如何理解「由於微波頻率下,電壓和電流缺乏明確的定義,不能直接測量」這句話?

對於微波傳輸線,可以利用傳輸線上任一點的電壓和電流之比求出該點的輸入阻抗。而且,在任何一確定的位置,輸入阻抗應該是一個定值。

但是難道不能用交流表測出該點的有效電壓和有效電流,然後求出分布阻抗嗎?

對於這個問題一直很迷茫,希望有前輩能夠幫忙解答一下。


微波領域中,電壓和電流是可以定義的,但是這個定義僅針對於某個具體的模式。例如,在TEM/准TEM的場或傳輸線中,電壓和電流同樣可以定義和使用。很多情況下,微波系統存在高次摸,具有很多的模式,這個時候就不能使用電壓和電流的定義,其原因為:不同的模式,其電流和電壓的定義不同。因此,才有這句話「由於微波頻率下,電壓和電流缺乏明確的定義,不能直接測量「。

在《微波工程》Pozar 版的微波網路這一章已經解釋得很透徹。


電場強度和磁場強度是微波領域非常重要的兩個概念。電壓在描述靜電場的時候特別形象方便,但電壓終究只是電場強度的一種體現,在描述高頻電磁場時還用電壓就顯得多此一舉。麥克斯韋方程組囊括了電磁場的基本原理,而麥克斯韋方程組描述的是電場和磁場,並無電壓。

微波傳輸線的作用是傳輸微波信號或者說是微波能量,它與低頻電路的一個區別是,不管是同軸線、波導還是微帶線,「線」的作用是不完全約束地引導微波能量,微波在空間中分布,並具有趨膚效應等特點。

在微波工程中,我們更關心的是傳輸線的連接處的阻抗匹配,反射係數,衰減係數,功率等等參數。微波測量中,可以用定向耦合器來提取出微波信號來測量,還可以將信號輸入到矢量網路分析儀進行測量。而測試電壓電流這種操作,在低頻電路中常見,微波電路中一般不這樣做。


電流電壓是針對特定傳輸模式來說的,對於TEM波來說一般定義沒問題,但對於某些模式來說,例如磁場的積分等於0,這種定義就有問題


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