一文详解等效电路模型

01等效模型的引入

基尔霍夫电压和电流定律不能应用在较长的导线上。然而，可采用巧妙的方法解决这个问题，即将传输线分割为较短的线段（极限情况下无穷小）。这些线段包含传输线的所有特性，比如损耗、电感和电容特性。将导线分割为无限小的线段优点为引入分布参数的概念，可以在微观尺度上进行基尔霍夫定律分析。

02双传输线的等效电路模型

假设注意力集中在位于z和z+△z之间的一小段上，注意到每段导体是用电阻和电感的串联来描述的。由导线1和导线2引起的电荷分离导致的电容效应。考虑到所有的介质都有损耗，还必须引入电导G（参考下面的示意图）。

03同轴线的等效电路模型

同轴线可以视为采用集中参数表示的双导体系统。其等效电路可以采用下面的模型进行等效。

04等效电路的优缺点

优点可以表示如下：

可以表示一个直观的物理现象；

可以用以标准的双端口模型；

可以采用基尔霍夫电压和电流定律进行分析；

可以提供微观到宏观的基础过度。

缺点可以表示如下：

实际上是个一维分析方法，没有考虑场在垂直于传播方向的平板上的边缘效应，所以不能预测与其他电路元件的互相干扰；

由于磁滞效应引起的与材料相关的非线性被忽略了；

不适合直接进行时域分析。

05高频传输线的电压和电流关系

高频时，传输线的等效电路模型如下：

以下的内容引用《射频与微波电子学》里面的推广过程，大家可以看看。

 

　　审核编辑：汤梓红