為了弄清楚信號(hào)在傳輸線的傳播速度,有必要再次仔細(xì)地考察一下信號(hào)在傳輸線的傳播過程。 前面介紹了傳輸線擁有兩條路徑:信號(hào)路徑和電流返回路徑。當(dāng)信號(hào)源接入后,信號(hào)開始在傳輸線上傳播,兩條路徑問就產(chǎn)生了電壓,而這個(gè)電壓差又使兩導(dǎo)線之間產(chǎn)生電場(chǎng),繼而激發(fā)出磁場(chǎng)。突變的電壓產(chǎn)生突變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互鉸鏈在一起,以變化電磁場(chǎng)的速度(即光速)在傳輸線周圍的介質(zhì)材料中傳播。 由此看來(lái),電磁場(chǎng)的形成快慢,以及由周圍的介質(zhì)材料特性共同決定信號(hào)的傳播速度。一般存在一種誤區(qū),簡(jiǎn)單地認(rèn)為信號(hào)的傳播就是電流的傳播,導(dǎo)線中電流是因電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生的,那么電子移動(dòng)的速度就是信號(hào)的傳播速度,這是錯(cuò)誤的觀點(diǎn),因?yàn)檫@里信號(hào)是電磁場(chǎng),而非電流。也可以說成信號(hào)是以電磁波的形式在周圍介質(zhì)中傳播。 通過上面的分析知道了信號(hào)即是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互鉸鏈,可以用麥克斯韋方程精確地描述其行為特征。電磁場(chǎng)的變化速度o由下式?jīng)Q定 ![]() 式中,為自由空間的介電常數(shù);εr為材料的相對(duì)介電常數(shù);為自由空間的導(dǎo)磁率;υr為材料的相對(duì)導(dǎo)磁率。常數(shù)項(xiàng)用數(shù)據(jù)代入后得 ![]() 式中,c=2.99×10(8)m/s就是常見的光在自由空間中傳播的速度。 實(shí)際當(dāng)中,幾乎所有材料的相對(duì)磁導(dǎo)率都為l,所以可以把式(3-23)中磁導(dǎo)率υr這一項(xiàng)忽略。除了空氣,其他材料的介電常數(shù)都是大于1,所以傳輸線中的光速總是小于2.99×10(8)m/s: ![]() |