王福谦

(长治学院 电子信息与物理系，山西 长治046011)

0 引言

圆同轴传输线因受力或工艺等原因，其内圆柱体的中心偏离外圆筒的轴线，传输线出现偏轴现象，成为偏轴传输线。偏轴会对同轴线的传输性能产生影响，使其不能正常工作。本文将理论分析与计算机数值模拟及场结构仿真相结合，研究偏轴对同轴线的击穿电压、特性阻抗和功率容量的影响，并给出控制偏轴距的理论数据。

1 偏轴对同轴线耐压能力的影响

偏轴传输线的内、外两导体部分可看作半径为R1的空心圆柱套着半径为R2的圆柱，两圆柱轴线平行且相距为d(d即偏轴距，d＜R1－R2)，设其间为真空，其横截面如图1所示，o1和o2分别为内、外圆柱截面圆的圆心。通过分式线性变换，可将偏轴传输线的横截面，由z平面上的偏心圆C1、C2映射为w平面上半径分别为R1'和R2'的两同心圆C1'、C2'(见图2)，从而利用同轴线的场分布，通过变换函数和电、磁场关系，得到该偏轴传输线内TEM波的分布为［1］:

式(1)、式(2)为偏轴传输线TEM波的电场和磁场分布表达式。式中:V0为偏轴传输线内、外导体之间的电压;x、y为偏轴传输线内场点的横、纵坐标;TEM波的波阻抗，对于真空，其波阻抗为和ε0、μ0分别为介质和真空介电常数和磁导率);β为相移常数;ex和ey分别为偏轴传输线横截面上横轴和纵轴方向的单位矢;x1、x2及R'1、R'2的数值分别由以下三式给出:

图1 偏轴传输线的横截面

图2 变换后的同轴线的横截面

图3 和图4为利用数学软件MATLAB所绘制出的偏轴和同轴传输线横截面上电场线与等势线的分布图(对应于静电场情形)。……