電信傳輸原理系統(tǒng)及工程PPT完整全套教學(xué)課件

第1章電信傳輸?shù)幕靖拍钪髦v教師：內(nèi)容提要21.1通信、電信、傳輸系統(tǒng)模型及發(fā)展史1.2電信傳輸信號和信道1.3傳輸特性和傳輸單位1.4電信傳輸工程1.1通信、電信、傳輸系統(tǒng)模型及發(fā)展史31.1.1通信、電信、電信傳輸?shù)亩x

1．通信的定義“通信”可先從字面意義來理解，“通”是送達(dá)的意思，還有相互交流的含義?！巴ā睂?yīng)的英文單詞為communication，也是傳遞、交流、溝通之意?！靶拧笔切畔?、消息之意?！靶拧睂?yīng)的英文單詞為Information，是“消息、情報(bào)、知識、見聞、資料”的意思。通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒質(zhì)進(jìn)行的信息交流與傳遞。2.電信、電信傳輸?shù)亩x

電信這一術(shù)語來源于1973年國際電信公約規(guī)定?！半娦拧?Telecommunication)，是指利用有線電、無線電、光波和其他電磁系統(tǒng)，對消息、情報(bào)、指令、文字、圖像、聲音等電信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和交換。通常定義“電信”，就是利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳送信息和交流信息的通信方式。電信傳輸是指把含有信息的電信號通過具體物理媒質(zhì)從一處傳到另一處的物理過程。電信傳輸?shù)幕救蝿?wù)就是把一個(gè)用戶發(fā)出的信息，以用戶滿意的質(zhì)量傳送到接收端用戶的過程。電信傳輸原理研究的主要對象是傳輸媒質(zhì)（傳輸線、自由空間），即對信道開展研究。信道是信號傳輸?shù)耐ǖ?，與信道有關(guān)的概念主要有媒質(zhì)(介質(zhì))、損耗（衰減）、衰落、噪聲、干擾、帶寬等。媒質(zhì)是指自由空間、金屬電纜線、波導(dǎo)、光纜等能傳輸信號的物質(zhì)實(shí)體；損耗是指信號能量經(jīng)信道一段距離的傳輸后的減少程度；衰落是指信號能量經(jīng)信道一段距離的傳輸后而起伏不定的減少現(xiàn)象；噪聲是指電信傳輸中隨機(jī)出現(xiàn)的無用的自發(fā)脈沖統(tǒng)稱；干擾是指電信傳輸中隨機(jī)出現(xiàn)的無用信號對有用信號的影響；帶寬是指通信信道擁有的頻譜寬度。1.1.2電信傳輸系統(tǒng)模型

以分處A、B兩地的任意兩用戶（人與人，機(jī)器與機(jī)器，人與機(jī)器）間的信息傳遞為例，基于點(diǎn)到點(diǎn)之間的電信傳輸系統(tǒng)一般模型，可用圖1-1來描述。

圖1-1點(diǎn)到點(diǎn)電信傳輸系統(tǒng)一般模型信源是消息的產(chǎn)生地，其作用是把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號（稱為消息信號或基帶信號）。發(fā)信設(shè)備位于發(fā)信A端，它將信源發(fā)出的信號變換成適合信道傳輸?shù)碾娀蚬庑盘?，通常稱為調(diào)制器。信道是信號傳輸通道的簡稱，它由傳輸信號的物理媒質(zhì)和相應(yīng)設(shè)備組成。信道的功能就是順利地把電信號自A點(diǎn)（發(fā)信端）迅速且正確無誤地輸送到B點(diǎn)（收信端）。噪聲不是人為加入的設(shè)備，而是電信傳輸系統(tǒng)中各種設(shè)備和信道中客觀存在的物理量。收信設(shè)備位于接收B端，基本功能與發(fā)信設(shè)備相反通常稱為解調(diào)器。信宿是信息傳輸?shù)臍w宿點(diǎn)，是消息接收者，它將復(fù)原的原始信號轉(zhuǎn)換成與信源相對應(yīng)的消息。實(shí)用電信傳輸系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，除了必須具備傳輸信道部分外，還需要有用戶終端設(shè)備、交換設(shè)備、多路復(fù)用設(shè)備和傳輸終端設(shè)備（收發(fā)信機(jī)）等組成。

圖1-2實(shí)用電信傳輸系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)無線信號在自由空間傳輸過程：

①發(fā)信機(jī)產(chǎn)生電信號——②并由發(fā)射天線轉(zhuǎn)換成電磁波——經(jīng)空間媒質(zhì)傳播——③到接收端，由接收天線接收電磁波還原成電信號---送收信機(jī)還原原始信號----完成傳輸。特別是無線信號在自由空間傳輸過程中，需要天線完成高頻信號向電磁波轉(zhuǎn)換并發(fā)射或?qū)⒔邮针姶挪ㄞD(zhuǎn)換成電信號的過程。當(dāng)傳輸系統(tǒng)服務(wù)范圍不同時(shí)，天線結(jié)構(gòu)也不同，常用天線如圖1-3所示。

圖1-3常用天線的實(shí)物圖移動(dòng)定向天線MMDS-C型微波天線全向天線微波接力天線

拋物面天線八木天線1.1.3電信傳輸理論及傳輸技術(shù)的發(fā)展史111．電信傳輸理論的發(fā)展史

電信傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ)是麥克斯韋電磁場理論，早在1865年，麥克斯韋在題為《電磁場的動(dòng)力學(xué)理論》的論文中，首次預(yù)言電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)以電磁波的形式沿導(dǎo)體或自由空間傳播。1876年，亥維塞利用麥克斯韋方程推導(dǎo)出了經(jīng)典電報(bào)方程，并于1903年架設(shè)了一條電信傳輸線路，連接了利物浦和瓦靈頓兩個(gè)城市，使亥維塞的理論完全得到了證明。經(jīng)典電報(bào)方程既適用于平行雙導(dǎo)線，又適用于同軸電纜等傳輸線。1893年，英國物理學(xué)家湯姆遜（電子的發(fā)現(xiàn)者）出版了一本論述麥克斯韋電磁理論的書，肯定了沿圓金屬管壁傳輸電磁波的可實(shí)現(xiàn)性，預(yù)言管內(nèi)傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟ㄩL可與圓柱管子直徑相比擬，該預(yù)言直到1936年才得以證實(shí)，這就是經(jīng)典的微波傳輸線，即圓波導(dǎo)。在1897年，英國物理學(xué)家瑞利在發(fā)表的論文中，討論了矩形截面和圓形截面“空柱”中的電磁振動(dòng)，即對應(yīng)后來的矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)，并引進(jìn)了截止波長的概念。瑞利還得到了矩形波導(dǎo)中主模的場方程組，并討論了圓波導(dǎo)中的主模。2．電信傳輸技術(shù)的發(fā)展史

1）古代通信

我國是世界上最早建立有組織的傳遞信息系統(tǒng)的國家之一，諸如烽火臺傳送邊疆警報(bào)信息、我國西北邊陲擊鼓鳴金傳送報(bào)警信息或傳達(dá)作戰(zhàn)命令、信鴿傳遞文字信息、旗語視距范圍內(nèi)交流信息、驛站的站站接力等方式傳遞信息，國外諸如希臘用火炬的位置表示字母符號，用馬拉松長跑傳送口頭或書面信息等。2）近代通信

始于1820年，安培首先提出利用電磁現(xiàn)象傳遞電報(bào)信號的設(shè)想，指明了電報(bào)通信發(fā)展的方向，這也是近代數(shù)字通信的開始，此后，電報(bào)通信技術(shù)不斷地改進(jìn)，并得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

①在1837年，人類歷史上第一次進(jìn)行電信聯(lián)系的電報(bào)、電話，先后發(fā)生英國人在1.5km的距離上作了電報(bào)表演

②在1876年，貝爾獲美國專利局授予的電話專利，并在1877年用硬雙銅線架設(shè)了電話線路，從此傳輸線開始了傳輸比電報(bào)信號頻率高得多的語音信號。這就是電信傳輸線路的最早應(yīng)用

③

1955年第一條從紐芬蘭到蘇格蘭海底越洋同軸電話電纜完成。

④1977年，美國芝加哥建成第一條光纖通信線路，長度為6km。然而，事情發(fā)展得很快，1988年建成了橫跨大西洋的海底光纜系統(tǒng)，采用的是單模光纖，總長達(dá)到19200km。⑤1893年，英國物理學(xué)家湯姆遜（電子的發(fā)現(xiàn)者）發(fā)表了一本論述麥克斯韋電磁理論的書，肯定了圓金屬壁管子傳輸電磁波的可實(shí)現(xiàn)性，預(yù)言波長可與圓柱直徑相比擬，這就是微波傳輸線即圓波導(dǎo)，直到1936年才得以實(shí)現(xiàn)。⑥1897年，英國物理學(xué)家瑞利在發(fā)表的論文中，討論了矩形截面和圓形截面“空柱”中的電磁振動(dòng)，即對應(yīng)后來的矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)，并引進(jìn)了截止波長的概念。瑞利還得到了矩形波導(dǎo)中主模的場方程組，并討論了圓波導(dǎo)中的主模。到1931年，人們看出了波導(dǎo)技術(shù)實(shí)用價(jià)值。⑦1936年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家做出了實(shí)驗(yàn)波導(dǎo)線長為260m的青銅管，直徑12.5cm．信號彼長為9cm。后來，人們把1936年當(dāng)作微波技術(shù)開始年份。⑧1919年，調(diào)幅無線電廣播、超外差接收機(jī)問世，1936年，商業(yè)電視廣播開播。3）現(xiàn)代通信

自通信發(fā)明之日起，人類的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活就隨之而發(fā)生改變了。當(dāng)然，只有以計(jì)算機(jī)為代表的信息技術(shù)進(jìn)入商用化以后，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入商用化以后，才真正完成了近代通信技術(shù)向現(xiàn)代通信技術(shù)的轉(zhuǎn)變，通信的重要性日益得到增強(qiáng)。4）未來通信

著人類對通信的極高要求以及光纖和寬帶IP等相關(guān)技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的。目前社會(huì)已進(jìn)入多媒體通信時(shí)代，多媒體通信將成為21世紀(jì)人類通信的基本方式，多媒體通信的高速率、寬帶化、智能化特點(diǎn)要求研究發(fā)展未來通信技術(shù)。其技術(shù)是隨著人類對通信的極高要求以及光纖和寬帶IP等相關(guān)技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的。目前社會(huì)已進(jìn)入多媒體通信時(shí)代，多媒體通信將成為21世紀(jì)人類通信的基本方式，多媒體通信的高速率、寬帶化、智能化特點(diǎn)要求研究發(fā)展未來通信技術(shù)。1.2電信傳輸信號和信道1.2.1信號的類型和電磁波波段的劃分

人們可以選擇不同的信號來攜帶信息，具體選擇什么樣的信號，取決于對信號的了解和研究，研究信號最直觀的方法就是觀察它的時(shí)域波形和頻域頻譜。1.電信號的類型

信號可以從不同的角度進(jìn)行分類，比如信號可以分為確知信號與隨機(jī)信號、周期信號與非周期信號、基帶信號與頻帶信號、模擬信號與數(shù)字信號等。1）模擬信號

模擬信號是指信號的某種參量模擬（仿照）原始消息變化的電信號。模擬信號有時(shí)也稱連續(xù)信號。

例如，固定電話機(jī)把語音通過送話器變成的電信號就是一種模擬信號，因?yàn)樗驮捚鬏敵龅碾娦盘柗扰c聲壓的幅度成正比，而且是隨時(shí)間連續(xù)變化的。

圖1-4模擬信號

2）數(shù)字信號數(shù)字信號是指時(shí)間上和幅度上的取值都是離散的，如圖1-5所示,。數(shù)字信號在傳輸上最主要的是它的抗干擾性強(qiáng)。例如數(shù)據(jù)通信——通信傳輸?shù)亩际菙?shù)字信號，如人與計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信。編碼電報(bào)的信號就是一種數(shù)字信號。1-5數(shù)字信號192.電磁波波段的劃分

通信所采用的傳輸方式是由電磁波的頻率所決定的。通信的容量幾乎與使用的頻率成正比，對通信容量的要求越高，使用頻率就越高。

在信號傳輸中采用哪種傳輸線，對信號傳輸更有效、更可靠與其電磁波波段有直接關(guān)系。常用的傳輸線與電磁波波段劃分的對應(yīng)關(guān)系如圖1-6所示。

市話用戶接入、有線電視用戶接入和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接入這三種有線傳輸方式落在超短波（VHF）左右波段，光纖通信波段的波長為0.8～1.7μm。波段（頻段）的劃分及典型應(yīng)用如表1-1所示。電磁波波段的劃分（有線和無線電波頻譜劃分）

對流層對流層電離層圖1-6電磁波段劃分圖表1-1波段（頻段）劃分及典型應(yīng)用

3×10-5～頻率范圍波長符號傳輸媒質(zhì)用途3Hz～30kHz104～108m甚低頻VLF有線線對或長波無線電音頻、電話、數(shù)據(jù)終端長距離導(dǎo)航、時(shí)標(biāo)30～300kHz103～104m低頻LF有線線對或長波無線電導(dǎo)航、信標(biāo)、電力線通信300kHz～3MHz102～103m中頻MF同軸電纜或短波無線電調(diào)幅廣播、移動(dòng)陸地通信、業(yè)余無線電3～30MHz10～102m高頻HF同軸電纜或短波無線電移動(dòng)天線電話、短波廣播定點(diǎn)軍用通信、業(yè)余無線電30～300MHz1～10m甚高頻VHF同軸電纜或米波無線電電視、調(diào)頻廣播、空中管制、車輛、通信、導(dǎo)航300MHz～3GHz10～100cm特高頻UHF波導(dǎo)或分米波無線電微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達(dá)3～30GHz1～10cm超高頻SHF波導(dǎo)或厘米波無線電微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達(dá)、無線寬帶接入30～300GHz1～10cm極高頻EHF波導(dǎo)或毫米波無線電雷達(dá)、微波接力、射電天文學(xué)107～108GHz3×10-4

cm紫外、可見光、

紅外光纖或激光空間傳播光通信1.2.4

電磁波常見的傳播模式1.電磁波

以很高速度傳播的電磁場叫做電磁波，簡稱“電波”。

電磁波的物理特性解釋則是電和磁的波動(dòng)過程，是電磁場的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)，或者說，電磁波是在空間傳播的交變電磁場。電與磁是一體兩面，變化的電場會(huì)產(chǎn)生磁場，變化的磁場則會(huì)產(chǎn)生電場。變化的電磁場構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場，即電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波。222.電磁波的傳播模式

①是橫電磁波（TEM波），這種波在傳播方向Z上既無縱向分量，即Ez=0且Hz=0。這種模式只能存在于雙導(dǎo)體傳輸線中和無線傳輸（無界空間理想介質(zhì)）中。②是橫電波（TE波），這種波的Ez=0，但Hz≠0。這種模式存在于金屬波導(dǎo)中。③是橫磁波（TM波），這種波的Hz=0，但Ez≠0。這種模式存在于金屬波導(dǎo)中。④是EH波或HE波（混合模），這種波的Ez≠0且Hz≠0。它們是TE波和TM波的線性疊加，縱向電場占優(yōu)勢的模式稱做EH波，縱向磁場占優(yōu)勢的模式稱做HE波。這類波存在于介質(zhì)波導(dǎo)中。注意，無論何種波型，其電場與磁場總是相互垂直的。23圖1-7TEM波、TE波、TM波電場及磁場與傳播方向關(guān)系

在信號傳輸中，同一傳輸媒質(zhì)可傳輸不同模式的電磁波，電磁波的場結(jié)構(gòu)稱為電磁波的模式或波型。不同種類電磁波的模式是由電磁波的磁場、電場和傳播方向（比如X、Y、Z方向）三者之間相互關(guān)系來決定的，如圖1-7所示，下面簡介電磁波常見傳播模式的種類。圖1-8波導(dǎo)中TE10波TM10波長分布結(jié)構(gòu)金屬波導(dǎo)中只傳輸TEmn波和TMmn波；比如TE10和TM10波，如圖1-8所示。圖1-9同軸電纜中TEM波的場結(jié)構(gòu)同軸線中在低頻時(shí)傳輸TEM波，而在高頻傳輸時(shí)既有TEM波又有TEmn和TMmn波，如圖1-8所示。TEM波？又稱橫電磁波(平面波)，即Ez=0和Hz=0量。電場、磁場分量都在橫截面上。同軸線中TEM波場結(jié)構(gòu)磁力線電力線自由空間TEM波場結(jié)構(gòu)圖1-10無界空間TEM波的電磁場分布模型在無線傳輸（無界空間理想介質(zhì)）中，無線電波是一種能量傳輸形式，傳播過程中的電場與磁場在空間相互垂直，同時(shí)還垂直于傳播方向，電磁波的場分布結(jié)構(gòu)只有TEM波一種形式，如圖1-10所示。1.2.3電信傳輸信道

對通信或電信的認(rèn)識，其實(shí)質(zhì)就是對“信息傳輸”或“電信傳輸”的認(rèn)識。所有的電信傳輸系統(tǒng)均可抽象成由發(fā)送設(shè)備、信道（或傳輸信道）與接收設(shè)備三部分組成，信道是完成信息傳輸?shù)淖钪匾耐ǖ馈?．信道概念

信道是指以傳輸媒質(zhì)為基礎(chǔ)的信號傳輸通道。具體來說，根據(jù)傳輸媒質(zhì)是否有形，信道可分為有線信道和無線信道，抽象來說，信道也可以用指定的一段頻帶來表示。2．信道的分類

信道可分為兩類：狹義信道和廣義信道。狹義信道1廣義信道2

信道分類狹義信道1廣義信道2

信道分類電信傳輸方式：有線傳輸、無線傳輸。有線傳輸方式：明線、電纜傳輸和光纖傳輸；無線傳輸方式：移動(dòng)通信傳輸、微波中繼傳輸和衛(wèi)星傳輸；移動(dòng)（1）狹義信道：（2）廣義信道調(diào)制信道編碼信道圖1-11調(diào)制信道和編碼信道信道分類歸納如下：341.2.4

有線信道及特性

1.有線信道

在有線信道傳輸時(shí)，電磁波只能在導(dǎo)體周圍的有限空間沿著有線介質(zhì)定向傳播，構(gòu)成直通信息流通路。

有線信道包括明線、對稱電纜、同軸電纜、金屬波導(dǎo)和光纜等，如圖1-12所示。

35圖1-12通信傳輸線路圖1-13雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)圖雙絞線俗稱網(wǎng)線，其組成由若干對帶絕緣的導(dǎo)線扭絞封裝在外護(hù)層形成。雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UnshildedTwistedPair，UTP）和屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，STP），其基本結(jié)構(gòu)如圖1-13所示，雙絞線主要用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線等。2.有線信道特性

討論有線信道特性的目的是了解信道特性對信號傳輸?shù)挠绊?，信道特性主要有損耗、帶寬、容量、噪聲、干擾（失真）等。

振幅-頻率特性——衰減，帶寬（容量）

相位-頻率特性——失真（噪聲、干擾）以及頻率漂移等來描述。1）信道的損耗損耗的定義是當(dāng)信號經(jīng)過某一傳輸線路后，若輸出的信號功率為Pout，輸入端的信號功率為Pin，則信號經(jīng)過傳輸線路的損耗值為[A]，由式（1.4）描述。

（1.4）2)信道的帶寬

從定性角度來說，帶寬是指在固定的時(shí)間內(nèi)信道無損耗可傳輸?shù)男畔⑷萘俊＠纾瑢δM信號，可用信號幅度損耗與頻率的關(guān)系曲線，即幅—頻特性來確定帶寬，如圖1-14（a）所示，3738圖1-14理想有線信道的傳輸特性3）信道容量信道容量，簡單來說就是信道容納的信息量。信道容量（或傳輸容量）是指信道能夠無差錯(cuò)傳輸最大平均信息速率。信道的傳輸能力即傳輸容量C的主要限制可由克勞德·香農(nóng)（ClaudeElwoodShannon，1916—2001）公式給出，在帶限高斯白噪聲信道中，傳送M進(jìn)制數(shù)字信號的信道容量為：

（bit/s）

（1.5）

式中，C指運(yùn)載信息的能力（比特／秒，bit/s），B是信道帶寬（又稱為鏈路帶寬），S/N為信噪比,M指多進(jìn)制碼元。香農(nóng)公式給出了運(yùn)載能力的極限值C，它也常被稱為“香農(nóng)極限”。這個(gè)公式來自于信息理論，它對于所有的技術(shù)都適用。4）噪聲和干擾

信號在信道傳輸過程中，會(huì)遇到各種情況下的噪聲和干擾的影響。傳輸系統(tǒng)中即使沒有信號傳輸也會(huì)有噪聲，噪聲來源有人為噪聲、自然噪聲、系統(tǒng)內(nèi)部噪聲，對于有線信道主要研究系統(tǒng)內(nèi)部噪聲。

另外在傳輸系統(tǒng)中還存在有信道的干擾，由于干擾對信號傳輸?shù)挠绊懸蛩乇容^復(fù)雜，而且對有線信道而言其對信號傳輸影響程度較低，在工程上可以忽略或估計(jì)。1.2.5無線信道及特性1．無線信道

在無線電收發(fā)信機(jī)之間的電磁波傳播總是要受到地面和大氣層的影響的。按照電磁波通過大氣層（4層）的不同，再加上通信距離、頻率和位置的不同，電磁波的傳播方式可分為地表波、地反射波、直射波、天波及散射波傳播等，如圖1-15所示。圖1-15大氣層的結(jié)構(gòu)和無線電波的傳播

采用接力（中繼）傳輸方式，每隔一定距離設(shè)立接力轉(zhuǎn)發(fā)站，像接力賽跑一樣，逐段把信息傳到遠(yuǎn)方，如圖1-16所示。

對流層是比電離層低的不均勻氣團(tuán)，散射波傳播的工作頻段主要是超短波和微波，通信距離最大600~800千米，如圖1-17所示。

圖1-16微波接力傳輸

圖1-17散射波傳播

2．無線信道特性無線信道特性參數(shù)與有線信道特性參數(shù)相似，比如損耗、衰落、帶寬、容量、噪聲、干擾等。1）信道的損耗與衰落無線信道的傳輸損耗，主要有自由空間傳播損耗、大氣吸收損耗、降雨引起的損耗以及由于折射、散射與繞射、電離層閃爍與多徑等引起的附加損耗。無線信道的衰落，是一種起伏不定的變化損耗?！奥ヂ洹被颉瓣幱八ヂ洹?，慢衰落對傳輸信號的影響可以通過調(diào)節(jié)設(shè)備的增益來補(bǔ)償。還有一種衰落變化非?？斓?，就稱“快衰落”或“多徑衰落”，快衰落是由于電波傳播可能出現(xiàn)多條傳播路徑所引起的，如圖1-18所示。圖1-18無線信道損耗與衰落特性示意圖2)信道的帶寬和容量44

在無線傳輸信道中，信道帶寬或數(shù)據(jù)傳輸速率由什么來決定呢？從無線通信發(fā)展規(guī)律可知，隨著載波頻率的提升其傳輸可用帶寬可以隨之提升。簡單的解釋是載波頻率的提升，帶來可用頻譜范圍的增大，進(jìn)而帶來傳輸可用帶寬的增加。

根據(jù)香農(nóng)定理，可靠通信的數(shù)據(jù)速率直接與通信所用信號頻率范圍成比例，所以當(dāng)載波頻率提升時(shí)，會(huì)帶來可用的頻譜范圍提高，進(jìn)而導(dǎo)致帶寬的提升。

無線信道的帶寬與載波頻率之間有一定的約束關(guān)系，具體的信道帶寬估算與載波頻率關(guān)系不是恒定的,信道帶寬與不同技術(shù)的傳輸系統(tǒng)有關(guān)，也與政府部門頻譜分配也有關(guān)。比如中國移動(dòng)的5G頻段為2515~2675MHz，即帶寬為160MHz；中國聯(lián)通的5G頻段為3500~3600MHz，即帶寬為100MHz。

帶寬是指信道在傳輸信號的過程中，事實(shí)存在的一定的頻率使用范圍，當(dāng)傳輸信號的頻率寬度超過其信道應(yīng)用范圍時(shí)，通信的質(zhì)量會(huì)下降，這個(gè)頻率范圍被稱為信道帶寬。如果傳輸過程中無質(zhì)量下降的頻率應(yīng)用范圍的上限頻率為fH，下限頻率為fL，則其絕對帶寬WB=fH-

fL，定義絕對帶寬與載頻之比（fH-

fL）/

fC為相對帶寬RWB，當(dāng)相對帶寬固定時(shí)，若載頻變大，則絕對帶寬應(yīng)該增大。根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FederalCommunicationsCommission–FCC）的規(guī)定，窄帶的相對帶寬RWB小于1%，寬帶的相對帶寬RWB在1%至25%之間，超寬帶的相對帶寬RWB大于25%。比如，微波中繼傳輸，其載頻fC=2GHz，RWB為10%，則信道的絕對帶寬WB為200MHz。3）噪聲和干擾無線傳輸信道中的噪聲種類有內(nèi)部噪聲和外部噪聲。內(nèi)部噪聲主要是系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的各種噪聲，而外部噪聲才是真正對無線信道的影響較大的噪聲，比如自然噪聲中的大氣噪聲、太陽噪聲、銀河噪聲和人為噪聲（又可分成郊區(qū)人為噪聲和市區(qū)人為噪聲）等。干擾是指信號在信道傳輸中非有用信號對信號傳輸帶來的一種影響。通常討論的干擾是指無線電臺間的相互干擾，包括電臺本身產(chǎn)生的干擾，主要應(yīng)考慮鄰道干擾、同頻道干擾、互調(diào)干擾以及因遠(yuǎn)近效應(yīng)引起的近端對遠(yuǎn)端信號的干擾等。1.2.6電信傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)電信傳輸中的信號是多頻率的，含有信息的，無論是模擬通信還是數(shù)字通信，它們的信號都包含著豐富的頻率。因此對收、發(fā)信機(jī)和傳輸信道帶寬的要求非常重要。例如普通的電話機(jī)發(fā)出的話音信號頻率范圍大約300HZ到3400HZ左右；有線電視CATV的傳輸頻帶更寬，大致達(dá)750MHZ左右。

1.傳輸信號的多頻率2.電信傳輸?shù)墓β?.電信傳輸?shù)男?.電信傳輸與信號變換1.2.6電信傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)有線電信傳輸?shù)墓β时容^小，它一般只有毫瓦量級。例如一部普通電話機(jī)發(fā)出語音信號功率只有一毫瓦左右，經(jīng)過傳輸?shù)綄Ψ接脩艚邮諘r(shí)，只要不小于一微瓦就能滿意地通話。而無線電信傳輸?shù)墓β时容^大，它一般為瓦量級，例如一部移動(dòng)電話發(fā)出的語音信號功率約有24～30dBm（約1瓦左右，至少也有500毫瓦），，經(jīng)過基站傳輸?shù)綄Ψ接脩艚邮找话銥?.001微瓦。顯然電信號傳輸屬于弱電傳輸。一.傳輸信號的多頻三．電信傳輸?shù)男仕模娦艂鬏斉c信號變換二．電信傳輸?shù)墓β?.2.5電信傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)由于有線電信傳輸是弱電傳輸，其傳輸效率非常重要。希望負(fù)載能獲得最大功率，就必須在電信號傳輸過程中，所有機(jī)、線設(shè)備接口，應(yīng)處在阻抗匹配連接的狀態(tài)下。有線傳輸效率高于無線傳輸?shù)男А?傳輸效率：負(fù)載能獲得最大功率#頻帶利用率：η=Rb/B

常說：信息傳輸效率比較高（電路交換）通信帶寬不能充分利用，效率低線路利用率較高（分組交換）一.傳輸信號的多頻二．電信傳輸?shù)墓β嗜娦艂鬏數(shù)男仕模娦艂鬏斉c信號變換1.2.6

電信傳輸?shù)囊恍┨攸c(diǎn)信號的互相變換也是電信傳輸中一個(gè)重要特點(diǎn)。例如電話傳輸必須有聲變電和電變聲的過程。圖象傳輸就有光信號和電信號的變換和逆變換?，F(xiàn)代通信中一般均利用數(shù)字信號進(jìn)行傳輸，所以，?！獢?shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)—模轉(zhuǎn)換技術(shù)在現(xiàn)代通信中獲得廣泛應(yīng)用。

一.傳輸信號的多頻二．電信傳輸?shù)墓β嗜娦艂鬏數(shù)男仕模娦艂鬏斉c信號變換1.2.6電信傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)有線電信傳輸?shù)墓β时容^小，它一般只有毫瓦量級。例如一部普通電話機(jī)發(fā)出語音信號功率只有一毫瓦左右，經(jīng)過傳輸?shù)綄Ψ接脩艚邮諘r(shí)，只要不小于一微瓦就能滿意地通話。而無線電信傳輸?shù)墓β时容^大，它一般為瓦量級，例如一部移動(dòng)電話發(fā)出的語音信號功率約有24～30dBm（約1瓦左右，至少也有500毫瓦），，經(jīng)過基站傳輸?shù)綄Ψ接脩艚邮找话銥?.001微瓦。顯然電信號傳輸屬于弱電傳輸。一.傳輸信號的多頻三．電信傳輸?shù)男仕模娦艂鬏斉c信號變換二．電信傳輸?shù)墓β?.3傳輸特性和傳輸單位1.3.1傳輸特性（有線信道）

電信號可在由各種媒質(zhì)構(gòu)成的信道上傳輸，其傳輸特性有損耗、衰落、帶寬、色散、容量、噪聲、干擾等，這里只討論損耗、帶寬和色散的定義。

1．損耗

如圖1-19所示，當(dāng)信號經(jīng)過某一傳輸網(wǎng)絡(luò)，若輸出的信號功率Pout小于輸入端的信號功率Pin，則稱信號經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)受到的損耗為A或傳輸網(wǎng)絡(luò)對信號給予了衰減，其作用相當(dāng)于衰減器。圖1-19增益與衰減損耗[A]和增益[G]的定義式如下：√衰減Pout<Pin，則稱信號經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)受到衰減A。例如電衰減器、光衰減器等.增益Pout>Pin，則稱信號經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)受到增益G。如電放大器、光放大器等.圖1-19增益與衰減

(1.7-a）

(1.7-b）

(1.6-a）

(1.6-b）

或或衰減A與增益G大小的衡量2．帶寬

*帶寬的概念從定性來說，是指在固定的時(shí)間內(nèi)信道無衰減可傳輸?shù)男畔⑷萘俊?傳輸線的帶寬是在單位時(shí)間內(nèi)從傳輸線某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。*在實(shí)際參與傳播的信號總由許多頻率成分組成的，而傳輸線的衰減是頻率的函數(shù)，故把傳輸線輸出不同頻率的功率的最大值降低一半所對應(yīng)的頻率寬度，稱為該傳輸線的傳輸帶寬，即fb-fa，如上圖所示。帶寬：通信信道擁有的頻譜寬度。

容量：通信信道容納的數(shù)據(jù)量。3．色散廣義來說，色散是指復(fù)色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象。色散現(xiàn)象說明不同頻率的光在媒質(zhì)中的傳播速度不同，比如語音信號波在媒質(zhì)中傳播，它們的頻率成分不同，傳播速度亦不同，這種現(xiàn)象叫色散。由于電信傳輸是多頻率信號的傳輸，如果將脈沖信號經(jīng)過同樣一段長度的傳輸線傳輸后，在其終端觀察，出射端脈沖將發(fā)生時(shí)間上展寬，這種脈沖展寬現(xiàn)象稱為色散，色散大小會(huì)直接影響傳輸線的帶寬。1.3.2傳輸單位

分貝（電平）

相對電平dB，絕對電平dBm、dBw

傳輸單位常用“分貝/分貝毫瓦（dB/dBm）或分貝/分貝瓦（dB/dBW）”表示。傳輸單位常用“分貝/分貝毫瓦（dB/dBm）或分貝/分貝瓦（dB/dBW）”表示。傳輸單位由來

人眼對亮度同人耳對聲音強(qiáng)弱變化一樣，其感覺不是與信號功率的變化成正比，而是和功率變化的對數(shù)規(guī)律成正比的。

因此，采用功率比的對數(shù)作為傳輸單位，正好反映聽覺和視覺的特性。

例如將功率為0.1mW的信號提高到1mW，信號功率增大了10倍，但對人的聽覺來說聲音響度只增大lg1/0.1=lg10=1倍。

1.相對電平

以功率進(jìn)行描述和計(jì)算時(shí)，則兩點(diǎn)間的相對功率電平為：)

功率電平dB的定義:式中，p1分別為被測點(diǎn)(實(shí)測點(diǎn))的功率。p2分別為某參考點(diǎn)(又稱為基準(zhǔn)值)功率。（1.8-a）（1.8-b）（1.9-a）（1.9-b）奈培和分貝之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系設(shè)[LP]

=1NP,用常用對數(shù)dB表示則是

以上分析說明:1NP=8.686dB例子：比較下列電平的大小，并按大小順序排列＋2NP，

－8dB

，－0.35NP，1dB

，－30dB

0.4NP，－1NP。（1.10）2.絕對電平

絕對電平:基準(zhǔn)值為固定值。例:為1mW或1W絕對功率電平的基準(zhǔn)功率為1mW相對于基準(zhǔn)功率為1mW/1W的被測點(diǎn)(某一點(diǎn))的功率電平稱為絕對功率電平dBm/dBW被測點(diǎn)X的功率為，Px（mW）或Px（W），則測試點(diǎn)X的絕對功率電平[LPx]可以表示為；（1.11）（1.12）（1）絕對功率電平

相對于基準(zhǔn)功率為1mW/1W的被測點(diǎn)(某一點(diǎn))的功率電平稱為絕對功率電平dBm/dBW被測點(diǎn)X阻抗RX=600歐姆時(shí)，則測試點(diǎn)X的絕對功率電平:或3.絕對正電平、負(fù)電平和零電平的意義

以功率電平為例:定義[LP]=10LP1/P0

當(dāng)P1＝P0時(shí)電平是零,其含義?

當(dāng)P1＜P0時(shí)電平是負(fù)值,其含義?當(dāng)P1＞P0時(shí)電平是正值,其含義?電平是零時(shí),功率為零嗎?P1=?4．相對電平與絕對電平的關(guān)系[LP]

（dB）=[LP1]（dBm）-[LP2]（dBm）例1-1設(shè)某傳輸系統(tǒng)中測試點(diǎn)X的信號功率分別為0.1mW，1mW,10mW，1W，試計(jì)算X點(diǎn)絕對功率電平值是多少？解：

1.4電信傳輸工程66電信傳輸?shù)难芯客ǔ７譃槿齻€(gè)階段第一階段：從電信傳輸?shù)睦碚撗芯咳胧?，其目的是為了從理論中去預(yù)測或獲取信息傳輸?shù)淖罴研Ч锤咝詢r(jià)比的少投入多產(chǎn)出；\第二階段：當(dāng)傳輸理論研究到一定程度時(shí)，推出電信傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用或傳輸技術(shù)應(yīng)用作為研究的重點(diǎn)。因?yàn)閭鬏斚到y(tǒng)的應(yīng)用才是驗(yàn)證傳輸理論的根本，讓多種信號在各種傳輸系統(tǒng)中實(shí)施傳輸成為可能；第三階段：將傳輸理論和系統(tǒng)投入到工程應(yīng)用中，即規(guī)劃、設(shè)計(jì)、預(yù)算、施工、測試、優(yōu)化和維護(hù)等，最終把電信傳輸理論轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的通信。光纖的制造過程1.4.1工程的概念67根據(jù)《新牛津英語詞典》的定義，“工程”是一項(xiàng)精心計(jì)劃和設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定目標(biāo)而單獨(dú)進(jìn)行或聯(lián)合實(shí)施的工作，如機(jī)械工程、通信工程、電子工程、控制工程、管理工程、石油工程、土木建筑工程、化工工程、核電工程、林業(yè)工程、智能工程等。高級漢語詞典對工程的解釋是：“將自然科學(xué)的理論應(yīng)用到具體工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門中形成的各學(xué)科的總稱”?！半娦艂鬏敼こ獭笨梢岳斫鉃閷㈦娦艂鬏斃碚搼?yīng)用到具體的通信行業(yè)形成的信息傳輸各學(xué)科的總稱，比如電信傳輸工程由網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與開發(fā)、預(yù)算、施工、網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)管理、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等相關(guān)工作集合而成?！肮こ獭本哂腥龑雍x：（1）工程學(xué)科。工程學(xué)科是人們?yōu)榱私鉀Q生產(chǎn)和社會(huì)中出現(xiàn)的問題，將科學(xué)知識、技術(shù)或經(jīng)驗(yàn)用以設(shè)計(jì)產(chǎn)品，建造各種工程設(shè)施、生產(chǎn)機(jī)器或材料的技能，是人類知識的結(jié)晶，是科學(xué)技術(shù)的一部分。（2）工程的建造過程。工程是人們?yōu)榱诉_(dá)到一定的目的，應(yīng)用相關(guān)科學(xué)技術(shù)與知識，利用自然資源最佳地獲得上述技術(shù)系統(tǒng)的過程或活動(dòng)。這些活動(dòng)通常包括：工程的論證與決策、規(guī)劃、勘察與設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營及維護(hù)；還可能包括新型產(chǎn)品與裝備的開發(fā)、制造和生產(chǎn)過程，以及技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)革新、更新改造、產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型過程等。（3）工程技術(shù)系統(tǒng)。工程是人類為了實(shí)現(xiàn)認(rèn)識自然、改造自然、利用自然的目的，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造的，具有一定使用功能或?qū)崿F(xiàn)價(jià)值要求的技術(shù)系統(tǒng)。工程的產(chǎn)品或帶來的成果都必須有使用價(jià)值（功能）或經(jīng)濟(jì)價(jià)值，如一幢建筑物、一條公路、一個(gè)電信傳輸網(wǎng)絡(luò)。1.4.2有線/無線傳輸工程有線/無線傳輸工程只是通信工程的兩個(gè)類別，工程本身才是值得我們長期學(xué)習(xí)及實(shí)踐的。有線傳輸工程主要是利用有線傳輸媒質(zhì)去完成電信傳輸系統(tǒng)與傳輸網(wǎng)的實(shí)施，完成這項(xiàng)工程牽涉到一系列工作內(nèi)容，如規(guī)劃決策、傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路工程設(shè)計(jì)、工程概預(yù)算、工程施工、驗(yàn)收測試等。無線傳輸工程主要是利用無線技術(shù)去完成傳輸系統(tǒng)與傳輸網(wǎng)的實(shí)施，完成這項(xiàng)工程牽涉到一系列工作內(nèi)容，如規(guī)劃決策、傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基站工程設(shè)計(jì)、工程概預(yù)算、工程施工、驗(yàn)收測試、優(yōu)化等。電信傳輸工程對通信工程或其他工程專業(yè)的學(xué)生來說，是一個(gè)非常實(shí)用的學(xué)習(xí)內(nèi)容，它可以把抽象的理論學(xué)習(xí)與真實(shí)的工程應(yīng)用結(jié)合起來，讓知識找到了歸屬。人們通常最怕空學(xué)理論，當(dāng)傳輸理論與工程實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，學(xué)習(xí)者心中的郁悶就豁然開朗啦。思考題與習(xí)題1．什么是通信、電信、電信傳輸、信道、噪聲、干擾、損耗、衰落、帶寬和色散？2.電信號有哪些種類？信道有哪些種類？各有什么特征？3．點(diǎn)到點(diǎn)的電信傳輸系統(tǒng)是如何組成的？4．無線傳輸有哪些傳播方式，常用傳輸信道主要有哪幾種類型的電磁波模式（波形）？5．工程的概念是什么？電信傳輸工程包含哪些內(nèi)容？6．有線和無線信道特性有哪些？7．以功率電平為例，請簡述正電平、負(fù)電平和零電平的意義。8．試簡述絕對電平和相對電平的定義以及兩者之間的關(guān)系。9．設(shè)傳輸系統(tǒng)某點(diǎn)X的絕對功率電平為3dBW、0dBm、-7dBm試求X點(diǎn)的功率值（單位用國際量綱）。10．已知傳輸線路測試點(diǎn)B功率為0.2W，線路始端A功率為10mW，求測試點(diǎn)B的相對功率電平值。第2章

傳輸線和波導(dǎo)理論主講教師：內(nèi)容提要722.1常用的傳輸線和波導(dǎo)

2.2傳輸線的分析2.3傳輸線的特性參數(shù)及工作狀態(tài)

2.4波導(dǎo)及其傳輸特性2.1常用的傳輸線和波導(dǎo)73從廣義的意義上講，金屬傳輸線（含波導(dǎo)）的定義可以描述為：凡是能夠引導(dǎo)高頻或微波電磁能量沿指定方向傳輸?shù)膶?dǎo)體、媒質(zhì)（物理通信線路）或由它們共同組成的導(dǎo)波系統(tǒng)，都可以稱為傳輸線。傳輸線起著引導(dǎo)或束縛電磁波能量向指定的方向前行的傳輸作用。在不同頻率范圍內(nèi)使用時(shí)，由于不同的金屬傳輸線的傳輸特性不同，需要分別采用不同種類型的傳輸線來適應(yīng)不同頻率范圍的應(yīng)用場合；對于某一類傳輸線而言，不可能適用于各種頻率情況下傳輸?？傊?，無論在何種應(yīng)用情況下，對傳輸線的基本要求仍然是高效率、寬頻帶、大容量、長距離、低損耗、小尺寸和低成本等。2.1.1傳輸線的結(jié)構(gòu)及分類74任何一種傳輸線，其信號能量的傳播都是以電磁波的形式進(jìn)行的。因此，通常可按傳輸?shù)碾姶挪Ｊ降念愋?，即TE波、TM波和TEM波來劃分傳輸線的模式類型傳輸TEM波(模)（含準(zhǔn)TEM模）金屬傳輸線有平行雙導(dǎo)線、同軸線、帶狀線、微帶傳輸線等，如圖2-1所示。圖2-1常用TEM波傳輸線751.平行雙導(dǎo)線

平行雙導(dǎo)線是最簡單的TEM波傳輸線，隨著傳輸TEM波的頻率增高時(shí)，輻射損耗會(huì)急劇增加，因此，該傳輸線只適合于千米波、十米波的低頻段，其結(jié)構(gòu)如圖2-1（a）所示。另一種為雙絞線，其基本結(jié)構(gòu)如第一章圖1-12（b）所示。平行雙導(dǎo)線——①全塑市話對稱電纜線低頻（10kHz以下）對稱電纜線高頻（12kHz以上）對稱電纜線76②雙絞線——數(shù)據(jù)線非屏蔽雙絞線(UnshildedTwistedPair，UTP)屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，STP)其基本結(jié)構(gòu)如圖1-13-5所示。（a）非屏蔽雙絞線電纜(UTP)（b）屏蔽雙絞線電纜(STP)圖1-13雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)圖772.同軸線

同軸線是由內(nèi)、外導(dǎo)體構(gòu)成的，電磁波在內(nèi)、外導(dǎo)體之間傳輸，外導(dǎo)體對電磁波能量具有屏蔽作用，可避免輻射損耗，可用于分米波的高頻段至大于10厘米波段。同軸線的主要優(yōu)點(diǎn)是工作頻帶較寬，適合頻帶較寬的信號傳送，在高頻下也可傳輸TE、TM波。同軸線外導(dǎo)體具有屏蔽性，可消除電磁輻射，可用于分米波的高頻段至大于10cm波段。其優(yōu)點(diǎn)是工作頻帶寬，適合較寬頻帶的信號傳輸。78同軸電纜屬于非對稱雙線傳輸線，其結(jié)構(gòu)如圖1-12（c）所示。79帶狀線是由雙接地板中間夾有一導(dǎo)體帶構(gòu)成，導(dǎo)體帶與雙接地板之間是固體介質(zhì)或空氣,如圖2-1（C）所示。803.帶狀線帶狀線可以看成由同軸線演變而來，是一種寬帶傳輸線,如圖2-2所示。圖2-2同軸線到帶狀線的演變814.微帶線微帶線是微波集成電路中使用最多的一種傳輸線。如圖2-3所示。微帶線廣泛用于1GHz以上的信號傳輸，也可制作各種集成微波元器件.圖2-3平行雙導(dǎo)線向微帶的演變2.1.2波導(dǎo)傳輸線的結(jié)構(gòu)及分類82波導(dǎo)是由空心金屬管構(gòu)成的傳輸線，根據(jù)其橫截面形狀不同，可以分為不同形狀的波導(dǎo)，如矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、脊形波導(dǎo)、橢圓波導(dǎo)等，其結(jié)構(gòu)分別見圖2-4。波導(dǎo)適合傳輸TE波(模)和TM波(模)，適用于高頻傳輸，常用于厘米、分米波段的微波傳輸。在導(dǎo)線中心層幾乎沒有電流流過，相當(dāng)于減小了導(dǎo)線的截面積，使導(dǎo)線電阻增大。趨膚效應(yīng)也啟發(fā)了人們的思維，高頻傳輸線（如波導(dǎo)管）可做成空心狀結(jié)構(gòu)。圖2-4金屬波導(dǎo)傳輸線的結(jié)構(gòu)2.2雙線傳輸線的分析83雙線傳輸線主要是指平行雙導(dǎo)線（含對稱電纜線、雙絞線）和同軸電纜線。2.2.1傳輸線常用的分析方法傳輸線的理論基礎(chǔ)是麥克斯韋電磁場理論，由它描述的場和波的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以分析和解釋在傳輸線中傳輸?shù)男盘柡湍芰康淖兓?guī)律。傳輸線實(shí)際上是一個(gè)導(dǎo)行系統(tǒng)，信號以電磁波的形式在導(dǎo)行系統(tǒng)內(nèi)或附近沿著傳輸線傳播，因此傳輸線中電磁場的存在形式與麥克斯韋方程的數(shù)學(xué)函數(shù)一一對應(yīng)。所有種類的傳輸線都可以視為僅是電磁場的邊界條件不同，它們都共同遵循麥克斯韋方程。為了研討簡化，本章討論的傳輸線都工程化地近似為均勻傳輸線，以后不再作專門說明。1.分析方法的討論84分析電信號沿傳輸線傳播的特性時(shí)，通常有兩種方法可供使用：一種是電路理論分析法，另一種是電磁場理論分析法?！半娐防碚摲治龇ā?，是把傳播電信號的傳輸線看成是由一系列電阻R、電感L、電容C和電導(dǎo)G通過串、并聯(lián)等方式組成的等效電路。通過基爾霍夫定律可較準(zhǔn)確地列出傳輸線縱向上任意一點(diǎn)的電壓V和電流I的表達(dá)式，該分析方法易于理解和求解，在頻率不是很高的情況下，其分析結(jié)果能滿足工程近似的誤差要求。用電路理論分析法研討傳輸線的條件是電磁波波長遠(yuǎn)大于傳輸線橫向尺寸，可近似認(rèn)為傳輸線的橫截面濃縮為一點(diǎn)，傳輸線上的場強(qiáng)就可作為傳輸線上任意一點(diǎn)的場強(qiáng)看待?！半姶艌隼碚摲治龇ā保峭ㄟ^用麥克斯韋方程和邊界條件嚴(yán)密分析，可得到電場E和磁場H的麥克斯韋方程數(shù)學(xué)表達(dá)式，從中推導(dǎo)解出信號沿傳輸線傳輸?shù)囊?guī)律。該分析法常用于分析波導(dǎo)、光纖等傳輸線處于微波頻段以上的電磁波傳播規(guī)律，因?yàn)樵谖⒉l段上其電磁波波長與傳輸線橫向尺寸已經(jīng)是可以比擬的了，不能再將傳輸線的橫截面當(dāng)成一個(gè)濃縮點(diǎn)來看待了。2.長線的分布參數(shù)和等效電路85“電路理論分析法”是將傳輸線的電氣特性用一個(gè)同特性的無源電路網(wǎng)絡(luò)來等效分析的方法，它將一個(gè)傳輸線等效為一個(gè)雙口電路網(wǎng)絡(luò)，如圖2-5所示。把傳播電信號的傳輸線看成是由一系列的R、L、C和G串、并聯(lián)的等效電路組成。圖2-5傳輸線的等效電路

當(dāng)傳輸線的幾何長度L比其上傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟ㄩLλ還長，即

時(shí)，傳輸線稱為長線，反之則稱為短線。若傳輸線的L為長線工作狀態(tài)，則考慮傳輸線為分布參數(shù)（R1，L1，C1，G1）的等效電路組合；若傳輸線的幾何長度L為短線工作狀態(tài)，則認(rèn)為傳輸線為集總參數(shù)（R，L，C，G）的等效電路組合。

所謂“分布參數(shù)”是指傳輸線單位長度上的電阻R1、電感L1、電容C1、電導(dǎo)G1統(tǒng)稱。由于傳輸線工作在長線狀態(tài)，傳輸線上分布參數(shù)效應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)，這時(shí)，即使傳輸線工作在穩(wěn)態(tài)下，傳輸線上的電壓、電流隨時(shí)間和傳輸線長度而發(fā)生變化，與此同時(shí)按分布參數(shù)規(guī)律變化的傳輸線間的電阻、電感、電容及電導(dǎo)也沿傳輸線隨機(jī)分布著。長線定義？87長線的分布參數(shù)在均勻傳輸線上分割任意一段dz（dz<<λ），這樣每個(gè)微分段可看成集總參數(shù)電路，其集總參數(shù)分別為R=R1dz、L=L1dz、C=C1dz、G=G1dz，如圖2-5（a）所示。將整個(gè)傳輸線看成由許多尺寸極短的集總參數(shù)電路連接而成，如圖2-5（b）所示。87圖2-5傳輸線的等效電路88平行雙導(dǎo)線的分布參數(shù)與D、f、d的關(guān)系實(shí)驗(yàn)曲線，如圖2-6所示。88圖2-7平行雙導(dǎo)線分布參數(shù)與D、f、d的關(guān)系實(shí)驗(yàn)曲線89同軸線的一次參數(shù)與其內(nèi)、外導(dǎo)體半徑a及b變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)曲線，如圖2-7所示。圖2-7同軸線一次參數(shù)與f、b/a的關(guān)系實(shí)驗(yàn)曲線90

90傳輸線參

數(shù)L1（亨／米）C1（法／米）R1（歐／米）G1（西／米）表2-1平行雙導(dǎo)線和同軸線的分布參數(shù)912.2.2傳輸線方程及其解根據(jù)目前傳輸線幾乎處于“長線”狀態(tài)，多采用分布參數(shù)的電路分析理論。研究“均勻傳輸線的方程”的目的?研究信息在傳輸線上任意一點(diǎn)電壓、電流的變化趨勢，找出最佳傳輸?shù)囊c(diǎn)。1.傳輸線的方程

在傳輸線上任意一點(diǎn)z處，取一微分線元A-B，其長度為dz（dz<<λ），此小線元A-B就可視為一集總參數(shù)電路的二端倒L型或

型網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)上的相應(yīng)總電阻為R1dz，總電感為L1dz，總電容為C1dz，總電導(dǎo)為G1dz，如圖2-8（a）所示。這樣，整個(gè)均勻傳輸線就可視為由多個(gè)等效倒L型網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)而成的分布參數(shù)等效電路，如圖2-8（b）所示。通過研究傳輸線上電壓、電流的相互變化關(guān)系就可推出傳輸線方程。92（a）微小線元dz的等效電路（b）有耗線的等效電路圖2-8傳輸線的等效電路首先，假設(shè)傳輸線的始端連接了一個(gè)角頻率為w的正弦信號源，且其電壓和電流隨時(shí)間作簡諧變化。此時(shí)傳輸線上電壓和電流的瞬時(shí)值為u(z,t)和i(z,t)，則有u(z,t)=Re[U(z)ej

t]i(z,t)=Re[I(z)ej

t] （2.1）式中，U(z)和I(z)分別為傳輸線上z處電壓、電流的復(fù)數(shù)有效值，它們僅是距離z的函數(shù)。然后，再設(shè)t時(shí)刻在位置z處（A點(diǎn)）的輸入電壓和電流分別為u(z,t)和i(z,t)，z+dz處（B點(diǎn)）的輸出電壓和電流分別為u(z+dz,t)和i(z+dz,t)。對見圖2-8（a）所示的等效電路，可以看成集總參數(shù)電路，應(yīng)用基爾霍夫的A、B兩點(diǎn)間的電壓降和電流定律可得：即式（2-2）既為均勻傳輸線方程,又稱為電報(bào)方程。（2.2）94根據(jù)式（2.1）的假設(shè)，其電壓和電流的瞬時(shí)值與復(fù)數(shù)形式之間的關(guān)系為u(z,t)=Re［U(z)ej

t］，i(z,t)=Re［I(z)ej

t］，其相應(yīng)的瞬時(shí)值u、i、

、

、

和

均可分別對應(yīng)寫為U、I、j

U、j

I，

和

（將原來的偏導(dǎo)數(shù)

和

改寫成

和

的原因是U和I在某一確定的時(shí)刻僅是位置z的函數(shù)），則式（2.2）可改寫為式（2.3），并將U(z)寫為U，I(z)寫為I，得到如下傳輸線方程：式中，

，為傳輸線單位長度的串聯(lián)阻抗（

/m）；

為傳輸線單位長度的并聯(lián)導(dǎo)納（S/m）。

式（2.3）稱為時(shí)諧形式的傳輸線方程。（2.3）2.傳輸線方程的解為了求解傳輸線方程，將式（2.3）等式兩邊對z求導(dǎo)，得：再將式（2.3）代入式（2.4），得：若令：將式（2.6）代入式（2.5），并互相代換整理得到：(2.4)(2.5)(2.6)(2.7)式（2.7）是二階常微分方程，也稱為均勻傳輸線的波動(dòng)方程，其通解為：式中，上標(biāo)“+”和“-”分別表示向+z和-z方向行進(jìn)的波。(2.8-a)(2.8-b)97為了求得式（2.8-a）和式（2.8-b）的待定系數(shù)，將式（2.8-a）對Z求導(dǎo)代入式（2.3-a）得：故得：令97(2.9)98將式（2.8）整理為：式中，A1、A2為待定常數(shù)，可由邊界條件確定；Zc具有阻抗的量綱，定義為傳輸線的特性阻抗。g在方程式中直接表明電壓（電流）是怎樣按指數(shù)規(guī)律變化的，故定義為傳輸常數(shù)，它是復(fù)數(shù)，通?？杀硎緸椋浩渲?，實(shí)部

影響信號幅度的變化，故稱為損耗系數(shù)，單位為dB/km；虛部

影響信號相位的變化，故稱為相移常數(shù)，單位為rad/km（2.10）（2.11）99根據(jù)式（2.1）的假設(shè)（即電壓和電流隨時(shí)間做簡諧變化），由式(2.10)可得傳輸線上的電壓和電流瞬時(shí)值為：

（2.12-a）(2.12-b)100從2.12式可以看出傳輸線上的任意一點(diǎn)的電壓和電流均含有兩部分：第一項(xiàng)代表信號沿的正向+Z傳輸隨著+Z的增長，相位滯后，幅度逐漸減小，電信號源向負(fù)載方向傳播的衰減行波——入射波。第二項(xiàng)代表反向-Z傳輸，相位超前，代表負(fù)載向電信號源方向（-Z方向）傳播衰減的行波——反射波。如圖2-9所示。圖2-9傳輸線上的入射波和反射波1011）已知終端的電壓U2和電流I2時(shí)的解如圖2-10所示，若以z=0為坐標(biāo)的起點(diǎn)，將邊界條件z=L，U(L)=U2，I(L)=I2代入式（2.10），可得圖2-10由邊界條件確定積分常數(shù)102如圖2-10所示，將邊界條件z=L，U(L)=U2，I(L)=I2代入(2.10)式可：(2.13)(2.10)103將(2.13)式代入(2.10)并整理可得：(2.14)

由圖2-10可見，Z′=L-Z，是由終端為起點(diǎn)的坐標(biāo)z=L，這樣(2.14)式可改寫成：

(2-15)1042）已知始端電壓U1和電流I1時(shí)的解

如圖2-10所示，將邊界條件z=0，以及U(0)=U1

,I(0)=I1，代入(2.10)式可得：(2-16)

將(2-16)式代入(2.10)式可得：(2-17)1052.3傳輸線的特性參數(shù)及工作狀態(tài)3.2.1特性參數(shù)1.特性阻抗Zc特性阻抗定義為傳輸線上入射電壓與入射電流之比，即：由式（2-9）給出特性阻抗的一般公式為106ZC通常是個(gè)復(fù)數(shù)，如果用｜ZC｜表示特性阻抗的模；φc表示它的幅角，則ZC又可表示為：(2.18-a)其中(2.18-b)(2.18-c)107若以頻率f為橫坐標(biāo),｜ZC｜、φc為縱坐標(biāo)來作圖，可得圖2-11所示。圖2-11特性阻抗的幅頻及相頻特性108不同頻率特性阻抗Zc的計(jì)算值是不同的，事實(shí)上，當(dāng)頻率高于30kHz時(shí)，在保證一般工程所需要的精度條件下，可用式（2.19）來計(jì)算Zc。雙線傳輸線的特性阻抗Zc值一般為100～400?，常用的是100?、120?、150?；同軸線的特性阻抗Zc值一般為40～100?，常用的是50?和75?。，φC≈0（2-19）即：

（Ω）1092.傳輸常數(shù)γ

傳輸常數(shù)γ是描述單位長度傳輸線上入射波和反射波的衰減與相位變化參數(shù)。由式(2.6)知，傳輸常數(shù)γ的一般公式為：表明，

和

都是與信號傳輸相伴的，通過推導(dǎo)可以得出，

表示的是單位長度（每千米）電磁波沿著傳輸線的傳輸損耗系數(shù)，單位為dB/km。

表示的是單位長度（每千米）電磁波沿著傳輸線的傳輸相移常數(shù)，單位是rad/km。傳輸常數(shù)γ

這一數(shù)值綜合表征了信號的電磁波沿均勻匹配線路傳輸時(shí)，一個(gè)單位長度線路內(nèi)在幅值和相位上所發(fā)生的變化程度。110

110參數(shù)符號頻率/Hz00～800800～3000030000～∞

完全公式

0ZC表2-2特性傳輸參數(shù)在不同頻率下的計(jì)算公式在大于30kHz的高頻工作狀態(tài)下的傳輸線，

、

、

簡化整理可得：（dB/km）（2.20-b）（rad/km）（2.20-c）（2.20-a）112

112圖2-12平行雙導(dǎo)線的

-f和

-f的關(guān)系例2-1已知f=2.5MHz時(shí)，同軸電纜回路的一次參數(shù)為R1=65.887

/km，電感L1=0.2654mH/km，電導(dǎo)G1=29.83μs/km，電容C1=48nF/km，試確定回路的二次參數(shù)。解：當(dāng)頻率f=2.5MHz時(shí)，特性阻抗可按表式（2-5）計(jì)算：113衰減常數(shù)和相移常數(shù)可按式（2.20）計(jì)算：1133.反射系數(shù)與駐波比“反射系數(shù)”定義是指傳輸線上任意點(diǎn)的反射電壓與入射電壓之比，稱為電壓的反射系數(shù)

。

的定義為:

（2.21）由式（2.15），令則式（2.15）可以簡化寫為：

將式（2.22）代入式（2.21），可以得到傳輸線任意點(diǎn)的電壓反射系數(shù)為:

（2.23）其中，

（2.24）在工程上為了測試方便，用

2代替反射系數(shù)

。另外，使用反射損耗A和電壓駐波比VSWR也可表示終端負(fù)載反射的大小。終端負(fù)載反射損耗[A]（或稱回波損耗），即：

（2.25）反射損耗[A]值越大，表明反射波越小，阻抗匹配程度越好。終端負(fù)載電壓駐波比VSWR（簡稱駐波比）定義為傳輸線上電壓振幅的最大值與電壓振幅最小值之比，可表示為:

（2.26）

4.相速度與群速度1）相速度Vp“相速度”是指信號以單頻信號沿一個(gè)方向傳輸?shù)男胁ǎㄈ肷洳ɑ蚍瓷洳ǎ╇妷骸㈦娏鞯认辔灰苿?dòng)的速度，記作Vp。行波的傳輸相速度是：

(2.27）根據(jù)定義，P1和P2的相位是相同的,即

t1-βz1=

t2-βz2，于是波傳播的相速度為：

（2.28）2）群速度Vg

“群速度”是指在傳輸多頻信號包絡(luò)上的某一恒定相位點(diǎn)推進(jìn)的速度，即信號能量的傳播速度，記作Vg。如圖2-14中虛線所示。

（2.29）

圖2-14群速度與相速度2.3.2工作狀態(tài)

電信傳輸?shù)哪康氖钦_地以用戶滿意的質(zhì)量傳送信息，而對傳送信號功率大小的要求并非唯一目的。電信傳輸對傳輸效率是有要求的，討論傳輸線的工作狀態(tài)就是討論電信傳輸?shù)男省Ｈ藗兿Ｍ馨押畔⒌哪芰磕鼙M可能多地傳送到終端負(fù)載上，從而達(dá)到高質(zhì)量地信息傳送。從理想傳輸原理可知，傳輸網(wǎng)絡(luò)輸出端在負(fù)載阻抗匹配時(shí)能獲得信號最大能量，為了能夠說明傳輸線的傳輸效率，將傳輸線的工作狀態(tài)分為匹配和不匹配狀態(tài)。1．傳輸線的阻抗匹配當(dāng)終端負(fù)載阻抗ZL等于傳輸線的特性阻抗Zc，即ZL=Zc時(shí)，根據(jù)式（2.23）傳輸線上Г2=0無反射，此時(shí)傳輸線的阻抗（負(fù)載）匹配，傳輸線上只有沿一個(gè)+z（負(fù)載）方向傳播的入射波，即行波。由式（2.12）可得行波狀態(tài)下傳輸線沿線瞬時(shí)電壓波和電流分布為：假設(shè)傳輸線工作在無損耗的情況下，上式可進(jìn)一步改寫成：（2.31）由式（2.31）可以看出，當(dāng)t一定時(shí)，沿線電壓和電流為余弦分布，如圖2-15所示。同一地點(diǎn)的電壓和電流同相位，沿線各點(diǎn)的阻抗均等于特性阻抗，與頻率和位置無關(guān)。圖2-15匹配無損耗下電壓（或電流）行波沿線瞬時(shí)分布處于行波狀態(tài)下的傳輸線有以下特點(diǎn)：（1）傳輸線上只存在入射波而無反射波，電壓波或電流波均處于純行波狀態(tài)。（2）電壓波和電流波同相，其值之比（V/I=Zc）為特性阻抗Zc。（3）ZL=Zc，駐波比VSWR=1，反射系數(shù)Г2=0。（4）因沒有反射，始端向終端方向傳輸?shù)墓β?，全部被?fù)載吸收，傳輸效率最高。

應(yīng)當(dāng)注意，電信傳輸中的匹配連接，提高了傳輸效率和質(zhì)量，但從發(fā)送功率來說，由于信源內(nèi)部的阻抗和負(fù)載阻抗相等，接收設(shè)備能接收到的最大功率只是發(fā)送信號功率的一半。2.傳輸線的阻抗不匹配

傳輸線的特性阻抗Zc與終端負(fù)載ZL不匹配狀態(tài)有兩種，一是部分不匹配，即Zc≠ZL，二是完全不匹配，即ZL=0或ZL→∞。假如傳輸線的阻抗不匹配，就會(huì)出現(xiàn)反射波，反射一方面干擾輸入信號，造成信號的傳輸質(zhì)量下降，另一方面會(huì)使接收效率降低，還會(huì)形成駐波。若駐波電壓很高，電壓波腹點(diǎn)處易出現(xiàn)媒質(zhì)擊穿，為避免這種現(xiàn)象，則需采用大尺寸和耐壓高的傳輸線，加大了傳輸線的投資；若電流波腹點(diǎn)電流過大，局部絕緣層易燒壞。再比如從天線向接收機(jī)傳送電視圖像信號時(shí)，若傳輸線阻抗不匹配，傳輸線上部分信號來回反射，使信號傳輸出現(xiàn)失真，且降低傳輸效率，同時(shí)致使圖像輪廓不清。1）傳輸線的Zc與ZL部分不匹配時(shí)的行駐波狀態(tài)對于一個(gè)復(fù)雜的傳輸系統(tǒng)來說，傳輸線的特性阻抗Zc一般都不等于傳輸線終端負(fù)載阻抗ZL（Zc≠ZL

，ZL≠0，ZL≠∞或Zc＜ZL＜∞），或者不絕對匹配。也就是說，反射波必定存在，但不一定會(huì)產(chǎn)生全反射，此時(shí)傳輸線上既有行波，又有駐波，構(gòu)成行駐混合波狀態(tài)。2）傳輸線的Zc與ZL完全不匹配時(shí)的駐波狀態(tài)

當(dāng)傳輸線路上發(fā)生斷線或短路故障時(shí)，亦即負(fù)載阻抗ZL→∞或ZL=0，傳輸線處于完全不匹配狀態(tài)。當(dāng)電磁波傳輸?shù)焦收宵c(diǎn)時(shí)，既不能繼續(xù)向前傳播，又沒有負(fù)載吸收能量，于是電磁波只能沿線故障點(diǎn)向始端回傳，即反射，而且是全反射。如果電磁波為全反射，傳輸線上處于駐波工作狀態(tài)，即沿線分布的電壓和電流各處的振幅穩(wěn)定不變，似乎是駐立不動(dòng)的振蕩器，不會(huì)以波的形式沿線移動(dòng)傳播。這里只討論ZL=0的情況，根據(jù)式（2.24）得

2=1，由式（2.12）可得駐波狀態(tài)下傳輸線沿線瞬時(shí)電壓波和電流分布為：處于駐波狀態(tài)下的傳輸線有以下特點(diǎn)：（1）駐波是一種簡諧振動(dòng)，非傳輸波，它是由兩個(gè)傳輸方向相反，振幅幅值不變的行波的疊加結(jié)果。（2）沿線電壓、電流的振幅是位置z的函數(shù)，具有固定不變的波腹點(diǎn)和波節(jié)點(diǎn)。（3）沿線各點(diǎn)的電壓和電流相差為π/2。在駐波狀態(tài)下，既沒有能量的損耗，也沒有能量的傳播.

（2.32）（2.32）3）傳輸線的處于完全不匹配時(shí)的駐波狀態(tài)的用途在傳輸線的完全失配時(shí)，傳輸線上出現(xiàn)電磁波的全反射現(xiàn)象，這恰好可用于測量傳輸信號的波長，因?yàn)榇藭r(shí)波節(jié)點(diǎn)的位置不隨時(shí)間變化，只與波長有關(guān)。也可以利用這種全反射現(xiàn)象提供一個(gè)最好的測量線路故障點(diǎn)的方法。比如，利用它可以測量故障點(diǎn)至測試點(diǎn)（輸入端）的距離，測試過程如下：設(shè)故障點(diǎn)x與輸入口測試點(diǎn)距離為Lx，當(dāng)測試信號發(fā)送的電磁波到達(dá)故障點(diǎn)x后將全反射回到測試點(diǎn)的時(shí)間為

t

，則有：

（2.33）式中，V為電磁波在傳輸線上的速度，V在不同媒質(zhì)的金屬線上其數(shù)值是不同的。例2-2在某一用戶發(fā)送端向一對稱電纜線發(fā)出一個(gè)測試脈沖，測試故障點(diǎn)的位置，由時(shí)域反射儀測得經(jīng)過0.00001秒脈沖返回用戶發(fā)送端，已知波速V=288000km/s，試求故障點(diǎn)與測試點(diǎn)的距離。解：由式（2.33），易得：2.4波導(dǎo)及其傳輸特性

波導(dǎo)傳輸線是為解決雙線傳輸線的局限性而提出的。

隨頻率升高同軸線的導(dǎo)體損耗和內(nèi)、外導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)損耗增大，究其原因就是“趨膚效應(yīng)”所致。如果拔出同軸線的內(nèi)導(dǎo)體及介質(zhì)，既可以減少導(dǎo)體損耗，又可以避免介質(zhì)損耗。這一啟示讓空心金屬波導(dǎo)管做成了傳輸線，而且可適用于更高頻率段，既可防止電磁波輻射，又可減少絕緣介質(zhì)損耗，這就是波導(dǎo)的產(chǎn)生。波導(dǎo)常用在微波、雷達(dá)和衛(wèi)星通信中傳輸信號。波導(dǎo)：凡是引導(dǎo)和限制電磁波傳播的單導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的傳輸線都可以稱為波導(dǎo)。例如光纖、金屬波導(dǎo)。

匹配的另一個(gè)名詞是“導(dǎo)波”，沿波導(dǎo)行進(jìn)（傳播）的電磁波叫做導(dǎo)波?！皩?dǎo)波”也就是能夠在波導(dǎo)中傳輸?shù)碾姶挪?，波?dǎo)中傳播的導(dǎo)波和自由空間中傳播的電磁波的差別是波導(dǎo)中的電磁波的能量被局限在波導(dǎo)內(nèi)部，沿波導(dǎo)規(guī)定的Z方向前進(jìn)，傳輸效率高。2.4.1波導(dǎo)傳輸線的分析方法及一般特性

1．波導(dǎo)分析方法“電磁場理論分析法”最為合適。各種形式的波導(dǎo)（a）矩形波導(dǎo)（b）圓波導(dǎo)(c)脊形波導(dǎo)（d）橢圓波導(dǎo)圖3-1金屬波導(dǎo)傳輸線的結(jié)構(gòu)矩形波導(dǎo)圓波導(dǎo)

波導(dǎo)傳輸線的傳輸特性分析，主要研究波導(dǎo)中導(dǎo)行電磁波場的分布規(guī)律、波的傳播條件和傳輸特性。具體做法是：

第一步通過麥克斯韋方程可以建立電磁場的亥姆霍茲方程（或波動(dòng)方程），然后求出電磁場中的縱向分量，并利用縱向分量直接求出其他橫向分量，從而得到電磁場場強(qiáng)的全解；

第二步求解滿足波導(dǎo)內(nèi)壁邊界條件下波導(dǎo)中電磁波的一般特性。

為了求解簡單，將金屬波導(dǎo)假設(shè)為理想的波導(dǎo)，即規(guī)則金屬波導(dǎo)。如圖2-16所示。

具體來說，對規(guī)則金屬波導(dǎo)作如下假設(shè)：（1）波導(dǎo)管的內(nèi)壁電導(dǎo)率為無窮大，即認(rèn)為波導(dǎo)管壁是理想導(dǎo)體。（2）波導(dǎo)內(nèi)為各向同性、線性、無損耗的均勻介質(zhì)。（3）波導(dǎo)內(nèi)為無源區(qū)域，波導(dǎo)中遠(yuǎn)離信號波源和接收設(shè)備。（4）波導(dǎo)為無限長，波導(dǎo)內(nèi)的場隨時(shí)間作簡諧變化。圖2-16規(guī)則金屬波導(dǎo)在工程上，應(yīng)用