為了弄清楚信號在傳輸線(xiàn)的傳播速度,有必要再次仔細地考察一下信號在傳輸線(xiàn)的傳播過(guò)程。 前面介紹了傳輸線(xiàn)擁有兩條路徑:信號路徑和電流返回路徑。當信號源接入后,信號開(kāi)始在傳輸線(xiàn)上傳播,兩條路徑問(wèn)就產(chǎn)生了電壓,而這個(gè)電壓差又使兩導線(xiàn)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(xiàn)周?chē)慕橘|(zhì)材料中傳播。 由此看來(lái),電磁場(chǎng)的形成快慢,以及由周?chē)慕橘|(zhì)材料特性共同決定信號的傳播速度。一般存在一種誤區,簡(jiǎn)單地認為信號的傳播就是電流的傳播,導線(xiàn)中電流是因電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生的,那么電子移動(dòng)的速度就是信號的傳播速度,這是錯誤的觀(guān)點(diǎn),因為這里信號是電磁場(chǎng),而非電流。也可以說(shuō)成信號是以電磁波的形式在周?chē)橘|(zhì)中傳播。 通過(guò)上面的分析知道了信號即是電場(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;εr為材料的相對介電常數;為自由空間的導磁率;υr為材料的相對導磁率。常數項用數據代入后得 ![]() 式中,c=2.99×10(8)m/s就是常見(jiàn)的光在自由空間中傳播的速度。 實(shí)際當中,幾乎所有材料的相對磁導率都為l,所以可以把式(3-23)中磁導率υr這一項忽略。除了空氣,其他材料的介電常數都是大于1,所以傳輸線(xiàn)中的光速總是小于2.99×10(8)m/s: ![]() |