在學習射頻和微波的基本原理過程中，或許沒有比了解特別的性質阻抗的概念更為關緊了。當我們在論說50歐姆或75歐姆電纜時，實際上我們是在說電纜的特點標志阻抗為50歐姆，75歐姆等等。或許您還想的起來，在關于特別的性質阻抗常見的紹介里，老是成片的算術公式和各種參變量，以及幾句微乎其微的書契紹介，真的令人懊喪。于是本文，我們嘗嘗試使用一種更為直觀的形式來做一下子解釋。

首先我們要明確，在今日的RF/微波系統中運用50歐姆還是75歐姆是人為的挑選。實際上譬如說像43歐姆還是其它數字的阻抗也是可以的，但思索問題到實際同軸電纜的物理尺寸，這個范圍被限止在20至200歐姆以內。對于傳道輸送線而言，盡有可能低的傷耗和高的功率容積天然是我們期望的，從下圖我們可以看出，思索問題到便捷計算，傷耗和功率容積等等因素在這以后，50歐姆的確是最完美的折衷了(針對空氣媒介)。至于75歐姆，則常見于不必大功率傳道輸送的事情狀況，例如有線電眼看東西假想線纜。

圖1

但有一點兒要提示的是特別的性質阻抗的概念實際上很廣，涵蓋全部的同軸線，印制線路板傳道輸送線、微帶、帶狀線、雙引線和雙絞線。假如您自個兒預設PCB線路板的傳道輸送線的話，您可以挑選自個兒需求的值，而不需要必須是50還是75歐姆。甚至于自由空間本身也具備阻抗特別的性質，在自由空間和其它無界媒介的事情狀況下，該阻抗我們稱為本來就有阻抗。

運用50歐姆同軸電纜的一個實驗

假如有人拿著一根1000英尺長的電纜對你講“這是50歐姆阻抗的電纜，好好用吧”，而后你表決拿著電阻表來證驗一下子是否實在這么。你將電阻表的兩根引線作別連到電纜的內導體和外導體，而線纜的尾端維持著開路，你會驚奇地看見它讀到靠近無限阻抗！而后你再把尾端處的里外導體短接，而后從這一頭的張嘴端再測，如今讀數成為靠近零歐姆了，怎么會這么！而后你抓緊時機安撫自個兒‘不要慌，實際上它實在應當是50歐姆的……’

您的儀表沒有奉告您電纜為50歐姆的端由是它沒有辦法讀取瞬時電壓/電流比（V = IR）。實際上平常的的電阻表具備十分高的內部電阻，電阻表中的不論什么電容將與內阻接合會形成很大的時間常數。這種大的時間常數要得這品類型的攝譜儀沒可能迅速響應，以便在連署電阻表導線的那一刻“看見”在同軸線上引入的高速電子脈沖。

所以我們不可以運用常理的電阻表測試辦法來施行測試，于是我們將認為合適而使用圖2的電路方案。該電路準許我們經過切換開關來萌生電流電子脈沖。星號表達期望仔細查看和勘測現時的位置。

圖2

我們將如果開關已經處于放電位置多時，保證同軸電纜上不存在電壓。如今，假如我們將開關轉到CHARGE（充電），會發生啥子？此時開關將干電池（+）連署到同軸電纜的核心內導體，它著手對該同軸電纜施行充電，大致相似于對容電器充電。而后，我們可以經過將核心導體短路到屏蔽線、關閉干電池或切換開關到放電位置來放電。

這么，經過操作圖2的簡單開關，我們可以在同軸電纜上引入電流“電子脈沖”。假如您在開關第一次連署到CHARGE（充電）時勘測核心導線中的電流，您將看見將達到最大值Imax = Vbat / Zo的電流電子脈沖，那里面Zo是同軸電纜的特別的性質阻抗，Vbat是干電池電壓。有時候，特別的性質阻抗也稱為同軸電纜的浪涌阻抗。

那到底是同軸電纜的啥子特別的性質對浪涌電流形成如上所述式的約束關系，換言之為何同軸電纜不可以‘迅即’充電？為了應答這個問題，我們來相比較一下子一個理想容電器的充電形式和依照圖1連署開關電路的同軸電纜。

理論上，假如把一個理想電容和一個一樣理想的電源銜接，在那一刻的瞬時電流將會無限大，容電器將迅即完成充電。當然這處的如果是理想容電器在電流途徑中具備零電阻和零電感，況且物理長度被視為零，這么電流電子脈沖不會在空間中廣泛散布。而我們實際的同軸線纜有單位長度的電阻斤兩和電感斤兩，并具備物理長度，這些個因素都造成浪涌電小產生遲滯。

無限長度同軸電纜的等效電路

 從上面所說的商議中，我們可以構建一個理想的電路，如圖3。理想事情狀況下，這處我們覺得同軸電纜是無缺的，電阻和電容也是理想的，沒有寄生的電感，電容和電阻斤兩。黑盒1中里面含有無限長度的同軸電纜，另一個黑盒中是一小段同軸電纜，電纜尾部的內里導體和外部屏蔽層之間連署有串連RC網絡。串連電阻R等于同軸電纜特別的性質阻抗Z歐姆，串連電容無窮大。在我們運用電阻表，電壓表，示波器，時域反射計，網絡剖析儀等等攝譜儀在這以后，可以看出勘測最后結果沒有差別，我們得出論斷，兩個黑箱含相同的物理電路或電纜長度。

圖3

勘測同軸電纜阻抗的其它辦法

浪涌電流法并不是勘測同軸電纜特別的性質阻抗的一般辦法，但它的確施得通，并具備直觀的吸萬有引力。另一種辦法則是勘測其每單位長度的電感和電容; L除以C在這以后的的二次方根將以歐姆（不是法拉或亨利）為單位。

為何不一樣的電纜具備不一樣的特別的性質阻抗呢？就是由于每單位長度具備不一樣的電容和電感。 對于同軸電纜，這將由內/外導體比和同軸電纜導體之間材料的介電常數表決，對于微帶線，主要是由PCB線路板的傳道輸送線寬度，介電常數和PCB線路板的厚度表決。

VSWR，奉告我們離理想阻抗到底還有多遠

或許如今您理解了“50歐姆”電纜的意義，甚至于您如今期望在全部的布線，連署和設施中都極力追求“完美的50歐姆”了，可是其實沒有同軸電纜，連署器，放大器等等都正巧是50歐姆。所以我們需求一種參變量能奉告我們到底離50歐姆有多遠。最常見的形式是VSWR（電壓駐波比），一個聽起來有些復雜的姓名。我們期望經過掌握VSWR的概念能更加合理的了解我們的阻抗和理想值的靠近程度，它的概念適合使用于不論什么特別的性質阻抗，50歐姆或其它。

同軸電纜和50MHz正弦波發生器

讓我們來看一個VSWR的例子，我們取一段20英尺長的50歐姆同軸線纜，將其一端依照圖4所示連署起來，和圖2相形，開關和干電池已被50歐姆電阻和萌生正弦波的信號源接替。我們這處假定信號源是理想的，內部電阻為“50歐姆”，也就是沒有寄生電感或電容元件斤兩。同軸線另一端維持開路，正弦波源頻率設置為50 MHz。固然這處不論什么頻率都可以，不過50 MHz是測試大部分數同軸電纜的不賴頻點。

當我們接通信號源，正弦波著手向電纜的開路端“廣泛散布”，就像我們之前的電子脈沖同樣。當正弦波到了電纜的末端時，它被絕對“反射”歸來，并朝著信號發生器傳道輸送，一朝回到發生器在這以后，便會在50歐姆的內部電阻效用下成為卡路里，這或許聽起來有些荒唐，但卻是事情的真實情況。

舉個例子，當海浪撞到鉛直的海墻時，會發生大致相似的現象。當波浪進來，撞到墻上，顯露出來一個新的浪潮，回返滄海。若是沖上一個美好的逐漸變化海灘，海浪漸漸消逝，很少或甚至于沒有反射的海浪斑紋。你可謂，一個逐漸變化的海灘和滄海同樣，具備典型海浪波的特點標志阻抗。

圖4

如今我們重復一樣的實驗，只是末端的開路換成短路，這次我們再一次看見正弦波被全部折回歸來并被發生器50歐姆的內部電阻所耗費，和之前開路的事情狀況不一樣的是，這次的信號有180度的反轉。

所以當同軸線開路還是短路，我們的正弦波都會被全部折回歸來，我們定義這種事情狀況下VSWR為無限大：1。如今我們在同軸線末端連署一個理想的50歐姆電阻，相當于同軸線以其自身的特別的性質阻抗終了，我們所給予的正弦波也會因為這個在這個末端被消散，也就是零反射。就像是我們哄弄了這個正弦波，它以為在它前面的依舊是沒有窮盡長的線纜……到此，實際上我們再一次證驗了圖3中第二個黑箱中的等效電路。而這種終端完美般配、無反射的事情狀況，我們定義為最低的VSWR，寫文章1:1.

反射系數，回波傷耗和般配虧損

另一個緊急有關的參變量是反射系數。這個參變量是一個向量，不止記錄了反射波的體積，還記錄了相對于波源的相位變動。而VSWR是一個標量，僅勘測幅度。我們是可以經過反射系數計算出VSWR的（見下文）。表1還可顯露反射損不和睦不般配虧損?；夭▊模≧L）用來表達有若干功率從負載或終端反射歸來了，如果是端接或負載越靠近“理想”的同軸線特別的性質阻抗，反射功率則越低。我們以入射功率為參照基準，所以RL可以用dB的關系來表達，由于是反射，一般為負值。假如RL已知，我們就可以計算出VSWR。假如RL 低于-15dB，我們就覺得這是足以接受的。

不般配傷耗（ML）表達當信號（正弦波）越過特別的性質阻抗碰到表面化變動時，功率虧損若干。畢竟對于一個系統而言，沒可能全部的接頭還有接觸都是完美的。回到事實世界，我們已經曉得，沒有完美的末端般配，也沒有完美的50歐姆電阻。我們來看看當我們在50歐姆的同軸電纜連署真實世界的終端般配時，會發生啥子，一點點微小的偏差仍然更多？

將75歐姆終端阻抗連署到50Ω電纜

首先75歐姆還是相當靠近50歐姆的，假如你運用下表中的公式來計算的話，VSWR=1.5：1，有一點波被反射歸來了，但還不算非常多。事情的真實情況上1.5:1的VSWR總算一個十分不賴的指標了，假如您計算反射功率，整整比輸入功率小了14dB！很多商用獨立RF放大器（MMIC）也是牽強湊合達這個指標到還是更差，而這些個產品都被廠商聲稱是50歐姆系統器件！所以我們期望您能對50歐姆的具體應用更加優容一點，下邊這個實際的例子講評的就是我們在不絕對依照特別的性質阻抗完美般配原則下做的事物。

舉出例子，衛星電視IF信號電纜傳道輸送

一個衛星電視系統合般在低噪放大器（LNA） /低噪板塊下變頻器（LNB）在這以后運用75歐姆同軸電纜。不過在安裝過程中我們需求在LNB和IF解碼單元之間加一段50英尺的同軸。這處我們期望認為合適而使用小規模輕便的50歐姆同軸線方案而不是笨重的75歐姆方案，下表1就總結概括了本例還有之前商議的最后結果。

我們可以看出不般配傷耗ML只有0.2dB，要曉得IF解碼器收繳的是在之前被下變頻后低得多信號頻率，況且在LNB板塊中還有很多預置的增益放大器。這個增益放大器有兩個功能，一是設置LNB系統的噪聲系數，二是起到對向下傳道輸送方向反射的隔離。

所以總的來說，縱然因為失配傷耗而造成某些功率虧損，我們也有足夠的有經驗利用收繳器鏈中的高增益放大器補救歸來。對于反射信號，LNB的高隔離度可以盡力照顧系統免受不順利影響。放心！