9、传输线参数：皮肤效应与内部阻抗建模

传输线参数：皮肤效应与内部阻抗建模

1. 高频应用中的介电损耗模型

在高频应用里，介电损耗模型通常会把交流介电损耗纳入复介电常数的定义中。这种方法让电容项 C 同时拥有实部和虚部。当在方程里把 C 的虚部乘以 jω 时，它就变成了实部，从而产生一个高频电导项 -ωIm(C)。这样的项与按频率成比例变化的 G 项有着相同的实际效果。

需要记住的要点如下： - 在大多数现代数字传输应用所使用的绝缘体类型中，直流情况下的并联电导 G 实际上为零。 - 高频应用的介电损耗模型将交流介电损耗纳入复介电常数的定义，从而产生一个具有实部和虚部的电容项 C。

2. 皮肤效应

2.1 皮肤效应概述

实际导体中的高频电流并非均匀地在导体横截面积上流动。导体内的磁场会调整电流的分布，迫使电流仅在导体表面下方的一个浅带中流动。电流的重新分布会增加导体的表观电阻，在传输线中，我们把这种电阻的增加称为皮肤效应。传导带的厚度 δ 被称作导体的皮肤深度。

皮肤效应是一种与导体内磁场变化率相关的感应机制，所以在更高的频率下它会变得愈发强烈。在某个截止频率 ω₀ 以下，皮肤效应虽然存在，但并不明显。在 ω₀ 以上，皮肤效应会将电流挤压到导体周边越来越浅的区域，使导体的表观交流电阻无限制地与频率的平方根成比例增加。

以 RG - 58/U 同轴电缆为例，其串联电阻随频率的变化如图所示。在皮肤效应截止频率 ω₀ 以下，串联电阻保持恒定值，等于导体的总直流电阻（内部信号导体和屏蔽层串联相加）。超过 ω₀ 后，有效串联电阻随频率的平方根上升。

2.2 皮肤效应的成因

要理解