動。內(nèi)部不均勻性除了會引起輸

14、入阻抗的變化外，還存在著二次發(fā)射的惡劣影響。所謂二次發(fā)射是指入射波沿線前進遇到一個不均勻點反射回去之后，又遇到一個不均勻點再次反射而重新傳輸?shù)浇K點。這種兩次反射信號與主信號在時間上存在一個延遲距離，會引起信號的畸變。因此，內(nèi)部不均勻性對電纜的傳輸性能影響很大，通常要求越小越好。阻抗內(nèi)部不均勻性的大小標志著電纜產(chǎn)品雜制造工藝的好壞，要在寬頻帶內(nèi)電纜保持良好的阻抗均勻性，必須在制造工藝上狠下功夫，因此，設備的穩(wěn)定性能對于電纜尤其重要。圖1. 內(nèi)部不均勻性的典型(dinxng)曲線沿線只存在(cnzi)一個不均勻性沿線(ynxin)存在著周期性的阻抗不均勻性隨機(su j)分布的不均勻性4.2阻抗偏

15、差、駐波(zh b)和回波損耗內(nèi)部阻抗不均勻性的大小可以用有效特性阻抗Ze與額定阻抗值的偏差來表示，阻抗偏差越大，那么反映內(nèi)部不均勻性越厲害。作為射頻電纜的內(nèi)部不均勻性的指標，國際電工委員會曾經(jīng)規(guī)定，在23003300MHz的頻段范圍內(nèi)，均勻地選取20個測試頻率，徹得的有效阻抗與額定阻抗的偏差的均方根值應不大于額定阻抗值的3%。更常用的是采用電纜的輸入駐波比作為內(nèi)部不均勻的指標。駐波比S和阻抗偏差Z之間很容易由下式換算：S1+/1- 2Zc+Z/2Zc-Z式中代表輸入端反射系數(shù)。Z /Zc +(Zc +Z)Z /2ZcZ表示有效特性阻抗Ze與額定阻抗Zc的偏差。電纜內(nèi)部不均勻性指標還可以使用下

16、式定義的回波損耗：回波損耗SRL20lg分貝回波損耗越大，代表反射系數(shù)越小，也就是駐波比S越小，電纜內(nèi)部均勻性越好。駐波比、反射系數(shù)和回波損耗之間的關(guān)系見表3。4.3周期性的阻抗不均勻性同軸電纜制造時，由于制造工藝的缺陷，例如絕緣擠出不均勻、牽引輪的偏心、周期性的受力等因素，會使成品電纜沿長度方向上出線局部特性阻抗的周期性變化，當電纜長度很大時，會由于信號的內(nèi)部反射在始端產(chǎn)生同相位迭加，從而出現(xiàn)反射系數(shù)的很大峰值而影響電纜的正常使用。周期性阻抗不均勻性有很嚴重的影響，小的不均勻性會由于(yuy)內(nèi)部諧振而導致很大的反射系數(shù)峰值，這種峰值出線的頻率與周期長度直接有關(guān)，可以按照下式確定：f 150

17、 /h式中h周期(zhuq)長度m； 電纜(dinln)的等效介電常數(shù)例如(lr)：重心(zhngxn)不均勻的放線盤具直徑為8英寸時，會對聚乙烯絕緣擠塑工藝引入周期變化的節(jié)距為h8010.638m，并使成品電纜的回波損耗曲線在208MHz頻率下出現(xiàn)諧振峰值。4.3周期性的阻抗不均勻性 如果電纜上存在隨機分布的許多不均勻性，那么這種情況要比周期性不均勻好的得多。隨機分布不會如周期性分布那樣在某一個頻率下出現(xiàn)鋒利的峰值，其輸入阻抗的頻率特性是顯示出噪音般的隨機性如圖1.的曲線c。由于隨機分布是由于制造工藝所決定的，其分布規(guī)律無法用理論方法決定。電壓駐波比與電纜長度關(guān)系如下列

18、圖2。從圖上可以看出來，實測數(shù)據(jù)與按隨機分布(fnb)計算出來的結(jié)果接近，從而說明(shumng)電纜工藝(gngy)尚好，即沒有什么顯著的周期性不均勻，因此，即使電纜使用長度很大，也不會出現(xiàn)電壓駐波比的顯著惡化。工作電壓當同軸電纜(tn zhu din ln)受到一定的電壓時，內(nèi)導體外表(wibio)具有最大的電場強度，這是電纜的最薄弱區(qū)域。內(nèi)導體外表場強和工作電壓有如下關(guān)系：V0.5E d lnD/d如果用電場強度E用kV/cm，d用mm表示，那么可以求出：V0.115E d lgD/d kV峰值或者U0.008E d lgD/d kV有效值對于電纜結(jié)構(gòu)，最大允許工作強度E可以按照表4選取

19、，表中數(shù)據(jù)是根據(jù)實驗得出的，并考慮了平安因素，因此適用于所有射頻電纜。表4射頻電纜允許的最大工作場強kV/cm介質(zhì)形式工作條件實心絕緣空氣、半空氣、氧化鎂礦物絕緣單線內(nèi)導體絞合內(nèi)導體直流40056010脈沖10014010射頻507010如表4所示，絞合內(nèi)導體(dot)的最大允許場強要比單絲高40%，這主要是由于絞線情況下聚乙烯介質(zhì)與導線之間有更加緊密的接觸，從而使介質(zhì)和導體(dot)間存在的空氣間隙減少而引起的。根據(jù)有關(guān)文獻介紹，電纜的射頻工作電壓可以根據(jù)電暈電壓實際測量值來確定。電纜在工作時，其工作電壓應該比介質(zhì)材料的擊穿電壓小很多，因為介質(zhì)與導體之間或介質(zhì)內(nèi)部(nib)存在空氣間隙，在比

20、介質(zhì)材料的擊穿電壓低得多的電壓下，這種空氣間隙就會發(fā)生電暈放電，這種放電是十分有害的，它會使絕緣介質(zhì)逐步損壞，從而使得電纜壽命降低。電纜的工作電壓應該比電暈電壓低，即可以如下選取：射頻(sh pn)工作電壓峰值(fn zh)工頻電暈電壓峰值0.35式中的0.35是考慮了平安因素2以及射頻耐壓強度比工頻耐壓強度降低30%而得出的。工頻電暈電壓可以通過實驗來確定，并且應該取電暈熄滅電壓即先加上電壓使得電暈發(fā)生，然后逐步降低電壓，直到電暈熄滅為止時的電壓。電纜在匹配狀態(tài)下，其承受的電壓與輸入功率有如下關(guān)系：V(峰值)如果電纜在失配狀態(tài)下，并且有振幅調(diào)制時，那么治安同樣功率下會產(chǎn)生更高的電壓，即V1+

21、m峰值式中P信號的載波功率 m調(diào)制度 S電壓駐波比如果電纜承受的是脈沖調(diào)制，那么峰值電壓可以直接從電纜所傳輸?shù)姆逯倒β拾凑丈鲜接嬎?。相移當同軸電纜受到一定的電壓(diny)時，內(nèi)導體外表(wibio)具有最大的電場強度，這是電纜的最薄弱(b ru)區(qū)域。6.1射頻電纜(dinln)的相移常數(shù)公式在射頻條件下，同軸電纜(tn zhu din ln)的相移常數(shù)可用如下簡化公式來計算： 弧度/千米 度/千米式中fMHz為以MHz為單位的使用頻率 為電纜的等效介電常數(shù)應該注意到，電纜的相移常數(shù)是與電纜的結(jié)構(gòu)尺寸無關(guān)的參數(shù)，它僅僅取決于電纜的使用中的介質(zhì)，隨著頻率的升高而正比增大。6.2溫度引起的相移變

22、化相控陣雷達、射電望遠鏡、衛(wèi)星跟蹤站等特殊用途的同軸電纜，要求其相移不隨溫度、壓力等環(huán)境因素的影響，這種要求相位穩(wěn)定的電纜為穩(wěn)相電纜。在環(huán)境因素中最主要的是溫度變化，由于環(huán)境溫度的變化會引起電纜長度的變化以及介質(zhì)材料的介電常數(shù)的變化，從而引起電纜相位的變化。同軸電纜每升高1所引起的相位變化通常稱為相位變化率，這是穩(wěn)相電纜的重要指標。電纜的相位變化率取決于電纜的結(jié)構(gòu)與介質(zhì)的材料的變化。一般說來，聚乙烯絕緣電纜具有較大的相位變化率，它通?？梢缘竭_20048010-6/，泡沫聚乙烯絕緣電纜在2565范圍內(nèi)具有18.110-6/數(shù)量級。溫度引起的相位變化取決于電纜的機械長度的熱脹冷縮引起的變化，一般為

23、正值，也取決于介質(zhì)介電常數(shù)的變化，一般是負值。因此，如果通過電纜結(jié)構(gòu)的良好設計，使兩者一致，即可以獲得高度穩(wěn)定相位的電纜結(jié)構(gòu)。6.3電纜彎曲、扭轉(zhuǎn)(nizhun)、沖擊引起的相移變化電纜根據(jù)使用場合的不同，不僅要求電纜的相位不隨溫度的變化，而且要求電纜的相位不隨彎曲、扭曲、沖擊(chngj)、振動等機械應力的長期而變化。反復的彎曲、扭轉(zhuǎn)等機械應力會導致電纜內(nèi)導體和外導體的機械硬化作用，使電纜的長度發(fā)生變化，從而引起相位的變化，外導體結(jié)構(gòu)以及電纜各局部(jb)之間在彎曲(wnq)等機械應力作用下發(fā)生尺寸變化或者位移會導致電纜的相位變化，因此高機械穩(wěn)相的射頻電纜必須采用特殊的設計和結(jié)構(gòu)形式，其內(nèi)(

24、q ni)導體、絕緣、外導體結(jié)構(gòu)應在彎曲時保持穩(wěn)定，而且相互之間結(jié)合緊密，從而保持電纜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以到達相位不隨彎 曲、沖擊、扭轉(zhuǎn)等機械應力的變化的目的。最高使用頻率射頻電纜的使用頻率正在向更高頻率開展?，F(xiàn)在射頻電纜最高可以傳輸65GHz的頻率，這代表電纜質(zhì)量日益改善的結(jié)果。一般說來，射頻電纜可以使用的頻率范圍受到對電纜的低衰減、低駐波比要求的限制。如果通過結(jié)構(gòu)以及工藝的改良，排除上述兩大因素的限制，那么電纜最終還要受到高次比出現(xiàn)的截止頻率的限制。7.1電纜的截止頻率電纜在正常情況下是傳輸橫電磁波TEM波，如果電纜的橫向尺寸與工作頻率下的波長可以相比較時，其中還會出現(xiàn)高次波的傳輸從而大大消耗了

25、能量而不能使用。通常把高次波出現(xiàn)的頻率稱為同軸電纜的截止頻率。同軸電纜中最早出現(xiàn)的高次波是TE11波，因此，同軸電纜截止頻率是指TE11波出現(xiàn)的頻率，即： MHz式中c為光速(un s)，c3108m/s；為電纜(dinln)的等效介電常數(shù)；D、d分別(fnbi)為電纜的內(nèi)外導體直徑，單位(dnwi)mm因此，隨著電纜直徑的增大，截止頻率(pnl)不斷下降。如果使用頻率給定，那么電纜的直徑增大就受到限制。例如，50ohm的電纜，假設其為半空氣絕緣，介電常數(shù)為1.1,如果電纜要使用到3000MHz，那么電纜的介質(zhì)外徑最大值為128.5/342.8mm。電纜的外徑增大受限制，那么其衰減值的降低，同

26、樣也受到限制。7.2介質(zhì)結(jié)構(gòu)對于最高使用頻率的限制如果電纜的介質(zhì)是不均勻的例如絕緣墊片絕緣，那么這種絕緣結(jié)構(gòu)存在一定的周期不均勻性。受絕緣不均勻性影響的最高使用頻率按照下式計算： MHz式中，h為絕緣周期不均勻的周期長度mm7.3衰減指標對于最高使用頻率的限制同軸電纜的衰減要求同樣也會限制電纜的最高使用頻率。衰減指標對于使用頻率的限制，與其具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與該指標的大小有關(guān)。具體的使用頻率的上限確實定要視實際情況而定，不能一概而論。延遲時間射頻信號在電纜中傳輸時，其單問長度上的延遲時間可以按照下式計算：s/mns/m從上式可以看出，同軸電纜(tn zhu din ln)的延遲時間與電纜的

27、尺寸無關(guān)，僅僅取決于電纜的等效介電常數(shù)。電磁波電磁波圖譜(tp)目錄(ml) HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l 1#1 電磁波簡介(jin ji) HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l 2#2 電磁波的計算(j sun) HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l 3#3 電磁波的發(fā)現(xiàn)(fxin) HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l 4#4 電磁波譜 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1

28、015.html l 5#5 電磁輻射(din c f sh) HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l 6#6 電磁輻射對人體(rnt)的傷害 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l 7#7 電磁波的特性(txng) HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l 8#8 直觀動態(tài)演示 HYPERLINK 電磁波的應用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l 9 電磁波的應用 HYPERLINK :/baike.baidu /v

29、iew/1015.html l # 編輯本段電磁波簡介電磁波Electromagnetic)定義：從科學的角度來說，電磁波是能量的一種，但凡高于絕對零度的物體，都會釋出電磁波。 正像人們一直生活在中而卻看不見空氣一樣，除光波外，人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位素未謀面的“朋友。產(chǎn)生電磁波是的一種形態(tài)。電與磁可說是一體兩面，電流會產(chǎn)生，變動的磁場那么會產(chǎn)生電流。變化的和變化的磁場構(gòu)成了一個不可別離的統(tǒng)一的，這就是電磁場，而變化的電磁場在的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風輕拂水面產(chǎn)生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為。性質(zhì)(xngzh)電磁波頻率低時，主要借由有形的導電體才

30、能傳遞。原因是在低頻(dpn)的電振蕩中，磁電之間的相互變化比較(bjio)緩慢，其能量幾乎全部(qunb)返回原而沒有(mi yu)能量輻射出去；電磁波頻率高時即可以在內(nèi)傳遞，也可以束縛在有形的導電體內(nèi)傳遞。在自由空間內(nèi)傳遞的原因是在高頻率的電振蕩中，磁電互變甚快，能量不可能全部返回原振蕩電路，于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去，不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量，這就是一種輻射。舉例來說，太陽與地球之間的距離非常遙遠，但在戶外時，我們?nèi)匀荒芨惺艿綔嘏柟獾墓馀c熱，這就好比是“電磁輻射借由輻射現(xiàn)象傳遞能量的原理一樣。電磁波為橫波。電磁波的磁場、電場及其行進方向三者互相

31、垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變，其強度與距離的平方成反比，波本身帶動能量，任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。其速度等于c每秒310的8次方米。在空間傳播的電磁波，距離最近的電場磁場強度方向相同，其量值最大兩點之間的距離，就是電磁波的波長，電磁每秒鐘變動的次數(shù)便是頻率f。三者之間的關(guān)系可通過公式c=f。通過不同介質(zhì)時，會發(fā)生折射、反射(fnsh)、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌?，還有從空中傳播的空中波以及天波。波長(bchng)越長其衰減也越少，電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。 機械波與電磁波都能發(fā)生(fshng)折射反射(fnsh)衍射(yn

32、sh)干預,因為所有的波都具有波粒兩象性.折射反射屬于粒子性； 衍射干預為波動性。能量電磁波的能量大小由坡印庭矢量決定，即S=EH,其中s為坡印庭矢量，E為電場強度，H為磁場強度。E、H、S彼此垂直構(gòu)成右手螺旋關(guān)系；即由S代表單位時間流過與之垂直的單位面積的電磁能，單位是瓦平方米。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l # 編輯(binj)本段電磁波的計算(j sun)c=fc：波速(b s)(這是一個(y )常量，約等于310的8次方冪m/s) 單位(dnwi)：M/Sf：頻率(單位：Hz)：波長單位：M HYPERLINK :/baike.ba

33、idu /view/1015.html l # 編輯本段電磁波的發(fā)現(xiàn)1864年，科學家在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的根底上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導出電磁波與光具有同樣的傳播速度。 1887年物理學家用實驗證實了電磁波的存在。之后，人們又進行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只是和有很大的差異。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l # 編輯本段電磁波譜按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來，就是。如果把每個波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是工頻電磁波、無線電波、紅外線、可見

34、光、紫外線、X射線及射線。以無線電的波長最長，宇宙射線的波長最短。 3000米0.3毫米(ho m)。0.3毫米(ho m)0.75微米(wi m)。0.7微米(wi m)0.4微米(wi m)。0.4微米10毫微米10毫微米0.1毫微米0.1毫微米0.001毫微米高能射線 小于0.001毫微米用的波長是36米；用的波長更短，3米到幾毫米。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l # 編輯本段電磁輻射的電磁(dinc)通常是指電磁波頻譜而言。狹義的電磁輻射(din c f sh)是指電器設備所產(chǎn)生的輻射波，通常是指紅外線以下局部(jb)。 電磁輻射是

35、傳遞能量(nngling)的一種方式，輻射種類可分為三種： 游離(yul)輻射 有熱效應的非游離輻射 無熱效應的非游離輻射 基地臺電磁波 絕非游離輻射波 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l # 編輯本段電磁輻射對人體的傷害電磁輻射危害人體的機理主要是、非熱效應和積累效應等。 熱效應：人體內(nèi)70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，從而影響到身體其他器官的正常工作。 非熱效應：人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁波的干擾，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即遭到破壞，人體正常循環(huán)機能會遭受破壞。 累積(

36、lij)效應：熱效應和非熱效應作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復之前再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發(fā)生累積，久之會成為永久性病態(tài)或危及。對于長期(chngq)接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也會誘發(fā)想不到的，應引起(ynq)警惕！ 各國科學家經(jīng)過長期(chngq)研究證明：長期接受電磁輻射會造成人體免疫力下降、紊亂、記憶力減退(jintu)、提前、心率失常、下降、下降、異常、產(chǎn)生斑痘、粗糙，甚至導致各類等；男女能力下降、婦女易患、畸胎等癥。隨著人們生活水平的日益提高，電視、等家用電器越來越普及，電磁波輻射對人體的越來越嚴重。但由于電磁波是看不見，摸不著，感覺不到

37、，且其傷害是緩慢、隱性的，所以尚未引起人們的廣泛注意。家用電器盡量勿擺放于臥室，也不宜集中擺放或同時使用?？措娨曃鸪掷m(xù)超過3小時，并與屏幕保持3米以上的距離；關(guān)機后立即遠離電視機，并開窗通風換氣，以洗面奶或香皂等洗臉。用 通話時間不宜超過3分鐘，通話次數(shù)不宜多。盡量在接通1一2秒鐘之后再移至面部通話，這樣可減少 電磁波對人體的輻射危害。具有防電磁波輻射(fsh)危害的食物有：綠茶、海帶、海藻、裙菜、Va、Vc、Vb1、卵磷脂、豬血、牛奶、甲魚(jiy)、蟹等動物性優(yōu)質(zhì)蛋白等。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l # 編輯(binj)本段電磁波的特

38、性(txng)與聲波(shn b)和水波相似，電磁波具有波的性質(zhì)?？梢园l(fā)生折射等現(xiàn)象。它的速度，波長，頻率之間滿足關(guān)系式：速度=波長頻率。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l # 編輯本段直觀動態(tài)演示 .tw/demolab/java/emWave/index.html HYPERLINK :/baike.baidu /view/1015.html l # 編輯本段電磁波的應用電磁波為橫波，可用于探測、定位、通信等等。電磁波譜(波長從長到短)是無線電波,微波,紅外線,可見光,紫外線,倫琴射線(X射線),伽瑪射線.應用(yn

39、gyng)：無線電波(wxin dinb)用于通信(tng xn)等微波(wib)用于微波爐紅外線用于遙控(yokng)、熱成像儀、紅外制導導彈等可見光是所有生物用來觀察事物的根底紫外線用于醫(yī)用消毒,驗證假鈔,測量距離,工程上的探傷等X射線用于CT照相伽瑪射線用于治療,使原子發(fā)生躍遷從而產(chǎn)生新的射線等.無線電波。無線電播送與電視都是利用電磁波來進行的。在無線電播送中，人們先將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺缓髮⑦@些信號由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播。而在另一地點，人們利用接收機接收到這些電磁波后，又將其中的電信號復原成聲音信號，這就是無線播送的大致過程。而在電視中，除了要像無線播送中那樣處理聲音

40、信號外，還要將圖像的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后也將這兩種信號一起由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播，而電視接收機接收到這些電磁波后又將其中的電信號復原成聲音信號和光信號，從而顯示出電視的畫面和喇叭里的聲音。電磁波的電場(或磁場)隨時間變化，具有周期性。在一個振蕩周期中傳播的距離叫波長。振蕩周期的倒數(shù)，即每秒鐘振動(變化)的次數(shù)稱頻率。 很顯然，波長(bchng)與頻率的乘積就是每秒鐘傳播的距離，即波速。令波長為，頻率(pnl)為f，速度(sd)為V，得： =V/f波長(bchng)入的單位是米(m)，速度(sd)的單位是米/秒(m/sec)，頻率的單位為赫茲(Hertz，Hz)。 整個電磁頻譜

41、，包含從電波到宇宙射線的各種波、光、和射線的集合。不同頻率段落分別命名為無線電波(3KHz3000GHz)、紅外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線和宇宙射線。 在19世紀末，意大利人馬可尼和俄國人波波夫同在1895年進行了無線電通信試驗。在此后的100年間，從3KHz直到3000GHz頻譜被認識、開發(fā)和 逐步利用。根據(jù)不同的持播特性，不同的使用業(yè)務，對整個無線電頻譜進行劃分，共分9段：甚低頻(VLF、低頻(LF)、中頻(MF)，高頻(HF)、甚 高頻(VHF)特高頻(uHF)超高頻(sHF)極高頻(EHF)和至高頻，對應的波段從甚(超)長波、長波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、 毫米波和絲

42、米波(后4種統(tǒng)稱為微波)。見下表。無線電頻譜和波段劃分段號 頻段名稱 頻段范圍含上限不含下限 波段名稱 波長范圍含上限不含下限 1 甚低頻VLF 330千赫KHz 甚長波(chngb) 10010km 2 低頻(dpn)LF 30300千赫KHz 長波(chngb) 101km 3 中頻(zhngpn)MF 3003000千赫KHz 中波(zhngb) 1000100m 4 高頻HF 330兆赫MHz 短波 10010m 5 甚高頻VHF 30300兆赫MHz 米波 101m 6 特高頻UHF 3003000兆赫MHz 分米波 微波 10010cm 7 超高頻SHF 330吉赫GHz 厘米波

43、101cm 8 極高頻EHF 30300吉赫GHz 毫米波 101mm 9 至高頻 3003000吉赫GHz 絲米波 10.1mm 波阻抗，顧名思義(g mng s y)就是波包括(boku)電壓波和電流波行進時遇到(y do)的阻抗。而波行進的通道是一個具有分布電感和分布電容參數(shù)(cnsh)的通道。嚴格(yng)地說，還要求前進波電流與反回波電流相等，波的前進通道與反回通道平行。后面一個條件有時達不到，或給忽略了。電壓波或電流波在一個具有分布電感和分布電容參數(shù)的通道中行進時，它要遇到電感和電容兩參數(shù)組成的波阻抗。即是說，電流波與電壓波之間具要波阻抗的關(guān)系電壓等于電流乘以波阻抗，電壓和電流仍符合歐姆定律。波阻抗是一個表述分布參數(shù)電路的參數(shù)。它是一個無形參數(shù)，或分布參數(shù)。它雖然叫做“阻抗，但它的單位是電阻，因為它即不具有電感性，也不具有電容性。說它是電阻性，可是它又不是一個通常意義下的電阻。當電流流過它時，在它上面卻沒的電阻焦耳損耗，即不發(fā)熱，沒有功率損耗。波阻抗等于分布電感被分布電容除，再開方。不同的電路媒質(zhì)，具有不同的波阻抗。如輸電線其波阻抗取決于線路導線的粗細、間隔、離地高度等?？諝庖灿胁ㄗ杩梗娎|的波阻抗比較空中導線的波阻抗小，是因為它的電容大。對于沿線分布參數(shù)均勻不變的傳輸線，電磁波傳輸途中無反射發(fā)生，線路任一點電壓波與電流波的比值均相同(xin tn)，稱為波阻