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:
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:
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。
然后假设电场只有x分量,且Ex不随x和y变化,即:
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。
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。
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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