在我们对特性阻抗有所了解之前，首先需要了解与之密切相关的物理量之一：电阻。
电阻是一种实际存在的物理元件，根据欧姆定律，我们可以了解到电压、电流和电阻之间的关系，即 U=I*R。为了更好地理解这三者之间的具体关系，让我们看一个简单电路的示意图，该电路由一个电源、一个电阻和一些导线组成。
当然，电阻的阻值也可以通过万用表直接测量得到。
然而，特性阻抗与电阻不同。当我们使用万用表来测量一条50欧姆的特性阻抗时，会发现它显示为短路状态。这就需要我们从概念上区分电阻（即使是刚好为50欧姆的电阻）和特性阻抗，就像摄氏度和角度上的度不是相同的单位一样，它们不是同一个东西。
电阻作为一个物理量大家都比较熟悉，这里就不再做详细解释。我们来探讨一下特性阻抗到底是什么，以及在什么条件下会使用它。
实际上，特性阻抗与射频（RF）紧密相关，在我们了解特性阻抗之前，先来了解一下射频的概念。我们知道，电台、手机通信信号和Wi-Fi等都是向外发射信号能量的设备，也就是说能量从天线传输出去后不再返回到天线，就像机枪向外扫射子弹一样，子弹射出去后不会回来。
现在，让我们转移到具体传输射频能量的导线上来。导线上传输的射频信号也是如此，希望它能够传输过去而不会反射回来，如果有能量反射回来，说明传输效果不佳。
为了更好地理解特性阻抗，我将给出一个类比：
假设在同一块电路板上有两根导线（假设它们都是非常长的导线，长度可以想象得很长），由于它们位于同一块电路板上，两根导线的铜箔厚度是相同的。这两根导线具有相同的长度（无限长）和厚度，唯一不同的是宽度，假设1号导线的宽度为1（单位），2号导线的宽度为2（单位）。换句话说，2号导线的宽度是1号导线的两倍。
假设它们同时连接到相同的射频发射源上，在相同的时间段T内，我们来观察这两根导线之间的区别。由于它们连接到相同的发射源，两根导线的射频电压输出是相同的，并且射频信号传输的距离也是相同的（假设与光速相等，实际情况比光速稍低）。
唯一不同的是线宽，而2号线的线比1号线宽一倍，那么2号线需要1号线2倍的电量来填满多出的线宽面积(其实是导线铜皮与底面产生的电容效应)。也就是说： Q2=两倍的Q1
让我们重新审视上述情景。根据 i = Q/T（射频电流=电量/时间）的关系，我们可以得知2号线的射频电流是1号线的两倍（因为时间相同，而2号线的电量是1号线的两倍）。
现在，我们找到了一个神秘的特性阻抗不远处。为什么呢？因为我们知道电阻=电压/电流。实际上，特性阻抗也具有类似的关系：特性阻抗=射频电压/射频电流。
根据前面的推导，我们知道射频电压相同，但电流之间的关系为i2=两倍的i1，因此2号线的特性阻抗只有1号线的一半！
这就是我们所说的，线越宽，特性阻抗越小。
上述例子说明了特性阻抗与电阻之间的区别，以及为什么在相同的电路板上，特性阻抗与线宽有关而与长度无关。
实际上，影响特性阻抗的因素很多，包括材料、导线与底板之间的距离等。
通俗地说，导线的特性阻抗可以被看作是导线对其上传输的射频能量的阻碍力大小。
了解传输线的反射
在前面的讨论中，我们假设导线是无限长的，但实际上导线的长度是有限的。当射频信号到达导线末端时，无法完全释放能量，因此会沿着导线反向传播回来。这就好像我们对着墙喊叫，声音碰到墙壁后产生回音一样。换句话说，我们想象中的射频信号发射出去却没有返回的情况在现实中是不存在的。
为了消耗（或接收）导线上传输过来的射频能量，我们可以在线的末端接入一个电阻。
你可能会问，为什么导线的特性阻抗不会消耗能量，而非要接上一个电阻才能消耗呢？实际上，导线只是用于传输能量，它本身并不消耗能量或近似不损耗能量（类似于电容或电感的特性）。而电阻则是一种能够损耗能量的元件。
在电子工程中，我们经常会遇到三种特殊情况：
当负载阻抗 R = RO 时，传输过来的能量刚好被末端的电阻 R 吸收完，没有能量反射回去。可以将这种情况视为导线是无限长的情形。
当负载阻抗 R = ∞（开路）时，能量全部反射回去，并且在线的末端点会产生比发射源的电压高两倍的电压。
当负载阻抗 R = 0 时，末端点会产生一个与源电压相反并且大小为源电压的一倍的反射电压。
阻抗匹配的概念
阻抗匹配是指将负载阻抗与激励源内部阻抗相适配，以达到最大功率输出的工作状态。
需要注意的是，阻抗匹配主要适用于射频等应用领域，对于功率电路则不一定适用，否则可能会导致设备损坏。
关于特性阻抗
我们经常听到特性阻抗为50欧姆、75欧姆等的说法。那么，为什么特性阻抗是50欧姆，而不是51欧姆或者45欧姆呢？
这其实是一种约定俗成的标准。50欧姆被认为在一般射频电路传输中具有更好的效果。换句话说，我们设计导线和电缆时选择50欧姆，是因为电路负载已经相当于50欧姆的电阻。如果使用其他阻抗值的导线，就会与负载不匹配。偏离得越远，传输效果就会变差。
因此，特性阻抗的选择取决于系统设计需求和应用场景，50欧姆在射频领域被广泛采用是因为它在传输效果方面具备较好的适配性。
