5.1.2　传输线的特性参数

1)特征阻抗

|Z0|、ωI、ωII的值为

对于无损耗线，有

对于低损耗线，有

可见，在无耗和低损耗情况下，特征阻抗为纯电阻，与频率无关。

对于平行双线，有

式中　μ为平行双线的导磁率；ε为平行双线的介电常数；D为导线间距；d为导线直径；r为导线半径。

定义

式中　μ0为自由空间的磁导率，单位为“H/m”；ε0为自由空间的介电常数，单位为“F/m”；μr为相对磁导率；εr为相对介电常数。

则

对于非磁性介质，有

则

可见平行双线的特征阻抗Z0由相对介电常数以及导线间距与导线半径的比值决定。常用的Z0有200Ω，300Ω，400Ω，600Ω。

对于同轴线，有

式中D为屏蔽层内径；d为中心导体外径。

则同轴线的特征阻抗为

对于非磁性介质，有

同轴线的特征阻抗Z0由相对介电常数、导线的屏蔽层内径、中心导体外径决定。常用的Z0有50Ω和75Ω。

总之，特征阻抗是传输线的固有特性。对于一根确定的导线，其特征阻抗是个常数。

2)传播常数

对于无损耗线，有

对于低损耗线，有

则

可见，在无损耗情况下，传播的振幅不变，相位按线性规律滞后。而在低损耗情况下，传播的振幅逐渐变小，相位依然按线性规律滞后。

3)相波长

相波长是指沿长线单方向传播的电压或电流，在同一时刻相邻的两等相位面之间的距离，或者说在任一时刻相位差为2πrad的两参考面之间的距离。

设某一时刻t1，位置z1和z2相差2πrad，则有

式中　λp为相波长。

则有

对于无损耗和低损耗线，有

而自由空间中的光速等于

电磁波频率f与角频率ω的关系为

自由空间中频率为f的电磁波波长λ0等于

则无损耗和低损耗线的相波长可写为

式中kv为速度因子。

kv等于

在非磁性介质中，有

4)相速度

相速度是指沿长线单方向传播的电压或电流相位前进的速度，根据电磁波频率、波长、相速度的关系，有

式中vp为相速度。

则

对于无损耗和低损耗的平行双线和同轴线，有

则

在非磁性介质中，有