等效電路法研究漏泄同軸電纜傳輸和耦合特性

婁雨松

吉林省長春市長春急救中心 吉林 長春 130000

漏泄同軸電纜線路組件有時也被部分研究人員稱作漏纜，或者是連續(xù)天線，是一種借由在漏泄同軸電纜線路組件外部導體結構上開設的槽孔結構向外部空間輻射電磁波，繼而與外部性信號接收技術裝置開展無線通信技術過程的導波技術裝置。從技術使用功能角度展開闡釋分析，漏泄同軸電纜線路組件同時具備對電磁波信號的接收與發(fā)射功能，以及傳輸處理功能，其在現(xiàn)代無線通信技術領域長期發(fā)揮著極其重要且不容忽視的技術作用。有鑒于上述研究背景，本文將會圍繞等效電路法研究漏泄同軸電纜傳輸和耦合特性論題，展開簡要闡釋。

一、漏泄同軸電纜線路概述

（一）漏泄同軸電纜線路組件的基本結構

圖1 漏泄同軸電纜線路組件的基本結構示意圖

圖1 為漏泄同軸電纜線路組件的基本結構示意圖，遵照圖1中呈現(xiàn)的信息，漏泄同軸電纜線路組件的基本結構由五個部分共同組成，其中1表示外護套結構，2表示縫隙結構，3表示外導體結構，4表示傳輸介質結構，5表示內導體結構。

（二）漏泄同軸電纜線路組件的傳輸特性參數(shù)

1、特性阻抗參數(shù)Z0

在漏泄同軸電纜傳輸線路組件之上，通常將行波電壓參數(shù)與行波電流參數(shù)的數(shù)學比值定義為漏泄同軸電纜傳輸線路組件的特性阻抗（characteristic impedance，CP），并用符號Z0加以表示。對于漏泄同軸電纜傳輸線路組件而言，其特性阻抗的計算公式為：

在公式（1）中，b表示線路組件外導體結構部分的內半徑參數(shù)，a表示線路組件內導體結構部分的半徑參數(shù)，表示相對介電常數(shù)。

2、傳播常數(shù)γ

從實際具備的基本性技術作用角度展開闡釋分析，傳播常數(shù)γ（propagation constant，PC）主要用于刻畫描述沿著導行系統(tǒng)的空間分布方向完成傳播技術過程的導行波信號所發(fā)生的強度衰竭現(xiàn)象與相位變化現(xiàn)象。其基礎表達式為：

在公式（2）中，α表示衰減常數(shù)，其基本單位為Np/m或者是dB/m（1Np=8.6860dB）；β表示相位常數(shù)，其單位為rad/m。

二、漏泄同軸電纜傳輸與耦合特性的等效電路研究思路

（一）等效分析過程的基本思路

本文以具備垂直開槽特點的縫隙結構為例展開分析，其外導體結構部分的外半徑參數(shù)為4.625mm、外導體結構部分的內半徑參數(shù)為3.625mm、內導體結構部分的半徑參數(shù)為0.830mm、縫隙長度參數(shù)為6.00mm、縫隙寬度參數(shù)為12.00mm、縫隙間距參數(shù)為200.00mm，HFSS仿真頻率參數(shù)的設置數(shù)值介于27.00-33.00MHz之間。由于縫隙結構實際具備的間距遠遠小于波長參數(shù)，因此可以將本次研究過程中選擇運用的電纜線路技術組件界定為耦合型漏泄同軸電纜線路組件。

源于漏泄同軸電纜線路技術組件在設計過程中形成的結構開槽具備周期性特點，因此對于連續(xù)開槽多縫隙漏泄同軸電纜線路技術組件的研究分析工作，可以借由對單個縫隙結構的研究分析工作作為基本出發(fā)點，在找尋到對應開槽結構的等效電路技術分析模型條件下，進而運用級聯(lián)分析思路揭示多縫隙級聯(lián)技術條件下整個漏泄同軸電纜線路技術組件在結構層面所具備的各項技術特性。

對于每個獨立設置的縫隙單元而言，其中央位置通常都會設計和包含一個縫隙結構，其漏纜單元的技術周期為2.00l，其中外導體結構部分的外半徑為c，外導體結構部分的內半徑為b，內導體結構部分的半徑為a，介質的相對介電常數(shù)為，W表示縫隙結構的寬度。而單根漏泄同軸電纜線路技術組件單個縫隙單元的結構模型如圖2所示。

圖2 單根漏泄同軸電纜線路技術組件單個縫隙單元的結構模型

（二）等效分析模型

在二端口網絡技術形態(tài)之中，選擇運用三維高頻電磁場仿真技術工具HFSS針對具體化的縫隙結構單元實施仿真技術處理過程。本文在這里以工作頻率參數(shù)為30.00MHz作為分析對象，借由實施去嵌入技術操作行為，確保實際計算操作過程中獲取的參數(shù)矩陣，能夠全面真實且準確地描述揭示縫隙結構本身具備的各項技術特性。在這一真實化的技術分析情形條件之下，縫隙單元對應的等效分析電路模型如圖3所示：

圖3 單一縫隙單元對應的等效分析電路模型圖示

對于本章（一）節(jié)中提及的幾何結構而言，其在仿真技術處理環(huán)節(jié)基礎之上獲取的導納矩陣YS為：

在仿真提取處理相應縫隙過程中運用的的等效電路為：

圖4：單根漏泄同軸電纜線路技術組件的等效電路示意圖

借由對基爾霍夫定律的運用，可以具體列出有關圖4中的等效電路結構在時諧變化條件下的電壓參數(shù)與電流參數(shù)動態(tài)變化方程，繼而在規(guī)范化數(shù)學運算處理基礎之上，具體獲取有關縫隙結構的導納矩陣YT。其中：

借由對微波網絡技術相關知識的運用，可以具體計算求解獲得縫隙結構等效電路模型對應的ABCD矩陣：

結束語：

圍繞等效電路法研究漏泄同軸電纜傳輸和耦合特性論題，本文擇取漏泄同軸電纜線路概述，以及漏泄同軸電纜傳輸與耦合特性的等效電路研究思路，兩個具體方面展開了簡要的闡釋分析，旨在為相關領域研究人員，以及技術人員提供經驗參考。運用等效電路模型針對漏泄同軸電纜組件的傳輸與耦合特性展開研究分析，對于充分發(fā)揮漏泄同軸電纜組件的最優(yōu)化技術應用功能具備重要意義。