Länge der Übertragungsleitung und charakteristische Impedanz

Nur eine einfache Frage zur Klarstellung: Beeinflusst die physikalische Länge der Übertragungsleitung ihre Impedanz?

Wir alle verstehen, dass die Höhe des Dielektrikums (Abstand zwischen Leitung und Erde) die Kapazität der Übertragungsleitung und die Breite der Leitung ihre Induktivität beeinflusst. Aber warum ist es dann so wichtig, die Länge von Übertragungsleitungen (z. B. Microstriplines) auf ein Vielfaches von Lambda/4 oder eine andere spezifische Zahl zu belassen, wenn Zuleitungen für Antennen entworfen werden?

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Die Höhe einer Leitung (Dicke des Dielektrikums) beeinflusst sowohl ihre Kapazität als auch ihre Induktivität. Die Breite einer Leitung beeinflusst sowohl ihre Kapazität als auch ihre Induktivität. Die Länge einer Leitung beeinflusst nur ihre Verzögerung und ihre Dämpfung.

Wenn ein Sender und eine Antenne die gleiche Impedanz haben und durch eine Leitung dieser Impedanz verbunden sind, dann ist die Länge der sie verbindenden Leitung irrelevant (mit Ausnahme von ohmschen Verlusten, die eine Dämpfung verursachen).

Oft ist der Sender jedoch aus irgendeinem Grund, Leistung oder Effizienz, nicht angepasst, und die Antenne ist möglicherweise nicht angepasst, möglicherweise aus Platzgründen, und die Leitung zwischen ihnen wird zum Anpassen verwendet. In diesem Fall kann der maximale Anpassungseffekt mit a erzielt werden λ / 4 oder ungerade Vielfache dieser Längenlinie. Mit einem λ / 2 Linie oder Vielfache, wird unabhängig von der Linienimpedanz keine passende Impedanztransformation erreicht.

Aus dieser Antwort entnehme ich also, dass es möglicherweise wichtiger ist, die Länge der Speiseleitung so kurz wie möglich zu halten, als sie einem ungeradzahligen Vielfachen von Lambda / 4 zu entsprechen, da Quelle und Last einwandfrei an die Speiseleitung angepasst sind .
@Curfue Nichts ist jemals perfekt aufeinander abgestimmt. Um versehentliche Nichtübereinstimmungen zu minimieren, halten Sie die Linie so kurz wie möglich (<< λ / 4 ) oder ein Vielfaches von λ / 2 . Ungerade Vielfache von λ / 4 wird alle unbeabsichtigten Fehlanpassungen verschlimmern. In der Praxis muss eine Fehlanpassung ziemlich schwerwiegend sein, bevor sie den Übertragungsverlust erheblich beeinflusst, und normalerweise ist jede Leitungslänge in Ordnung, wenn alles angepasst werden soll. Die Dämpfung in einer langen Linie mildert die verschärfende Wirkung von λ / 4 .

Wenn Sie über den Wellenwiderstand einer Übertragungsleitung sprechen , Z0, dann nein, die Länge hat keinen Einfluss auf die Menge. Alle Größen sind unabhängig von der Länge der Übertragungsleitung:

  • Z0 = sqrt((R+j ω L)/(G+j ω C))

Wo:

  • R ist der Widerstand pro Längeneinheit
  • L ist die Induktivität pro Längeneinheit
  • G ist die Leitfähigkeit pro Längeneinheit
  • C ist die Kapazität pro Längeneinheit
  • j ist die imaginäre Einheit
  • ω ist die Winkelfrequenz

Der Grund dafür, dass die Übertragungsleitung auf 1/4 λ der höchsten das System beeinflussenden Frequenz begrenzt ist, liegt in einem Resonanzeffekt, wenn eine stehende Welle auftritt (Reflexion von nicht angepassten Impedanzen). Die Quellenimpedanz ist umgekehrt proportional zur Lastimpedanz bei 1/4 λ, was bedeutet, dass sich an der Quelle ein Spannungs- oder Stromknoten (Null) und am Lastende ein Schwingungsbauch (Maximum) bildet. Die Phasendifferenz zwischen Spannungs- und Stromwellen wirkt sich darauf aus, wo diese Knoten/Knoten-Paare entlang der Übertragungsleitung auftreten.

Ich verwende diese Links als Referenz: http://www.ittc.ku.edu/~jstiles/723/handouts/Transmission_Line_Input_Impedance.pdf

https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-14/standing-waves-and-resonance/

Länge der Übertragungsleitung und charakteristische Impedanz
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