短截線
編輯在微波和射頻工程中,短截線或諧振短截線是一段僅在一端連接的傳輸線或波導。 短截線的自由端要么開路,要么短路(波導通常都是這種情況)。 忽略傳輸線損耗,短截線的輸入阻抗是純電抗的; 容性或感性,取決于短截線的電氣長度,以及它是開路還是短路。 因此,短截線可以用作射頻的電容器、電感器和諧振電路。
存根的行為是由于沿其長度的駐波。 它們的反應特性取決于它們與無線電波波長相關的物理長度。 因此,短截線最常用于 UHF 或微波電路中,其中波長足夠短,短截線非常小。 它們通常用于替代分立電容器和電感器,因為在 UHF 和微波頻率下,由于寄生電抗,集總元件性能不佳。 短截線通常用于天線阻抗匹配電路、頻率選擇濾波器以及 UHF 電子振蕩器和射頻放大器的諧振電路。
短截線可以用任何類型的傳輸線構造:平行導線(它們被稱為 Lecher 線)、同軸電纜、帶狀線、波導和介質波導。 可以使用史密斯圓圖設計短截線電路,這是一種圖形工具,可以確定使用多長的線來獲得所需的電抗。
短路存根
編輯無損耗短路線的輸入阻抗為,
Z S C = j Z 0 tan ? ( β l ) {\displaystyle Z_{\mathrm {SC} }=jZ_{0}\tan(\beta l)\,\!}
其中j是虛數單位,Z 0 {\displaystyle Z_{0}}是線路的特性阻抗,β = 2 π / λ {\displaystyle \beta =2\pi /\lambda \ ,} 是線的相位常數, l {\displaystyle l} 是線的物理長度。
因此,根據 tan ? ( β l ) {\displaystyle \tan(\beta l)} 是正還是負,短截線將分別是感性的或容性的。
諧振樁
編輯短截線通常用作振蕩器和分布式元件濾波器中的諧振電路。 當 β l < π / 2 {\displaystyle \scriptstyle \beta l<\pi /2} 。 高于此頻率時,阻抗是感性的。 正好在 β l = π / 2 {\displaystyle \scriptstyle \beta l=\pi /2} 處,短截線出現短路。 這在性質上與串聯諧振電路的行為相同。 對于無損線路,相位變化常數與頻率成正比,
β = ω v {\displaystyle \beta ={\omega \over v}}
其中 v 是傳播速度,對于無損線路而言,它隨頻率而變化。
雖然短截線起到諧振電路的作用,但它們與集總元件諧振電路的不同之處在于它們具有多個諧振頻率; 除了基本共振頻率 ω 0 {\displaystyle \scriptstyle \omega _{0}\,} 之外,它們還以該頻率的倍數共振: n ω 0 {\displaystyle \scriptstyle n\omega _{0}\,} 。 諧振后阻抗不會像集總調諧電路那樣繼續隨頻率單調上升。
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