序言：站在宇宙的角度看，人是渺小的。站在頻域的角度上看，可見光的頻帶是極窄的。在可見光的頻帶下游，有個人眼無法察覺的微波世界，它真實存在又至關(guān)重要。看不見的它似乎難以捉摸，可要是我們能看見呢？建此專欄帶同學(xué)們一覽這魔法世界的神奇。

類比、演示和“所有都被一筆帶過”的公式

類比：讓我們先回到高中的物理課上，物理老師出了一道實踐題：

你有以下物件，請點亮燈泡：①電池*1②導(dǎo)線*2③燈泡*1

實操：

我們拿導(dǎo)線1連上電池的正極和燈泡的正，然后再拿導(dǎo)線2連上電池的負(fù)極和燈泡的負(fù)，當(dāng)導(dǎo)線2剛和燈泡有效接觸的瞬間：

只聽一聲啪!很快啊，燈泡瞬間就亮了。如果忽略燈泡發(fā)亮的過程、燈光傳輸?shù)窖劬脱劬Ψ磻?yīng)的時間，那么這個時隙就是電傳播所需時間，接近光速。

那么對應(yīng)地來到RF領(lǐng)域(名詞解釋)：

燈泡→負(fù)載：用來消耗傳輸線從源處傳輸過來的能量

電池→信號源：由晶振加電發(fā)生，再經(jīng)變頻和放大到需要的功率。一般直

接看最后一級功放的輸出功率是多少dBm

導(dǎo)線1→信號線：大部分情況下認(rèn)為只有它是帶電的。

導(dǎo)線2→返回路徑：大部分情況下認(rèn)為它不帶電，作為信號線上電平的參考地，必須與信號線構(gòu)成回路，負(fù)載才能工作

簡而言之：

負(fù)載兩側(cè)的電壓差驅(qū)動其運行，持續(xù)的電壓差需負(fù)載和源形成回路

演示：那我們把頻率f升高看看會如何呢？有個很明顯的特征是，導(dǎo)體上的電壓不再是低頻和直流狀態(tài)下的處處相等，反而是出現(xiàn)時而正時而負(fù)的正弦特性，這就是長線效應(yīng)：

當(dāng)導(dǎo)體長度=20mm,頻率1MHz時，軸向幾乎處處相等的電場（短線）

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當(dāng)導(dǎo)體長度=20mm,頻率100GHz時，電場在軸向成正弦分布，像一串行走的糖葫蘆（長線）

此時再來看傳輸線，不能再之前那么理想了。我們截取一段長度▲z長度的傳輸線來分析這均勻的分布參數(shù)，有導(dǎo)體自身的自感L0，有導(dǎo)體電阻R0，信號線和回路間的物理結(jié)構(gòu)是導(dǎo)體+介質(zhì)+導(dǎo)體，天然就是個電容C0，導(dǎo)體之間雖有絕緣介質(zhì)卻也不是1個電子都不能通過，故有電導(dǎo)G0，那么傳輸線模型就建好了。

讓我們跳過基爾霍夫原理方程-跳過電報方程-跳過推導(dǎo)直接得到這個至關(guān)重要的公式，并記住一個結(jié)論：

傳輸線的特征阻抗等于單位電感除以單位電容再開根號。傳輸線的特征阻抗和源的內(nèi)阻及負(fù)載的阻抗相同時稱為匹配，能量可以完美的傳輸，其它情況統(tǒng)稱不匹配，能量會以各種形式反射回去。

駐波：當(dāng)反射足夠強(qiáng)到全反射時，會在電纜的軸向上看到有些地方的電場永遠(yuǎn)為零，有些地方永遠(yuǎn)是最強(qiáng)場強(qiáng)處，電磁波不走了，仿佛停滯在這里。

接下來讓我們來看看這些傳輸線的狀態(tài)：

建傳輸線模型：源及傳輸線均為50歐姆，端口處為源是信號進(jìn)入點，中間銅色柱為內(nèi)導(dǎo)體+電阻模型，外導(dǎo)體未顯示出來，默認(rèn)淡藍(lán)色空氣外均為理想導(dǎo)體，通過對電阻賦不同的值來演示

電阻=50Ω，LOAD行波狀態(tài)：電磁波從源產(chǎn)生，像行走一樣到負(fù)載處被完全吸收

電阻=0Ω，SHORT駐波狀態(tài)：電磁波從源產(chǎn)生，0電阻強(qiáng)行把此處電壓拉到0，故從電阻處存在波節(jié)點

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電阻=100kΩ，近OPEN駐波狀態(tài)：電磁波從源產(chǎn)生，大電阻幾乎開路，此處存在波腹點 電壓駐波比：大多數(shù)時候傳輸線狀態(tài)介于行波和駐波之間，總會有點反射，此時還會有也許無法觀察到的駐波，我們把駐波波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比叫做電壓駐波比。

補(bǔ)充解釋：

電流傳輸速度非電子移動速度，可理解為推動一排電子沿著傳輸線產(chǎn)生電壓的速度真負(fù)載：RF領(lǐng)域的真負(fù)載指天線，之所以把信號調(diào)制到高頻只是為了發(fā)射，

理想中的天線應(yīng)該把接收的能量完全輻射到指定范圍

假負(fù)載：指只是用來吸收RF能量而無實際作用，RF能量進(jìn)入假負(fù)載后

能量大多轉(zhuǎn)換為熱

平衡與不平衡：大部分情況我們認(rèn)為地上不帶電，其實質(zhì)是由于信號線與返回路徑的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致，當(dāng)交變的電磁場未能整體激起地上的電壓波動時，

我們認(rèn)為它不帶電。不平衡模式多出現(xiàn)在同軸線、微帶線等地相對信號線非常大的情況，平衡模式常出現(xiàn)在巴倫、雙線系統(tǒng)這種信號線和返回路徑尺寸相比擬時。帶地的差分傳輸系統(tǒng)另談。

審核編輯：劉清