本節討論長線方程的正弦穩態解的物理含義。從式(10-3-6)知,電壓由兩項組成,第一項為(設),將它寫成時間函數,記為,則:
??(10-4-1)
是時間t和距離x的函數,可寫成。先固定某一地點,設,則:
??(10-4-2)
式中,是正弦函數的振幅,是正弦函數的初相。可見在某點的是隨時間而變的等幅正弦振蕩。如圖10-4-1所示。
再固定某一時間,則:
? ??(10-4-3)
它是隨距離x變化的正弦衰減振蕩,振幅為。
圖10-4-1
圖10-4-2
和兩個瞬時沿線分布曲線如圖10-4-2所示。它們是以為包絡線的衰減正弦曲線。
綜上所述,是隨著時間的增大沿x增大方向推進,并在推進方向逐漸衰減的行波。這種自電源向負載方向推進的行波稱為正向行波。
行波的推進速度是用相位保持不變的點的移動速度來表示的,稱為相位速度,可由下式計算:
???? (10-4-4)
對于架空傳輸線,相位速度是真空中的光速,即。
行波在一個周期行進的距離稱為波長,于是:
? ???(10-4-5)
式(10-3-6)中電壓的第二項為(設),對應的時間函數記為:
???(10-4-6)
是沿x減少的方向以相速傳播的衰減波,即由終端沿線向始端傳播的衰減正弦波,稱為反向行波。
同樣,也可將式(10-3-7)中的電流I分解為電流直波和電流回波,即:
? ??(10-4-7)
現在解釋特性阻抗的含義。從式(10-4-6)和式(10-4-7)可知:
?? ?(10-4-8)
即特性阻抗是入射電壓對入射電流之比,也稱為波阻抗。
將電壓、電流寫成瞬時函數表達式:
?? (10-4-9)
?? (10-4-10)
式中:。
沿傳輸線任一點,反射電壓(或反射電流)對入射電壓(或入射電流)之比,稱為反射系數N,可以證明:
? ??(10-4-11)
式中:是始端輸入阻抗。
N的另一表達式為:
?(10-4-12)
在終端上:
?? ?(10-4-13)
式中:是終端負載阻抗。
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