图8 N个二端口网络A矩阵的级联
求解矩阵的乘积很容易通过计算机编程来实现。虽然S参数有明确的物理意义，但它不便于分析级联网络。因此，对于级联网络来说，需采用A矩阵求级联网络的A矩阵，然后转换成S矩阵的方法，以研究级联网络的特性。S矩阵与A矩阵之间的转换关系如下： [S]=骣A11+A12/Zc-A21Zc-A222(A11A22-A12A21)1÷? （3.5） ÷?÷?A11+A12/Zc+A21Zc+A22?2-A11+A12/Zc-A21Zc+A22÷桫 3、参考面移动对网络参量的影响
不同参考面对应于不同的网络参量。如S参数，参考面移动时S参数的幅值不变，只是相位发生变化。又如A矩阵，参考面移动出现A矩阵的级联，如图9所示。
图9 参考面移动对A矩阵的影响
则总的A矩阵为 [A]= [A1] [A2] [A3]
四、同轴线分析
同轴线是由两根同轴的圆柱导体构成的导波系统，两导体之间填充空气(硬同轴线)
或相对介电常数为ε
r的高频介质（软同轴线，即同轴电缆）。
1、场结构分布
同轴线的主模为TEM模（横电磁波，即Ez?0,Hz?0），当频率增大时(尺寸一定)会产生高次模，高次模为TE模(横电波，即Ez?0,Hz?0)和TM模(横磁波，即
Hz?0,Ez?0)。
TEM波的特性：(1) lc?,fc=0,说明同轴线可以传播任意低频率的电磁波； 120pV(2) 波阻抗约为ZTEM?(Ω)；(3)相速度Vp=c，即TEM波的相速度与频率无
erer关，因此TEM波称为无色散波；(4) 波导波长lg=l。 er同轴线传输TEM模时的场结构分布图如图10所示。
(a) (b)
图10. 同轴线TEM模的场结构分布图
(a) 横截面 (b) 纵剖面
场分布特点：
(1)、越靠近内导体,场强越强；
(2)、TEM模的电场是呈辐射状分布的，磁场是围绕内导体的同心圆簇，电磁场沿
Z方向是余弦分布的；
(3)、内导体的电流密度比外导体要大很多，因此同轴线的损耗主要在内导体。 在一定的尺寸条件下，当出现不连续性或频率升高时，同轴线中还会出现TE和TM等高次模。同轴线的第一高次模是TE11模，截止波长为lcTE11?p(a线中是要被抑制的。这在同轴线的截面尺寸设计中会用到。
2、导体表面电流分布
由于电磁场的感应，内导体外表面和外导体内表面存在高频电荷和电流，而且传导电流Js和位移电流Jd连续形成全电流闭合环路，如图11所示。同轴线内外导体电流大小相等，方向相反。
b)。高次模在同轴
图11 导体表面电流分布
外导体开槽原则：顺着电流线开槽，不要切断电流线，可以测传输功率；横向开槽，切断电流，可以作天线，能量辐射。
3、同轴线的特性阻抗
Zc?ZTEMb60bLn?Ln （4.1） 2?aa?r可见Zc与εr、b/a（即结构尺寸）有关。其中ZTEM为填充均匀介质时自由空间的波阻抗，空气中约为120π(Ω)。
4、同轴线的传输功率
2YTEM?U0P?Ln(b/a) （4.2）
当最大场强达到击穿程度时即为击穿功率Pbr（或功率容量）:
Pbr??ra2EbrLn(b/a)1202 （4.3）
其中 Ebr?|Emax|?U0 （4.4）
aLn(b/a)称为击穿场强，可见同轴线内导体附近的电场最强。空气中的击穿场强Ebr≈30 kV/cm。
实际应用中，同轴线的功率容量还包括因内导体欧姆损耗所带来的热量。解决方法之一是将内导体作为空心管，让流体通过以带走产生的欧姆热。因此，考虑到驻波的影响及安全系数，通常取式（4.3）值的四分之一作为实用功率容量。
5、同轴线的衰减
包括导体衰减和介质衰减。
导体衰减 ?c?8.686?RmYTEMa?b()2ln(b/a)ab(dB/m) （4.5） d(Bm/ ) （4.6）
?介质衰减 ?d?8.68?6tg其中YTEM???1ZTEM为波导纳。
有耗线与无耗线的主要区别在于传输线上的入射波和反射波的振幅要按指数规律衰减，衰减的大小取决于衰减常数???c??d。损耗的主要影响：(1) 使导波的振幅衰减；(2) 引起色散效应。
五、同轴连接元件及电缆组件
目前常用的射频同轴连接器的品种很多，从连接类型来分主要有以下三种：
1、螺纹连接型：如：APC-7、N、TNC、SMA、SMC、L27、L16、L12、L8、L6等射频同轴连接器。这种连接形式的连接器具有可靠性高、屏蔽效果好等特点，所以应用也最为广泛。
2、卡口连接型：如：BNC、C、Q9、Q6等射频同轴连接器。这种连接器具有连接方便、快捷等特点，也是应用最早的射频连接器连接形式。
3、推入连接型：如：SMB、SSMB、MCX等，这种连接形式的连接器具有结构简单、紧凑、体积小、易于小型化等特点。
电缆组件通常是由电缆连接器与高频电缆两部分组成。目前常见的电缆组件有下面三种结构，即：
1、螺母压紧型:电缆连接器尾部与电缆屏蔽层采用螺母压紧方式进行连接； 2、焊接型：电缆连接器尾端与电缆屏蔽层采用焊接方式进行连接；
3、压接型：电缆连接器尾端与电缆屏蔽层采用专用压接工具在强大的压力作用下使
金属套筒产生较大的塑性变形和塑性流动与连接器外导体进行连接。
六、同轴及连接元件的等效电路模型及设计
1、 同轴线等效电路模型
实际的同轴线等效电路是Г型或T型网络，如图12所示。
R1L1G1C1图12 同轴线的等效电路模型
根据分布参数电路理论，R1、L1、C1和G1分别为传输线单位长度的分布电阻、分布电感、分布电容和分布电导。同轴线的分布参数如下： L1= C1=mbln (H/m) （6.1） 2pa2pe' (F/m) （6.2） bln()aR11 R1=s(+) (W/m) （6.3）
2pab G1=2、 同轴线的截面尺寸设计
2pwe'' (S/m) (6.4)
ln(b/a)主要是同轴线的内导体外半径a、外导体内半径b，如图13所示。
图13 同轴线的结构示意图
设计时应遵循的三原则：
（1） 保证同轴线单模工作，而且频带尽可能宽； （2） 功率容量尽可能大； （3） 损耗或衰减尽量小。
根据原则（1），抑制掉第一高次模TE11模，就能保证传输主模TEM模，再考虑到5％的保险系数，因此有
l根据原则（2），有
根据原则（3）,有
综合（2）和（3）,有
此时空气同轴线特性阻抗Zc=50Ω。
例1 有如下图所示的硬同轴线，内外导体用铜(σ=5.8×107/Ωm)制成，支撑内导体的垫圈用聚四氟乙烯(εr =2.1)做成。同轴线的特性阻抗Zc=50Ω，外导体内半径b=1.75cm，工作频率f=2GHz，传输TEM波。试求：（1）内导体外半径a、a’；（2）击穿功率Pbr；（3）导体损耗引起的衰减常数αc。
b=2.30 3 (6.8) ab=3.59 1 （6.7） ab=1.649 （6.6） amin?1.0p5a(b ) （6.5）