傳輸線與波導

傳輸線(transmission line)

傳輸線是一對導體,設計用來把高頻訊號從一處導引到另一處,同時讓能量被約束、不外漏——可以想成接電視的同軸電纜,或牆內插座後面的雙絞線。在低頻時一條電線「就只是電線」,但一旦訊號的波長縮小到接近電纜的長度,沿線各處的電壓與電流就不再相同:一道波會以接近光速的某個比例真正沿著線傳播。

關鍵在於:傳輸線不能用單一電阻來描述,而要用「單位長度的分布電感與電容」。這兩個量決定了波傳播的速度,以及線對波所呈現的「波的阻抗」(特性阻抗)。工程師奉行的經驗法則是:若纜線長度超過約十分之一波長,就要把它當成傳輸線——反射、延遲與阻抗匹配會突然變得重要。

v_p = 1/√(LC) (wave speed from per-length L and C)

同樣的物理也適用於 PCB 走線、海底電纜與電力線——改變的只是「就只是電線」近似在哪個頻率失效。1 GHz 的訊號連幾公分的走線都會視為傳輸線。

又称
TX line傳輸線路