從麥克斯韋方程看傳輸線中的介質損耗

傳輸線的損耗有介質損耗，導體損耗和輻射損耗。

下面，從麥克斯韋方程，來看看傳輸線的介質損耗。

具體流程是這樣的：

(1) 麥克斯韋方程推導出波動方程

(2) 給出假設條件，然后得到波動方程的解，即波的表達形式

(3) 有耗媒質可以用損耗角正切來表征

(4) 看波在有耗媒質中傳播時的表達形式

麥克斯韋有四個方程，其相量形式為：

假設傳輸線處于介電材料中。

所謂介電材料，就是當在其上施加一個電場后，會使得材料的分子或者原子發(fā)生極化，產(chǎn)生電偶極矩，從而改變整體的位移通量。

即：

假設所分析的傳輸線所處的區(qū)域是無源的，則可以做出如下的推導，得出波動方程。

然后假設電場只有x分量，且Ex不隨x和y變化，即：

所以波動方程可以簡化，并得出波動方程的解，即波的傳輸形式。

可以看到，因為介電材料中損耗的存在，用損耗角正切來表征，所以波在傳輸過程中，幅度會有衰減，這種衰減，構成了傳輸線的介質損耗。

所以，為了降低傳輸線上的損耗，可以通過選擇損耗角正切小的介電材料。