传输线的横向与纵向问题
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-07-10
前面的传输线理论是基于双导线的定性模型得到的，不仅理论的严格性有缺陷，而且对于其他结构的传输线是否成立也需要证明。麦克斯韦方程告诉我们:
时变的电场/磁场可在空间形成电磁波。
电磁波可以沿着导体或介质表面传播，形成导行波。
传输线就是引导电磁波传输的装置。
实际中有多种传输线。
无论图所示的传输线的功能如何，但它们有一个共同的特点：
虽然各个传输线横截面不同，但任何传输线的横截面沿纵向不变。
猜想：不同传输线在横截面内的特性不同，但在纵向，特性应该是相同的根据传输线的特点，可采用柱坐标研究之。
在频域，电场E与磁场H均满足波动方程。
柱坐标系中，场可以分解为横向与纵向分量：
直角坐标系中
根据分离变量法，任何场量模式可以表示为横向因子与纵向因子之积，以 为例
式中， 称为模式电压。把E_{t} 代入波动方程，可得
最后
三个不相关的项相加为零，只能是各自常数，且之和为零。令
同理，对于横向磁场 ，可得类似的结果
可见，传输线可分解为横向问题与纵向问题：
横向问题对应场的横向因子满足的方程。
纵向问题对应场的纵向因子满足的方程。
不同的传输线，具有不同的横向问题，但纵向问题相同，或者说横向问题反映了传输线的个性，而纵向问题反映了共性。
纵向问题对应的模式电压和模式电流均满足波动方程，其解为
可以看出，与前面由双导线导出的传输线方程的解是一致的。但是，模式电压与模式电流之间的关系尚需证明。
根据麦克斯韦方程，我们可以证明模式电压与模式电流之间满足传输线方程。
因此，前面给出的传输线理论适合任何传输线。不同传输线只是特性阻抗和传播常数不同而已
二、由纵向场分量表示横向场分量
不失一般性，假设传输线传播行波，则各场分量均可表示为
根据Maxwell方程
利用旋度运算公式
由（2a）可得：
不必求解(4b)，利用对偶关系
由(4b)与(5a)解出 、 ,由(4a)与(5b)解出 、 ，最后得
上式告诉我们，利用纵向场分量可以得出横向场分量，因此，六个场分量只需求解 、 两个分量
三、传输波型(模式)
传输线中的波按照纵向场分量可分为三种类型
（1）横电磁波(Transverse Electromagnetic Waves，TEM波)
TEM波的特征： 即无纵向场分量。由（6）可以看出，除非 ，否则所有的横向场量也为零，因此，TEM波存在非零解的
条件为 于是 对于无耗传输线γ = jβ，则β = k于是，横向场分量满足的波动方程为
可见，TEM波的横向场与静态场满足相同的方程。因此，在TEM波传输线中可以采用静态场中的方法定义电压，电流。设横向位函数 满足
则导体1与导体2之间的电压为
式中 分别表示导体1和导体2上的电位。导体上的电流
式中，C为导体的横截面周线。
【推论】 TEM波只能存在于多导体系统，不能存在于单导体系统中。 因为单导体系统中不可能存在异性静电荷或恒定电流，因此不可能存在与静态场类似的TEM波型的电磁场。
（2）TE波（Transverse Electric Waves）
（3）TM波(Transverse Magnetic Waves)
四、截止波数与截止波长
可知，传输线的传播特性与频率有关。
波截止时，场随距离成指数衰减，不能传播。 可见， 成为波是传输还是截止的分界线。称为截止波数，由此决定的频率称为截止频率
相应的波长称为截止波长
对于TEM波 TEM波不存在截止现象，而TE,TM波只有在 时才能传播，具有高通滤波的功能.
1、波速
相速度：等相位面沿传输线纵向移动的速度。(所在平面不同，不是在实物空间超过光速，例如影子在不同光线下在人的后到前超过人体速度但是在不同平面)
根据波传输时
分别是波在介质中的速度和波长。
群速度：许多频率组成的波群(信号)的速度。
群速代表着信号能量传播的速度。对于TEM波
色散：速度随着频率（波长）的变化而改变的特性称为色散特性。显然TE，TM为色散波，而TEM 为非色散波
传输线的横向与纵向问题
答：可见，传输线可分解为横向问题与纵向问题：横向问题对应场的横向因子满足的方程。纵向问题对应场的纵向因子满足的方程。不同的传输线，具有不同的横向问题，但纵向问题相同，或者说横向问题反映了传输线的个性，而纵向问题反映了共性。纵向问题对应的模式电压和模式电流均满足波动方程，其解为 可以看出，与前...
传输线的abcd参数
答：传输线的abcd参数有：正向传输系数、交叉传输系数。1、正向传输系数：表示入射电磁波在传输线上行进时，其振幅的变化比例。A参数的值介于0和1之间。2、交叉传输系数：表示在传输线上行进的电磁波中，横向电场分量和纵向电场分量之间的相互影响。C参数的值为复数。
什么是传输线
答：传输线（transmission line）是输送电磁能的线状结构的设备。它是电信系统的重要组成部分，用来把载有信息的电磁波，沿着传输线规定的路由自一点输送到另一点。以横电磁 (TEM)模的方式传送电能和（或）电信号的导波结构。传输线也可以表述为用来传输电能量和信号的导线。传输线的特点是其横向尺寸远小于工...
传输线传输线方程
答：传输线，又称为电报方程，是描述电压U和电流I之间关系的微分方程模型。在分布参数电路的视角下，它由分布电阻R1、电感L1、电导G1和电容C1等组成T型网络，无耗传输线中R1和G1为零，实际传输线由多段等效网络串联而成（参见图2）。对于时谐信号，当传输角频率为ω，分布阻抗和分布导纳分别表示为Z1和...
微波传输线主要有哪几种类型,其主要特点是什么
答：按传输媒质和结构上的特点，传输线可分为双线传输线、微带传输线、波导管传输线、表面波传输线和光导纤维等类。双线传输线 由两拫平行的导电金属线（一般为铜、钢或铝线)构成，传送横电磁波的传输线。按结构又可分为对称型和同轴型两类。我国广泛使用的架空明线、各种对绞电缆和星绞电缆，都属于对称...
什么是数据传输线?有多少种
答：数据线分类从接口来分 COM接口和USB接口 1、COM接口也叫串口，是接在台式电脑后面的，目前正在被淘汰。优点是价格低廉，支持刷机（部分手机只能用串口线刷机）；缺点是拆拔极度不方便，不支持笔记本电脑，传输速度也比较慢。 2、USB接口是目前的主流，优点是方便快速稳定，支持所有型号的电脑；缺点是带IC...
圆形介质波导的主模是什么 它有哪些特点
答：圆波导特点：圆波导具有损耗较小和双极化的特性，常用于天线馈线中，也可作较远距离的传输线，并广泛用作微波谐振腔。圆波导的分析方法与矩形波导相似，求解纵向场分量Ez（Hz）的波动方程，求出纵向场的通解，并根据边界条件求出它的特解，利用横向场与纵向场的关系式，求得所有场分量的表达式；最后...
我的22英寸显示器在图像横向移动时出现横向图像不同步的问题
答：DVI线有双通道和单通道的。不知道你用的是那种，看DVI线接口，双通道针脚是满的，单通道针脚是只有一半的
电脑VGA传输线问题
答：你那根5米长的VGA线电阻太大，导致信号严重衰减，电视认不出。另外VGA线别太长，因为传输的是模拟信号，线越长信号损失越大。建议你换条好点的线，要两端都带磁屏蔽环的，最好是品牌线 AWG是线径的美式标准，常见的AWG标准如下，越粗电阻越低：AWG 直径（英寸） 直径（毫米） 面积（密...
高速动车如何防雷电
答：2.1.7 按照分区分级的原则,信号传输线的防雷保安器应集中设置在分线盘处。新建或大修车站(场)应采用防雷型分线柜;既有车站应在分线盘处设防雷保安器,并尽可能采用防雷型分线柜。 2.1.8 被保护设备本身已加装防雷保安器,且其抗扰度已达到TB/T 3074-2003第九章规定的试验等级为4级或X级的,可不设置防雷保安...
时变的电场/磁场可在空间形成电磁波。
电磁波可以沿着导体或介质表面传播，形成导行波。
传输线就是引导电磁波传输的装置。
实际中有多种传输线。
无论图所示的传输线的功能如何，但它们有一个共同的特点：
虽然各个传输线横截面不同，但任何传输线的横截面沿纵向不变。
猜想：不同传输线在横截面内的特性不同，但在纵向，特性应该是相同的根据传输线的特点，可采用柱坐标研究之。
在频域，电场E与磁场H均满足波动方程。
柱坐标系中，场可以分解为横向与纵向分量：
直角坐标系中
根据分离变量法，任何场量模式可以表示为横向因子与纵向因子之积，以 为例
式中， 称为模式电压。把E_{t} 代入波动方程，可得
最后
三个不相关的项相加为零，只能是各自常数，且之和为零。令
同理，对于横向磁场 ，可得类似的结果
可见，传输线可分解为横向问题与纵向问题：
横向问题对应场的横向因子满足的方程。
纵向问题对应场的纵向因子满足的方程。
不同的传输线，具有不同的横向问题，但纵向问题相同，或者说横向问题反映了传输线的个性，而纵向问题反映了共性。
纵向问题对应的模式电压和模式电流均满足波动方程，其解为
可以看出，与前面由双导线导出的传输线方程的解是一致的。但是，模式电压与模式电流之间的关系尚需证明。
根据麦克斯韦方程，我们可以证明模式电压与模式电流之间满足传输线方程。
因此，前面给出的传输线理论适合任何传输线。不同传输线只是特性阻抗和传播常数不同而已
二、由纵向场分量表示横向场分量
不失一般性，假设传输线传播行波，则各场分量均可表示为
根据Maxwell方程
利用旋度运算公式
由（2a）可得：
不必求解(4b)，利用对偶关系
由(4b)与(5a)解出 、 ,由(4a)与(5b)解出 、 ，最后得
上式告诉我们，利用纵向场分量可以得出横向场分量，因此，六个场分量只需求解 、 两个分量
三、传输波型(模式)
传输线中的波按照纵向场分量可分为三种类型
（1）横电磁波(Transverse Electromagnetic Waves，TEM波)
TEM波的特征： 即无纵向场分量。由（6）可以看出，除非 ，否则所有的横向场量也为零，因此，TEM波存在非零解的
条件为 于是 对于无耗传输线γ = jβ，则β = k于是，横向场分量满足的波动方程为
可见，TEM波的横向场与静态场满足相同的方程。因此，在TEM波传输线中可以采用静态场中的方法定义电压，电流。设横向位函数 满足
则导体1与导体2之间的电压为
式中 分别表示导体1和导体2上的电位。导体上的电流
式中，C为导体的横截面周线。
【推论】 TEM波只能存在于多导体系统，不能存在于单导体系统中。 因为单导体系统中不可能存在异性静电荷或恒定电流，因此不可能存在与静态场类似的TEM波型的电磁场。
（2）TE波（Transverse Electric Waves）
（3）TM波(Transverse Magnetic Waves)
四、截止波数与截止波长
可知，传输线的传播特性与频率有关。
波截止时，场随距离成指数衰减，不能传播。 可见， 成为波是传输还是截止的分界线。称为截止波数，由此决定的频率称为截止频率
相应的波长称为截止波长
对于TEM波 TEM波不存在截止现象，而TE,TM波只有在 时才能传播，具有高通滤波的功能.
1、波速
相速度：等相位面沿传输线纵向移动的速度。(所在平面不同，不是在实物空间超过光速，例如影子在不同光线下在人的后到前超过人体速度但是在不同平面)
根据波传输时
分别是波在介质中的速度和波长。
群速度：许多频率组成的波群(信号)的速度。
群速代表着信号能量传播的速度。对于TEM波
色散：速度随着频率（波长）的变化而改变的特性称为色散特性。显然TE，TM为色散波，而TEM 为非色散波
答：可见，传输线可分解为横向问题与纵向问题：横向问题对应场的横向因子满足的方程。纵向问题对应场的纵向因子满足的方程。不同的传输线，具有不同的横向问题，但纵向问题相同，或者说横向问题反映了传输线的个性，而纵向问题反映了共性。纵向问题对应的模式电压和模式电流均满足波动方程，其解为 可以看出，与前...
答：传输线的abcd参数有：正向传输系数、交叉传输系数。1、正向传输系数：表示入射电磁波在传输线上行进时，其振幅的变化比例。A参数的值介于0和1之间。2、交叉传输系数：表示在传输线上行进的电磁波中，横向电场分量和纵向电场分量之间的相互影响。C参数的值为复数。
答：传输线（transmission line）是输送电磁能的线状结构的设备。它是电信系统的重要组成部分，用来把载有信息的电磁波，沿着传输线规定的路由自一点输送到另一点。以横电磁 (TEM)模的方式传送电能和（或）电信号的导波结构。传输线也可以表述为用来传输电能量和信号的导线。传输线的特点是其横向尺寸远小于工...
答：传输线，又称为电报方程，是描述电压U和电流I之间关系的微分方程模型。在分布参数电路的视角下，它由分布电阻R1、电感L1、电导G1和电容C1等组成T型网络，无耗传输线中R1和G1为零，实际传输线由多段等效网络串联而成（参见图2）。对于时谐信号，当传输角频率为ω，分布阻抗和分布导纳分别表示为Z1和...
答：按传输媒质和结构上的特点，传输线可分为双线传输线、微带传输线、波导管传输线、表面波传输线和光导纤维等类。双线传输线 由两拫平行的导电金属线（一般为铜、钢或铝线)构成，传送横电磁波的传输线。按结构又可分为对称型和同轴型两类。我国广泛使用的架空明线、各种对绞电缆和星绞电缆，都属于对称...
答：数据线分类从接口来分 COM接口和USB接口 1、COM接口也叫串口，是接在台式电脑后面的，目前正在被淘汰。优点是价格低廉，支持刷机（部分手机只能用串口线刷机）；缺点是拆拔极度不方便，不支持笔记本电脑，传输速度也比较慢。 2、USB接口是目前的主流，优点是方便快速稳定，支持所有型号的电脑；缺点是带IC...
答：圆波导特点：圆波导具有损耗较小和双极化的特性，常用于天线馈线中，也可作较远距离的传输线，并广泛用作微波谐振腔。圆波导的分析方法与矩形波导相似，求解纵向场分量Ez（Hz）的波动方程，求出纵向场的通解，并根据边界条件求出它的特解，利用横向场与纵向场的关系式，求得所有场分量的表达式；最后...
答：DVI线有双通道和单通道的。不知道你用的是那种，看DVI线接口，双通道针脚是满的，单通道针脚是只有一半的
答：你那根5米长的VGA线电阻太大，导致信号严重衰减，电视认不出。另外VGA线别太长，因为传输的是模拟信号，线越长信号损失越大。建议你换条好点的线，要两端都带磁屏蔽环的，最好是品牌线 AWG是线径的美式标准，常见的AWG标准如下，越粗电阻越低：AWG 直径（英寸） 直径（毫米） 面积（密...
答：2.1.7 按照分区分级的原则,信号传输线的防雷保安器应集中设置在分线盘处。新建或大修车站(场)应采用防雷型分线柜;既有车站应在分线盘处设防雷保安器,并尽可能采用防雷型分线柜。 2.1.8 被保护设备本身已加装防雷保安器,且其抗扰度已达到TB/T 3074-2003第九章规定的试验等级为4级或X级的,可不设置防雷保安...
