Dilihat dari sudut rangkaian, suatu saluran transmisi akan mempunyai resistansi dan induktansi seri, yang bersama-sama membentuk impedansi seri dari kawat-kawat penghantar, serta konduktansi dan kapasitansi shunt dari dielektrikum yang terdapat di antara penghantar-penghantar, yang bersama-sama membentuk admitansi shunt dari saluran.

Gambar 1

Saluran Transmisi ditinjau dari Sudut Rangkaian

Parameter-parameter R, L, G, dan C dikenal sebagai konstanta-konstanta saluran primer. Resistansi seri R, dalam ohm/meter; Induktansi seri L, dalam henry/meter; Konduktansi shunt G, dalam siemen/meter; dan Kapasitansi C, dalam farad/meter. Konstanta-konstanta primer tersebut sudah memperhitungkan kedua saluran-saluran pergi dan kembali. Mereka konstan dalam arti tidak berubah dengan tegangan dan arus; tetapi, sampai batas-batas tertentu, mereka adalah tergantung pada frekuensi.

Resistansi seri R membesar dengan frekuensi sebagai akibat dari efek kulit (skin effect). Induktansi L hampir tidak tergantung pada frekuensi untuk saluran-saluran terbuka, tetapi cenderung berkurang dengan meningkatnya frekuensi untuk kabel-kabel yang dilindungi (screened). Kapasitas C hampir tidak tergantung pada frekuensi, sedangkan konduktansi G cenderung untuk meningkat dengan frekuensi (jadi resistansi shunt mengecil) karena meningkatnya rugi dielektrik dengan meningkatnya frekuensi.

Gambar 2

Suatu karakteristik saluran yang paling berguna dalam praktek adalah Impedansi Karakteristik, yang pada frekuensi-frekuensi tinggi ditentukan oleh induktansi seri dan kapasitansi shunt. Untuk saluran dua-kawat, dengan penghantar-penghantar yang ditempatkan dalam suatu medium dengan permitivitas dan permeabilitas , dan dengan dimensi-dimensi saluran dalam meter, induktansi primer dan kapasitansi per satuan panjang secara pendekatan diberikan oleh

Saluran dua-kawat :

               (1)

                (2)

saluran koaksial :

                 (3)

               (4)

Energi berpindah di sepanjang suatu saluran transmisi dalam bentuk suatu gelombang elektromagnetis, dimana gelombang yang ditimbulkan oleh sumber sinyal disebutkan sebagai gelombang datang atau gelombang maju (foward wave). Apabila impedansi beban pada ujung penerima merupakan suatu persesuaian tanpa pantulan (reflectionless match) untuk saluran, maka seluruh energi akan dipindahkan ke beban. Jika persesuaian ideal/tanpa-pantulan tidak tercapai, energi akan dipantulkan (reflected) kembali di sepanjang saluran dalam bentuk suatu gelombang pantulan. Untuk mengetahui pada impedansi saluran yang manakah tepatnya beban harus disesuaikan maka pertama kali harus meninjau suatu saluran hipotesis yang panjangnya tak terhingga, dimana tidak dapat terjadi pantulan, karena gelombang datang tidak pernah sampai ke ujungnya.

Ternyata didapatkan bahwa perbandingan dari tegangan maksimum terhadap arus maksimum pada semua titik dalam saluran semacam itu adalah konstan, yaitu tidak tergantung pada letaknya. Perbandingan inilah yang dikenal sebagai Impedansi Karakteristik ZO. Akhirnya, jika sebuah saluran dengan panjang terbatas ditutup dengan suatu impedansi beban ZL = ZO, bagi sebuah gelombang datang, saluran akan tampak sebagai suatu saluran tak terhingga karena pada semua titik, termasuk pada terminal beban, perbandingan antara tegangan dan arus akan sama dengan ZO. Jadi, impedansi karakteristik dari suatu saluran transmisi adalah perbandingan antara tegangan dan arus pada sebarang titik di sepanjang saluran di mana tidak terdapat gelombang pantulan.

Untuk sebuah sinyal sinusoida dengan frekuensi sudut,maka Impedansi karakteristik yang dinyatakan dengan konstanta-konstanta primernya ternyata adalah :

                   (5)

Pada frekuensi-frekuensi rendah, dimana , rumus untuk ZO dapat diringkas menjadi

                                (6)

dan pada frekuensi-frekuensi tinggi, dimana , menjadi

                              (7)

Terlihat bahwa masing-masing nilai pembatas adalah resistif murni (tidak ada koefisien j) dan tidak tergantung pada frekuensi. Diantara batas-batas ini ZO adalah kompleks dan tergantung pada frekuensi, dan didapatkan pula bahwa untuk kebanyakan saluran-saluran dalam praktek ZO adalah kapasitif. Tetapi, diatas beberapa puluh kilo hertz untuk saluran-saluran dua-kawat, dan beberapa ratus kilohertz untuk saluran-saluran koaksial, pendekatan frekuensi tinggi untuk ZO adalah sudah cukup teliti untuk kebanyakan keperluan praktek.

Dengan memasukkan Persamaan (1) dan (2) ke dalam Persamaan (7), diperoleh rumus ZO dengan dimensi-dimensi saluran, permitivitas, dan permeabilitas sebagai suku-sukunya.

Untuk saluran dua-kawat :

        (8)

Dan untuk saluran koaksial, dari Persamaan (3) dan (4), Persamaan (7) memberikan

        (9)

Untuk dielektrikum-dielektrikum yang ditemukan dalam praktek, permeabilitas akan sama dengan nilai untuk ruang bebas; ; permitivitas diberikan oleh , di mana : adalah permitivitas untuk ruang bebas dan adalah permitivitas relatif atau konstanta dielektrikum. Dengan memasukkan ini ke dalam impedansi Persamaan (8) dan (9) memberikan persamaan untuk

Saluran dua-kawat:

          (10)

Koaksial :

              (11)

Pada setiap keadaan, akan terlihat bahwa untuk suatu konstanta dielektrikum tertentu, impedansi karakteristik ditentukan oleh perbandingan D/d. Gambar 1 dan 2. Untuk dielektrikum-dielektrikum yang biasa digunakan, konstanta dielektrikum akan berkisar diantara 1 dan 5, dan pembatasan-pembatasan praktis pada perbandingan D/d untuk masing-masing jenis saluran akan membatasi ZO kira-kira pada daerah 40 sampai 150 Ohm untuk koaksial, dan 150 hingga 600 Ohm untuk dua-kawat.