[科普]来射频微波世界一游:①啥是驻波?

射频美学 2023-06-06 06:02

关注  ▲射频美学 ▲   , 一起学习成长


这是射频美学的第1284期分享。

来源  | 转载;

微圈  | 进微信群,加微信:  RFtogether521 

备注   昵称+地域+产品及岗位方向 (如大魔王+上海+芯片射频工程师);

宗旨  | 看到的未必是你的,掌握底层逻辑才是。


序言:站在宇宙的角度看,人是渺小的。站在频域的角度上看,可见光的频带是极窄的。在可见光的频带下游,有个人眼无法察觉的微波世界,它真实存在又至关重要。看不见的它似乎难以捉摸,可要是我们能看见呢?建此专栏带同学们一览这魔法世界的神奇。


类比、演示和“所有都被一笔带过”的公式


类比:让我们先回到高中的物理课上,物理老师出了一道实践题:

      你有以下物件,请点亮灯泡:①电池*1 ②导线*2 ③灯泡*1

      实操:

      我们拿导线1连上电池的正极和灯泡的正,然后再拿导线2连上电池的负极和灯泡的负,当导线2刚和灯泡有效接触的瞬间:

      只听一声啪!很快啊,灯泡瞬间就亮了。如果忽略灯泡发亮的过程、灯光传输到眼睛和眼睛反应的时间,那么这个时隙就是电传播所需时间,接近光速。 

      那么对应地来到RF领域(名词解释):

      灯泡→负载:用来消耗传输线从源处传输过来的能量

      电池→信号源:由晶振加电发生,再经变频和放大到需要的功率。一般直

                            接看最后一级功放的输出功率是多少dBm

      导线1→信号线:大部分情况下认为只有它是带电的。

      导线2→返回路径:大部分情况下认为它不带电,作为信号线上电平的参                                     考地,必须与信号线构成回路,负载才能工作

    简而言之:

    负载两侧的电压差驱动其运行,持续的电压差需负载和源形成回路

         

     演示:那我们把频率f升高看看会如何呢?有个很明显的特征是,导体上的电压不再是低频和直流状态下的处处相等,反而是出现时而正时而负的正弦特性,这就是长线效应:


                     当导体长度=20mm,频率1MHz时,轴向几乎处处相等的电场(短线)


        当导体长度=20mm,频率100GHz时,电场在轴向成正弦分布,像一串行走的糖葫芦(长线)

此时再来看传输线,不能再之前那么理想了。我们截取一段长度▲z长度的传输线来分析这均匀的分布参数,有导体自身的自感L0,有导体电阻R0,信号线和回路间的物理结构是导体+介质+导体,天然就是个电容C0,导体之间虽有绝缘介质却也不是1个电子都不能通过,故有电导G0,那么传输线模型就建好了。

      让我们跳过基尔霍夫原理方程-跳过电报方程-跳过推导直接得到这个至关重要的公式,并记住一个结论:

       传输线的特征阻抗等于单位电感除以单位电容再开根号。传输线的特征阻抗和源的内阻及负载的阻抗相同时称为匹配,能量可以完美的传输,其它情况统称不匹配,能量会以各种形式反射回去。

       驻波:当反射足够强到全反射时,会在电缆的轴向上看到有些地方的电场永远为零,有些地方永远是最强场强处,电磁波不走了,仿佛停滞在这里。

       接下来让我们来看看这些传输线的状态:

传输线模型:源及传输线均为50欧姆,端口处为源是信号进入点,中间                        铜色柱为内导体+电阻模型,外导体未显示出来,默认淡蓝
                      色空气外均为理想导体,通过对电阻赋不同的值来演示

    电阻=50Ω,LOAD行波状态:电磁波从源产生,像行走一样到负载处被完全吸收


   电阻=0Ω,SHORT驻波状电磁波从源产生,0电阻强行把此处电压拉到0,故从电阻处存在波节点

          电阻=100kΩ,近OPEN驻波状电磁波从源产生,大电阻几乎开路,此处存在波腹点

电压驻波比:大多数时候传输线状态介于行波和驻波之间,总会有点反射,此时还会有也许无法观察到的驻波,我们把驻波波腹电压与波节电压幅度之比叫做电压驻波比。



补充解释:

        电流传输速度非电子移动速度,可理解为推动一排电子沿着传输线产生电压的速度            真负载:RF领域的真负载指天线,之所以把信号调制到高频只是为了 发射,

                    理想中的天线应该把接收的能量完全辐射到指定范围

        假负载:指只是用来吸收RF能量而无实际作用,RF能量进入假负载后

                     能量大多转换为热

       平衡与不平衡:大部分情况我们认为地上不带电,其实质是由于信号线与返回路                                    径的结构导致,当交变的电磁场未能整体激起地上的电压波动时,

                               我们认为它不带电。不平衡模式多出现在同轴线、微带线等地相对                                   信号线非常大的情况,平衡模式常出现在巴伦、双线系统这种信号

                               线和返回路径尺寸相比拟时。带地的差分传输系统另谈。

     



——END——




声明:  欢迎转发本号原创内容,转载和摘编需经本号授权并标注原作者和信息来源为射频美学。  本公众号目前传播内容为本公众号原创、网络转载、其他公众号转载、累积文章等,相关内容仅供参考及学习交流使用。由于部分文字、图片等来源于互联网,无法核实真实出处,如涉及相关争议,请跟我们联系,我们致力于保护作者知识产权或作品版权,本公众号所载内容的知识产权或作品版权归原作者所

更多好文请关注公众号
↓↓

射频美学 中国射频产业入口,从沙子到产品的整个过程。 1、专注射频生态美学,包括但不限于芯片、通信、终端等; 2、射频行业、科技产品、新技术、个人成长等相关信息; 3、射频培训等。 射频小助理---射频心理咨询师。
评论
  • Matter协议是一个由Amazon Alexa、Apple HomeKit、Google Home和Samsung SmartThings等全球科技巨头与CSA联盟共同制定的开放性标准,它就像一份“共生契约”,能让原本相互独立的家居生态在应用层上握手共存,同时它并非另起炉灶,而是以IP(互联网协议)为基础框架,将不同通信协议下的家居设备统一到同一套“语义规则”之下。作为应用层上的互通标准,Matter协议正在重新定义智能家居行业的运行逻辑,它不仅能向下屏蔽家居设备制造商的生态和系统,让设备、平
    华普微HOPERF 2025-05-08 11:40 103浏览
  • ‌一、高斯计的正确选择‌1、‌明确测量需求‌‌磁场类型‌:区分直流或交流磁场,选择对应仪器(如交流高斯计需支持交变磁场测量)。‌量程范围‌:根据被测磁场强度选择覆盖范围,例如地球磁场(0.3–0.5 G)或工业磁体(数百至数千高斯)。‌精度与分辨率‌:高精度场景(如科研)需选择误差低于1%的仪器,分辨率需匹配微小磁场变化检测需求。2、‌仪器类型选择‌‌手持式‌:便携性强,适合现场快速检测;‌台式‌:精度更高,适用于实验室或工业环境。‌探头类型‌:‌横向/轴向探头‌:根据磁场方向选择,轴向探头适合
    锦正茂科技 2025-05-06 11:36 398浏览
  • 文/郭楚妤编辑/cc孙聪颖‍相较于一众措辞谨慎、毫无掌舵者个人风格的上市公司财报,利亚德的财报显得尤为另类。利亚德光电集团成立于1995年,是一家以LED显示、液晶显示产品设计、生产、销售及服务为主业的高新技术企业。自2016年年报起,无论业绩优劣,董事长李军每年都会在财报末尾附上一首七言打油诗,抒发其对公司当年业绩的感悟。从“三年翻番顺大势”“智能显示我第一”“披荆斩棘幸从容”等词句中,不难窥见李军的雄心壮志。2012年,利亚德(300296.SZ)在深交所创业板上市。成立以来,该公司在细分领
    华尔街科技眼 2025-05-07 19:25 188浏览
  • 5小时自学修好BIOS卡住问题  更换硬盘故障现象:f2、f12均失效,只有ESC和开关机键可用。错误页面:经过AI的故障截图询问,确定是机体内灰尘太多,和硬盘损坏造成,开机卡在BIOS。经过亲手拆螺丝和壳体、排线,跟换了新的2.5寸硬盘,故障排除。理论依据:以下是针对“5小时自学修好BIOS卡住问题+更换硬盘”的综合性解决方案,结合硬件操作和BIOS设置调整,分步骤说明:一、判断BIOS卡住的原因1. 初步排查     拔掉多余硬件:断开所有外接设备(如
    丙丁先生 2025-05-04 09:14 119浏览
  • 你是不是也有在公共场合被偷看手机或笔电的经验呢?科技时代下,不少现代人的各式机密数据都在手机、平板或是笔电等可携式的3C产品上处理,若是经常性地需要在公共场合使用,不管是工作上的机密文件,或是重要的个人信息等,民众都有防窃防盗意识,为了避免他人窥探内容,都会选择使用「防窥保护贴片」,以防止数据外泄。现今市面上「防窥保护贴」、「防窥片」、「屏幕防窥膜」等产品就是这种目的下产物 (以下简称防窥片)!防窥片功能与常见问题解析首先,防窥片最主要的功能就是用来防止他人窥视屏幕上的隐私信息,它是利用百叶窗的
    百佳泰测试实验室 2025-04-30 13:28 643浏览
  • 后摄像头是长这个样子,如下图。5孔(D-,D+,5V,12V,GND),说的是连接线的个数,如下图。4LED,+12V驱动4颗LED灯珠,给摄像头补光用的,如下图。打开后盖,发现里面有透明白胶(防水)和白色硬胶(固定),用合适的工具,清理其中的胶状物。BOT层,AN3860,Panasonic Semiconductor (松下电器)制造的,Cylinder Motor Driver IC for Video Camera,如下图。TOP层,感光芯片和广角聚焦镜头组合,如下图。感光芯片,看着是玻
    liweicheng 2025-05-07 23:55 115浏览
  • 多功能电锅长什么样子,主视图如下图所示。侧视图如下图所示。型号JZ-18A,额定功率600W,额定电压220V,产自潮州市潮安区彩塘镇精致电子配件厂,铭牌如下图所示。有两颗螺丝固定底盖,找到合适的工具,拆开底盖如下图所示。可见和大部分市场的加热锅一样的工作原理,手绘原理图,根据原理图进一步理解和分析。F1为保险,250V/10A,185℃,CPGXLD 250V10A TF185℃ RY 是一款温度保险丝,额定电压是250V,额定电流是10A,动作温度是185℃。CPGXLD是温度保险丝电器元件
    liweicheng 2025-05-05 18:36 284浏览
  • UNISOC Miracle Gaming奇迹手游引擎亮点:• 高帧稳帧:支持《王者荣耀》等主流手游90帧高画质模式,连续丢帧率最高降低85%;• 丝滑操控:游戏冷启动速度提升50%,《和平精英》开镜开枪操作延迟降低80%;• 极速网络:专属游戏网络引擎,使《王者荣耀》平均延迟降低80%;• 智感语音:与腾讯GVoice联合,弱网环境仍能保持清晰通话;• 超高画质:游戏画质增强、超级HDR画质、游戏超分技术,优化游戏视效。全球手游市场规模日益壮大,游戏玩家对极致体验的追求愈发苛刻。紫光展锐全新U
    紫光展锐 2025-05-07 17:07 204浏览
  • 这款无线入耳式蓝牙耳机是长这个样子的,如下图。侧面特写,如下图。充电接口来个特写,用的是卡座卡在PCB板子上的,上下夹紧PCB的正负极,如下图。撬开耳机喇叭盖子,如下图。精致的喇叭(HY),如下图。喇叭是由电学产生声学的,具体结构如下图。电池包(AFS 451012  21 12),用黄色耐高温胶带进行包裹(安规需求),加强隔离绝缘的,如下图。451012是电池包的型号,聚合物锂电池+3.7V 35mAh,详细如下图。电路板是怎么拿出来的呢,剪断喇叭和电池包的连接线,底部抽出PCB板子
    liweicheng 2025-05-06 22:58 372浏览
  • 随着智能驾驶时代到来,汽车正转变为移动计算平台。车载AI技术对存储器提出新挑战:既要高性能,又需低功耗和车规级可靠性。贞光科技代理的紫光国芯车规级LPDDR4存储器,以其卓越性能成为国产芯片产业链中的关键一环,为智能汽车提供坚实的"记忆力"支持。作为官方授权代理商,贞光科技通过专业技术团队和完善供应链,让这款国产存储器更好地服务国内汽车厂商。本文将探讨车载AI算力需求现状及贞光科技如何通过紫光国芯LPDDR4产品满足市场需求。 车载AI算力需求激增的背景与挑战智能驾驶推动算力需求爆发式
    贞光科技 2025-05-07 16:54 154浏览
  • 二位半 5线数码管的驱动方法这个2位半的7段数码管只用5个管脚驱动。如果用常规的7段+共阳/阴则需要用10个管脚。如果把每个段看成独立的灯。5个管脚来点亮,任选其中一个作为COM端时,另外4条线可以单独各控制一个灯。所以实际上最多能驱动5*4 = 20个段。但是这里会有一个小问题。如果想点亮B1,可以让第3条线(P3)置高,P4 置低,其它阳极连P3的灯对应阴极P2 P1都应置高,此时会发现C1也会点亮。实际操作时,可以把COM端线P3设置为PP输出,其它线为OD输出。就可以单独控制了。实际的驱
    southcreek 2025-05-07 15:06 245浏览
  • 某国产固态电解的2次和3次谐波失真相当好,值得一试。(仅供参考)现在国产固态电解的性能跟上来了,值得一试。当然不是随便搞低端的那种。电容器对音质的影响_电子基础-面包板社区  https://mbb.eet-china.com/forum/topic/150182_1_1.html (右键复制链接打开)电容器对音质的影响相当大。电容器在音频系统中的角色不可忽视,它们能够调整系统增益、提供合适的偏置、抑制电源噪声并隔离直流成分。然而,在便携式设备中,由于空间、成本的限
    bruce小肥羊 2025-05-04 18:14 245浏览
  • 2024年初,OpenAI公布的Sora AI视频生成模型,震撼了国产大模型行业。随后国产厂商集体发力视频大模型,快手发布视频生成大模型可灵,字节跳动发布豆包视频生成模型,正式打响了国内AI视频生成领域第一枪。众多企业匆忙入局,只为在这片新兴市场中抢占先机,却往往忽视了技术成熟度与应用规范的打磨。以社交平台上泛滥的 AI 伪造视频为例,全红婵家人被恶意仿冒博流量卖货,明星们也纷纷中招,刘晓庆、张馨予等均曾反馈有人在视频号上通过AI生成视频假冒她。这些伪造视频不仅严重侵犯他人权
    用户1742991715177 2025-05-05 23:08 92浏览
  • 想不到短短几年时间,华为就从“技术封锁”的持久战中突围,成功将“被卡脖子”困境扭转为科技主权的主动争夺战。众所周知,前几年技术霸权国家突然对华为发难,导致芯片供应链被强行掐断,海外市场阵地接连失守,恶意舆论如汹涌潮水,让其瞬间陷入了前所未有的困境。而最近财报显示,华为已经渡过危险期,甚至开始反击。2024年财报数据显示,华为实现全球销售收入8621亿元人民币,净利润626亿元人民币;经营活动现金流为884.17亿元,同比增长26.7%。对比来看,2024年营收同比增长22.42%,2023年为7
    用户1742991715177 2025-05-02 18:40 214浏览
  • 浪潮之上:智能时代的觉醒    近日参加了一场课题的答辩,这是医疗人工智能揭榜挂帅的国家项目的地区考场,参与者众多,围绕着医疗健康的主题,八仙过海各显神通,百花齐放。   中国大地正在发生着激动人心的场景:深圳前海深港人工智能算力中心高速运转的液冷服务器,武汉马路上自动驾驶出租车穿行的智慧道路,机器人参与北京的马拉松竞赛。从中央到地方,人工智能相关政策和消息如雨后春笋般不断出台,数字中国的建设图景正在智能浪潮中徐徐展开,战略布局如同围棋
    广州铁金刚 2025-04-30 15:24 388浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦