一種端接負載的同軸傳輸線特性阻抗時域測量方法

李俊峰， 楊貴鋒, 黃 輝

(1. 中國計量科學研究院，北京100029；2. 西北工業大學，陜西西安710129；3. 北京芯宸科技有限公司，北京100013)

1 引 言

傳輸線是微波電路與系統中最重要的基本元件之一，它是能夠導引電磁波沿一定方向傳輸的導體、介質或由它們組成的導波系統。同軸傳輸線屬于雙導體的傳輸元件，應用較為廣泛，特性阻抗是其重要參數之一[1]。在普通的無線電波段，均勻無耗傳輸線的特性阻抗主要由導體的尺寸和相對介電常數決定，與頻率無關。均勻同軸空氣介質傳輸線一般用作微波散射參數測量的絕對標準，其特性阻抗是矢量網絡分析儀(vector network analyzer，VNA)的阻抗參考標準[2～5]。實際的傳輸線，如同軸傳輸線介質層、印刷電路板走線線寬，不可能嚴格均勻，因而沿傳輸線各點阻抗是變化的，這種阻抗波動很小，也可用特性阻抗近似表示傳輸線的整體特性。同軸線的特性阻抗是傳輸線本身的重要參數之一，對電路與系統的傳輸質量至關重要。尤其是作為微波散射參數阻抗標準的同軸無支撐空氣介質傳輸線的特性阻抗，作為高速PCB走線阻抗標準的同軸阻抗棒的特性阻抗[6,7]，已成為同軸傳輸線阻抗測量的熱點和難點問題。

同軸傳輸線特性阻抗是通過測量傳輸線的分離的內/外導體的外/內直徑和介質介電常數后計算得到[8～12]，同軸傳輸線實物照片如圖1所示。但實際應用的傳輸線內外導體不可分離，不能直接測量幾何尺寸，只能通過電磁參數測量的方法來獲得特性阻抗值，一般50 Ω附近阻抗值基本都是用網絡分析儀直接測量反射系數得到?！?br>