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关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
自动化工程学院闵亚军 201421070142
摘要：特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输 时所遇到的阻抗，特性阻抗是射频同轴电缆传输的重要参数之一。本文主要介绍
几种同轴电
关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
自动化工程学院闵亚军 201421070142
摘要：特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输 时所遇到的阻抗，特性阻抗是射频同轴电缆传输的重要参数之一。本文主要介绍
几种同轴电缆特性阻抗的常用测试方法，包括TDR（时域测试法卜史密斯图法、谐振
频率法，并简单介绍其基于的原理。
关键字：同轴电缆 特性电阻 时域测试法 史密斯图法
引言
特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输
时所遇到的阻抗，它是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性， 正常 的物理运行依靠整个系统电缆与连接器具有恒定的特性阻抗。传输线匹配的条件 就是线路终端的负载的阻抗正好等于该传输线的特性阻抗，此时没有能量的反 射，因而有最高的传输效率，相反，传输效率会受到影响，所以特性阻抗值是整 个传输回路中非常重要的一个参数。接下来将简单介绍下测试这一参数的各种方 法及其所基于的原理。
一、特性阻抗
同轴电缆的特性阻抗定义为：入射电压跟入射电流的比值或者反射电压跟反 射电流的比值，所以也称作波阻抗。通过传输线理论的推导，我们可以很容易
Zc
地得到特性阻抗的公式：
〔1〕
输人阻抗定义为从电缆的某一个方向看进去，其电压和电流的比值0
局部特性阻抗：电缆沿线长度方向上各点的特性阻抗。
平均特性阻抗：为特性阻抗在高频时的渐进值。平均特性阻抗是沿线的所有 局部特性阻抗的算术平均值。
、常用测试方法
时域测试法
TDR（time domain reflection ,时域测试法）是一种通用的时域测试技术， 广泛应用于PCB电缆、连接器等测试领域。这种技术可以测出传输线的特性阻 抗，并显示出每个阻抗不连续点的位置和特性（阻抗、感抗和容抗）。相对于其他 技术，TDRtt够给出更多的关于系统宽带相应的信息。
TDR基于一个简单的概念：当能量沿着媒介传播时，遇到阻抗变化，就会有 一部分能量反射回来。根据传输线理论，传输线上任意一点的电压和电流之比得 出该点的阻抗，它和该点的反射系数有如下理论上的数学关系（反射系数定义为
反射波电压与入射波电压之比）。
Vreflected
Z Zo
Rho
式中：Z为待测阻抗值， ；
心为参考阻抗， ；
为反射系数；
反射系数 可通过网络分析仪的S参数&1或S22获得。此时，电缆（输入端） 作为网络分析仪测试端的终端负载， 并将对网络分析仪测试端产生反射，经校准 的网络分析仪反射测试端为标准的系统标称阻抗 （即标准50或75 ）。系统阻 抗Zo （50 或75 ）与特性阻抗的关系式为：
Vincident
Z Zo
〔2〕
Zo
〔3〕
史密斯图法
史密斯圆图是反射系数（伽马，以符号 表示）的极座标图。反射系数也司以 从数学上定义为单端口散射参数，即 61。负载反射信号的强度取决于信号源阻 抗与负载阻抗的失配程度。由于阻抗是复数，反射系数也是复数，反射系数的表 达式定义