对特性阻抗的深度解析

特性阻抗：又称“特征阻抗”，它不是直流电阻，属于长线传输中的概念。在高频范围内，信号传输过程中，信号沿到达的地方，信号线和参考平面（电源或地平面）间由于电场的建立，会产生一个瞬间电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就始终存在一个电流I，而如果信号的输出电平为V，在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，大小为V/I，把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z。信号在传输的过程中，如果传输路径上的特性阻抗发生变化，信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。影响特性阻抗的因素有：介电常数、介质厚度、线宽、铜箔厚度。

现象类比：运输线的糟糕路况（类似传输线里的特性阻抗）会影响运输车队的速度，路越窄，路的阻碍作用越大（特性阻抗大，通过的无线电波能量就小）；路越宽、路况越好，通过的车队速度越快（通过的无线电波能量越多）。假若一段路况特别好，另一段路况特别差，从路况好的路段进入差的路段，车队就需要放慢速度。这就说明两段路的路况不匹配（阻抗不匹配）。

特性阻抗是射频传输线影响无线电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性，等于各处的电压与电流的比值，用表示。在射频电路中，电阻、电容、电感都会阻碍交变电流的流动，合称阻抗。电阻是吸收电磁能量的，理想电容和电感不消耗电磁能量。阻抗合起来影响无线电波电压、电流的幅值和相位。同轴电缆的特性阻抗和导体内、外直径大小及导体间介质的介电常数有关，而与工作频率传输线所接的射频器件以及传输线长短无关。也就是说，射频传输线各处的电压和电流的比值是一定的，特征阻抗是不变的。

目前无线通信系统射频器件有两种特性阻抗，一种是50W，用于军用微波、GSM、WCDMA等系统；另一种是75W，用于有线电视系统，一般应用较少。

测量方法

测量特性阻抗时，可在电缆的另一端用特性阻抗的等值电阻终接，其测量结果会跟输入信号的频率有关。

测量单位

特性阻抗的测量单位为欧姆。在高频段频率不断提高时，特性阻抗会渐近于固定值。

例如同轴线将会是50或75欧姆；而双绞线(用于电话及网络通讯)将会是100欧姆(在高于1MHz时)。

粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可靠性高。由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。相反,细缆安装则比较简单,造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,所以当接头多时容易产生接触不良的隐患,这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。

国内标准

计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。（50欧）

RG-59 用于电视系统。（75欧）

RG-62 用于ARCnet网络和IBM3270网络。（93欧）

特性阻抗与材料相对介电常数绝缘内外径等因素有关。