在做 RF 的時候,常常會聽到一些討論,例如阻抗是不是 50 歐姆,有沒有阻抗匹配,一直以來其實都不知道這是甚麼意思,在聽別人解釋時也一知半解,於是決定好好惡補一下。
這個 50 歐姆的物理意義,跟平常我們用三用電表量出的歐姆是不一樣的,而且用三用電表也量不出來。其實它叫做特性阻抗,或是瞬時阻抗,是表示非常小的單位時間內,電子在傳輸線中行進的距離所遇到的阻力,這個阻抗值的大小是跟傳輸線的材質和截面積有關,與傳輸線長度無關。
RF 訊號在傳輸時,若是某一段路徑的特性阻抗跟前一段不一樣,那就會有部分的 RF 訊號被反彈回去,持續向前傳輸的能量就減弱了,所謂阻抗匹配,就是指 RF 訊號傳輸路徑都是固定的特性阻抗值,例如最常見的 50 歐姆,這時 RF 訊號在傳輸過程中能夠保存最多的能量傳輸到目的地。
而為什麼是 50 歐姆,其實是人為選定的結果,科學家們經由一傳串的實驗發現,在 29.6578 歐姆時,同軸纜線能傳輸的功率可以達到最大,但是對線體的損耗也大,在 76.3779 歐姆時,對線體的損耗最小,但能傳輸的功率也小,於是在傳輸功率與線體損耗的平衡考量下取折衷就是 50 歐姆了。