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从麦克斯韦方程看传输线中的介质损耗

加油射频工程师 来源:加油射频工程师 2023-07-11 15:39 次阅读

传输线的损耗有介质损耗,导体损耗和辐射损耗。

下面,从麦克斯韦方程,来看看传输线的介质损耗。

具体流程是这样的:

(1) 麦克斯韦方程推导出波动方程

(2) 给出假设条件,然后得到波动方程的解,即波的表达形式

(3) 有耗媒质可以用损耗角正切来表征

(4) 看波在有耗媒质中传播时的表达形式

麦克斯韦有四个方程,其相量形式为:

wKgaomStB2eAGfWnAAA-AypEY-Q248.jpg

假设传输线处于介电材料中。

所谓介电材料,就是当在其上施加一个电场后,会使得材料的分子或者原子发生极化,产生电偶极矩,从而改变整体的位移通量。

即:

wKgZomStB2eABOjBAABd01pplT0002.jpg

假设所分析的传输线所处的区域是无源的,则可以做出如下的推导,得出波动方程。

wKgaomStB2eANir4AADwlRcw_ng382.jpg

然后假设电场只有x分量,且Ex不随x和y变化,即:

wKgZomStB2eASZ34AAA4a7f14vU504.jpg

所以波动方程可以简化,并得出波动方程的解,即波的传输形式。

wKgaomStB2eASwxsAAEh7GhKCN0945.jpg

可以看到,因为介电材料中损耗的存在,用损耗角正切来表征,所以波在传输过程中,幅度会有衰减,这种衰减,构成了传输线的介质损耗。

wKgZomStB2eAJKeJAAEus4nrnTY836.jpg

所以,为了降低传输线上的损耗,可以通过选择损耗角正切小的介电材料。




审核编辑:刘清

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原文标题:从麦克斯韦方程看传输线中的介质损耗

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