特征阻抗，VSWR和反射系数阐释

在学习射频和微波的基本原理过程中，也许没有比理解特性阻抗的概念更为重要了。当我们在谈论50欧姆或75欧姆电缆时，其实我们是在说电缆的特征阻抗为50欧姆，75欧姆等等。也许您还记得，在关于特性阻抗常见的介绍里，总是成片的数学公式和各种参数，以及几句聊胜于无的文字介绍，实在令人沮丧。于是本文，我们尝试用一种更为直观的方式来做一下阐释。
首先我们要明确，在今天的RF /微波系统中使用50欧姆或者75欧姆是人为的选择。其实比如说像43欧姆或者其他数值的阻抗也是可以的，但考虑到实际同轴电缆的物理尺寸，这个范围被限制在20至200欧姆以内。对于传输线而言，尽可能低的损耗和高的功率容量自然是我们期待的，从下图我们可以看出，考虑到方便计算，损耗和功率容量等等因素之后，50欧姆确实是最完美的折中了(针对空气介质)。至于75欧姆，则常见于不需要大功率传输的情况，例如有线电视线缆。


图1
但有一点要提醒的是特性阻抗的概念其实很广，包括所有的同轴线，印制 电路板传输线、微带、带状线、双引线和双绞线。如果您自己设计 PCB的传输线的话，您可以选择自己需要的值，而不必非得是50或者75欧姆。甚至自由空间本身也具有阻抗特性，在自由空间和其他无界介质的情况下，该阻抗我们称为固有阻抗。