Ch耦合微帶實(shí)用學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1Ch耦合微帶實(shí)用耦合微帶實(shí)用(shyng)第一頁(yè)，共30頁(yè)。二、耦合微帶分析(fnx) ( (a) even mode (b) odd modea) even mode (b) odd mode圖圖27-2 27-2 耦合微帶耦合微帶CfCfCfCfCpCpCfCfCgdCgaCgaCgdCpCp 仍然仍然(rngrn)(rngrn)是用磁壁和電壁兩種情況加以分析。是用磁壁和電壁兩種情況加以分析。磁壁磁壁- -偶對(duì)稱偶對(duì)稱 電壁電壁- -奇對(duì)稱奇對(duì)稱第1頁(yè)/共30頁(yè)第二頁(yè)，共30頁(yè)。于是于是(ysh)(ysh)可寫出可寫出CCCCCCCCCepffopfgagd1. 1. 在上面分析中

2、，在上面分析中， 表示平板電容是表示平板電容是 (27-2) (27-2)2. 2. 作為近似，作為近似， 可以可以(ky)(ky)看作單線微帶的邊緣電容看作單線微帶的邊緣電容 (27-3) (27-3)C C是單線微帶的總電容。是單線微帶的總電容。CWhpr 0CCCpf 2(27-1)(27-1)CpCf二、耦合微帶分析(fnx) 第2頁(yè)/共30頁(yè)第三頁(yè)，共30頁(yè)。W圖圖 27-3 27-3 單線單線(dnxin)(dnxin)微帶微帶CCZCfep120ZcCe0于是容易于是容易(rngy)(rngy)得到得到 (27-4)(27-4)(27-5)(27-5)二、耦合微帶分析(fnx)

3、第3頁(yè)/共30頁(yè)第四頁(yè)，共30頁(yè)。3. 3. 的求解要依靠經(jīng)驗(yàn)的求解要依靠經(jīng)驗(yàn)(jngyn)(jngyn)公式，當(dāng)然有必公式，當(dāng)然有必要采用數(shù)值計(jì)算。要采用數(shù)值計(jì)算。 (27-6) (27-6)只需注意到只需注意到 是屬于單線微帶的。且是屬于單線微帶的。且CCAhsthshffre110AWhexp. exp.01233253Cfe二、耦合微帶分析(fnx) (27-7)(27-7)第4頁(yè)/共30頁(yè)第五頁(yè)，共30頁(yè)。4. 4. 是空氣一側(cè)的奇模邊緣是空氣一側(cè)的奇模邊緣(binyun)(binyun)電容。電容。 (27-8) (27-8)其中其中 CK kK kgaokshshWh2Cga5.

4、 5. 是介質(zhì)是介質(zhì)(jizh)(jizh)片一側(cè)的奇模電容片一側(cè)的奇模電容 (27-10) (27-10)CcthshCshgdrfrr 0240650021ln.Cgd二、耦合微帶分析(fnx) (27-9)(27-9)第5頁(yè)/共30頁(yè)第六頁(yè)，共30頁(yè)。6. 6. 微帶分析微帶分析(fnx)(fnx)已知已知 求解求解(qi ji)(qi ji)Whshr,ZZoeooeeeo, 為方便為方便(fngbin)(fngbin)起見(jiàn)，采用起見(jiàn)，采用 ， iieo 表示偶模表示奇模二、耦合微帶分析 (27-11)(27-11)第6頁(yè)/共30頁(yè)第七頁(yè)，共30頁(yè)。 ( (表示填充介質(zhì)情況表示填充介質(zhì)

5、情況(qngkung)(qngkung)和和 ( (表示表示填充空氣情況填充空氣情況(qngkung)(qngkung) (27-12) (27-12) 其中，其中，G G 表示與電容有關(guān)的幾何因子。這里，表示與電容有關(guān)的幾何因子。這里，特別需要說(shuō)明的是特別需要說(shuō)明的是 和和 即偶模即偶模 CGCGieiia 00iZCoii,Ciaeeeo 等效介電常數(shù)和奇模等效介電常數(shù)不僅等效介電常數(shù)和奇模等效介電常數(shù)不僅(bjn)(bjn)與與介質(zhì)填充有關(guān)，而且還與模式有關(guān)。很明顯可知介質(zhì)填充有關(guān)，而且還與模式有關(guān)。很明顯可知 (27-13) (27-13) eiiiaCC二、耦合微帶分析(fnx) 第

6、7頁(yè)/共30頁(yè)第八頁(yè)，共30頁(yè)。 根據(jù)偶模阻抗和奇模阻抗定義根據(jù)偶模阻抗和奇模阻抗定義最后最后(zuhu)(zuhu)得到得到ZcCCCcCoieiiiaiZC CCoiiia1二、耦合微帶分析(fnx) (27-14)(27-14)第8頁(yè)/共30頁(yè)第九頁(yè)，共30頁(yè)。計(jì)算框圖計(jì)算框圖(kungt)(kungt)如下如下 rWhsh, EEr112,WhCpCf已知已知 分 兩 種 情 況分 兩 種 情 況(qngkung(qngkung) ) 根據(jù)根據(jù)(gnj) (gnj) 計(jì)算單線微帶計(jì)算單線微帶 和和 二、耦合微帶分析 第9頁(yè)/共30頁(yè)第十頁(yè)，共30頁(yè)。計(jì)算計(jì)算( j ( j sun) s

7、un) 計(jì) 算計(jì) 算 ( j ( j sun) sun) 得 到得 到( d ( d do)do)CCCfgagd,C Ciia,ie 和0ZZoeooeeeo,圖圖 27-4 27-4 耦合微帶分析框圖耦合微帶分析框圖 二、耦合微帶分析 第10頁(yè)/共30頁(yè)第十一頁(yè)，共30頁(yè)。 耦合微帶的綜合是一個(gè)比較困難的課題耦合微帶的綜合是一個(gè)比較困難的課題(kt)(kt)，不采用計(jì)算機(jī)，很難達(dá)到預(yù)定的精度，其問(wèn)題的提，不采用計(jì)算機(jī)，很難達(dá)到預(yù)定的精度，其問(wèn)題的提法是法是 三、耦合微帶綜合(zngh) 已知roeooZZ,求解Whsheeeo,先寫出由先寫出由AkhtarzadAkhtarzad建議建議(

8、jiny)(jiny)的初值的初值 第11頁(yè)/共30頁(yè)第十二頁(yè)，共30頁(yè)。ShchchWhchWhchWhchWhWhchchshsese 222222121130301chWhchShshse221212三、耦合微帶綜合(zngh) (27-15)(27-15)第12頁(yè)/共30頁(yè)第十三頁(yè)，共30頁(yè)。 然后采用然后采用OptimizationOptimization方法與分析方法所得的方法與分析方法所得的 加以比較加以比較(bjio)(bjio)，具體見(jiàn)圖所示。，具體見(jiàn)圖所示。WhseZZooe2WhWhsoZZooo2WhWhWhWhsosose07801. 表示表示 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)(duyng)

9、(duyng)的單線微帶的單線微帶 , , 表示表示(biosh) (biosh) 對(duì)應(yīng)的單線微帶對(duì)應(yīng)的單線微帶 , ,Zoe ,Zoo三、耦合微帶綜合 第13頁(yè)/共30頁(yè)第十四頁(yè)，共30頁(yè)。Wh , Sh r , Z , ZoeooZoe , ZooWh , Sh 已知已知 給出給出 的初的初值值 由分析方法給出由分析方法給出 比較比較(bjio)(bjio)Optimizition Optimizition outputoutput 三、耦合微帶綜合(zngh) 第14頁(yè)/共30頁(yè)第十五頁(yè)，共30頁(yè)。前面已討論前面已討論(toln)過(guò)奇偶模的過(guò)奇偶模的Y矩陣變換理論，這里再矩陣變換理論，這

10、里再進(jìn)一步研究奇偶模的矩陣變換進(jìn)一步研究奇偶模的矩陣變換四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 I1V1I2V2雙口網(wǎng)絡(luò)VIAAAAVI111112212222圖圖27-6雙口網(wǎng)絡(luò)雙口網(wǎng)絡(luò)(wnglu)的的矩陣矩陣第15頁(yè)/共30頁(yè)第十六頁(yè)，共30頁(yè)?，F(xiàn)在現(xiàn)在(xinzi)，把推廣到，把推廣到2N端口網(wǎng)絡(luò)端口網(wǎng)絡(luò) VIAVIVVVIIVVIINNNNNN111212 , I , V , I四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 第16頁(yè)/共30頁(yè)第十七頁(yè)，共30頁(yè)。INVNI2NV2NI1V1IN+1VN+12N斷口網(wǎng)絡(luò)VVVVVVIIIIIIeoeo1212121212121212 , , 圖圖27-72N

11、端口網(wǎng)絡(luò)端口網(wǎng)絡(luò)(wnglu)的的矩陣矩陣四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 第17頁(yè)/共30頁(yè)第十八頁(yè)，共30頁(yè)?？?見(jiàn)可 見(jiàn)(kjin)VVVIIIVVVIIIeoeoeoeo1122 , , VVIIAVIVIEeeoo1212 AE1010101001010101其中其中(qzhng)四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 (27-16)(27-16)(27-17)(27-17)第18頁(yè)/共30頁(yè)第十九頁(yè)，共30頁(yè)。V1ZoeZooI1IeIIoII eIII oIII2I3I4V1VeIVoIV eIIV oIIV3V411223443Zoe, Zool變換矩陣變換矩陣A EA E圖圖27-8耦

12、合微帶的耦合微帶的A矩陣矩陣(jzhn)變換變換四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 第19頁(yè)/共30頁(yè)第二十頁(yè)，共30頁(yè)。VIjZjZVIVIjZjZVIeeeoeeoeeeeeoeoooooooooocossinsincoscossinsincos11非常明顯，變換非常明顯，變換(binhun)進(jìn)行到進(jìn)行到(27-18)，耦，耦合合(Coupling)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為去耦問(wèn)題轉(zhuǎn)化為去耦(Decouplin)問(wèn)題，問(wèn)題，也可聯(lián)合寫成也可聯(lián)合寫成四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 (27-18)(27-18)第20頁(yè)/共30頁(yè)第二十一頁(yè)，共30頁(yè)。VIVIeeooAVIVIeoeeoo其中其中(qzhng)A

13、jZjZjZjZeoeoeeoeeeoooooooocossinsincoscossinsincos0010000001四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 (27-19)(27-19)(27-(27-20)20)第21頁(yè)/共30頁(yè)第二十二頁(yè)，共30頁(yè)。VVVVVVIIIIIIeoeo1212121234343434 再由奇偶再由奇偶(qu)模變回到端口模變回到端口3和端口和端口4VIVIAVVIIeeooF 3434四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 (27-21)(27-21)第22頁(yè)/共30頁(yè)第二十三頁(yè)，共30頁(yè)。其中其中(qzhng)AAFE1211000011110000111那么那么(nme

14、)，最后可以得到，最后可以得到 VVIIAVVII12123434四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 (27-22)(27-22)(27-23)(27-23)第23頁(yè)/共30頁(yè)第二十四頁(yè)，共30頁(yè)。式式(27-23)表示耦合微帶的矩陣表示耦合微帶的矩陣(jzhn)變換變換 AAAAEeoF AjZZjZZjZZjZZeoeoeoeooeeoeooeeoeooeeoeooeeoeo121212121211121112111211(coscos)(coscos)(coscos)(coscos)sinsinsinsinsinsinsinsin四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 (27-24)(27-24)第

15、24頁(yè)/共30頁(yè)第二十五頁(yè)，共30頁(yè)。jZZjZZjZZjZZoeeooooeeooooeeooooeeoooeoeoeoeo1212121212121212(sinsin)(sinsin)(sinsin)(sinsin)(coscos)(coscos)(coscos)(coscos)耦合微帶與耦合帶線最大的不同是微帶的不均耦合微帶與耦合帶線最大的不同是微帶的不均勻勻(jnyn)介質(zhì)特點(diǎn)。介質(zhì)特點(diǎn)。四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 第25頁(yè)/共30頁(yè)第二十六頁(yè)，共30頁(yè)。vvvCvCeeeeo00 , egegogeoeegooeo , eoeeoogeogolp , e22四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 第26頁(yè)/共30頁(yè)第二十七頁(yè)，共30頁(yè)。因此，在這種情況下奇偶模的分解不僅是形式上因此，在這種情況下奇偶模的分解不僅是形式上，而且是實(shí)質(zhì)上，換句話說(shuō)，在耦合微帶中確實(shí)存在，而且是實(shí)質(zhì)上，換句話說(shuō)，在耦合微帶中確實(shí)存在兩種傳播速度不同的波兩種傳播速度不同的波奇模和偶模奇模和偶模(分別對(duì)應(yīng)分別對(duì)應(yīng)和和)。在實(shí)際在實(shí)際(shj)器件上，如何使奇偶模器件上，如何使奇偶模是一個(gè)十是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)分重要的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)，矩陣又會(huì)退，矩陣又會(huì)退化成化成vevoeoeo四、奇偶(q u)模的網(wǎng)絡(luò)理論 第27頁(yè)/共30頁(yè)第二十八頁(yè)，共30頁(yè)。 AjZZjZZ