1、多导体传输线分析：原理与应用

多导体传输线分析：原理与应用

1. 多导体传输线概述

多导体传输线（MTL）通常指一组 n + 1 条平行导体，用于在两点或多点（如源和负载）之间传输电信号。其主导传播模式是横向电磁（TEM）模式，即导体周围的电场和磁场仅存在于与线轴正交的横向平面内。这种结构能够引导频率从直流到线横截面尺寸成为波长显著部分的波。

1.1 应用场景

• 高压输电线路 ：用于传输 60Hz 正弦波形及相应功率，在故障或断路器开合时，线路上的波形会包含高频频谱成分。
• 现代电子系统电缆 ：如飞机、船舶和车辆中的电缆，用于传输功率和信号。由于大量导线紧密排列，导线周围的电磁场会相互作用，产生串扰，影响电路功能。
• 印刷电路板（PCB） ：由平面介电板和矩形横截面导体（焊盘）组成，用于互连数字和模拟设备。串扰、信号衰减、时间延迟等问题会影响高速数字电路的性能。

1.2 发展现状

随着数字技术的发展，时钟和数据速度不断提高，信号频谱延伸到更高频率，许多信号互连的传输线行为变得至关重要，不能再被忽视。同时，互连的数量和密度大幅增加，对其影响的分析成为一个严重的计算问题。因此，当前的重点是开发宏模型和模型降阶（MOR）方法来进行时域分析。

2. 传输线方程推导

2.1 二导体传输线方程

可以从麦克斯韦方程的积分形式或单位长度等效电路推导二导体传输线方程。在推导过程中，需要定义单位长度参数，如电感（l）、电容（c）和电导