同轴线电磁场仿真及阻抗计算

简介：
本研究聚焦于同轴线中的电磁场特性分析与仿真技术，并探讨精确计算其传输性能的关键参数——阻抗的方法。 电磁场与电磁波相关实验中，同轴电缆是最常见的传输线结构之一。它由中心的圆导体、环绕其外的环形电介质以及外部屏蔽层组成。通过仿真分析来计算同轴电缆内部的电场和磁场分布，并利用这些数据推算出特性阻抗，然后将结果与已知解析式进行比较。 具体步骤如下： 1. 通过对同轴线横截面的电场强度和磁场强度进行仿真分析，观察其实际分布情况并与理论预测做对比。 2. 利用电场在半径方向上的积分计算出内外导体之间的电压差，并通过环路积分确定内导体中的电流。接着利用这些数据来模拟同轴线的阻抗值，并与理论计算结果进行比较。 3. 分析不同参数（如外导体直径、内导体直径及填充介质介电常数）对电磁场分布和特性阻抗的影响，通过仿真观察其变化规律。 4. 根据相关资料了解通信设备中常用的同轴线的特征阻抗值及其使用的材料类型。当给定外导体半径为4.13毫米时，设计并模拟出具有50欧姆及75欧姆特性阻抗的不同结构和介质参数的同轴电缆，并通过电磁场数据计算其实际阻抗值（而非直接使用理论公式）。