傳輸線的發(fā)展綜述報(bào)告

傳輸線發(fā)展現(xiàn)狀綜述匯報(bào)提綱4微帶傳輸線的發(fā)展與現(xiàn)狀1傳輸線理論的概述2傳輸線的分類3波導(dǎo)的發(fā)展與現(xiàn)狀1.傳輸線理論的概述在20世紀(jì)50年代以前，微波系統(tǒng)依靠同軸線和金屬波導(dǎo)作為傳輸媒介，所有的微波設(shè)備幾乎都采用金屬波導(dǎo)和同軸線構(gòu)成電路。金屬波導(dǎo)具有功率容量高、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，但是它體積大而且價(jià)格昂貴。同軸線帶寬寬，且便于實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，但當(dāng)制作復(fù)雜的微波元件時(shí)用同軸線比較困難。20世紀(jì)50年代以后，平面?zhèn)鬏斁€得到強(qiáng)勢(shì)發(fā)展。微波平面?zhèn)鬏斁€克服了金屬波導(dǎo)和同軸線的缺點(diǎn)，提供了另一種選擇。微波平面?zhèn)鬏斁€有多種形式，例如微帶線、懸置微帶線、倒置微帶線、槽線、鰭線、共面波導(dǎo)等，這些傳輸線都是由微帶線發(fā)展而來(lái)的，根據(jù)不同的用途，可分別采用不同的微波平面?zhèn)鬏斁€。傳輸線的發(fā)展：1.傳輸線理論的概述

是用來(lái)引導(dǎo)傳輸電磁波能量和信息的裝置，例如：信號(hào)從發(fā)射機(jī)到天線或從天線到接收機(jī)的傳送都是由傳輸線來(lái)完成的。(或凡是用來(lái)把電磁能從電路的一端送到電路的另一端的設(shè)備統(tǒng)稱為傳輸線)。如圖所示。傳輸線：2.傳輸線的分類傳輸線的分類：

從傳輸模式上看，傳輸線上傳輸?shù)碾姶挪梢苑譃槿N類型。（1）TEM波（橫電磁波）：電場(chǎng)和磁場(chǎng)都與電磁場(chǎng)傳播方向垂直。如雙導(dǎo)線、同軸線、帶狀線、微帶線等。常用波段米波、分米波、厘米波。

(a)平行雙導(dǎo)線（b）同軸線（c）帶狀線2.傳輸線的分類傳輸線的分類：

（2）TE波（橫電波）：電場(chǎng)與電磁場(chǎng)傳播方向垂直，傳播方向上只有磁場(chǎng)分量。如矩形、圓形、脊形和橢圓形波導(dǎo)等。厘米波、豪米波低端。

（a）矩形波導(dǎo)（b）圓形波導(dǎo)（c）脊形波導(dǎo)2.傳輸線的分類傳輸線的分類：（3）TM波（橫磁波）：磁場(chǎng)與電磁波傳播方向垂直，傳播方向只有電場(chǎng)分量。如介質(zhì)波導(dǎo)、介質(zhì)鏡像線、單根線等。其傳輸模式一般為混合波型。適用于毫米波。

（a）介質(zhì)波導(dǎo)（b）鏡像線（c）單根表面波傳輸線3.波導(dǎo)的發(fā)展與現(xiàn)狀波導(dǎo)：是一種用來(lái)約束或引導(dǎo)電磁波的結(jié)構(gòu)。

波導(dǎo)的分類（從約束或引導(dǎo)結(jié)構(gòu)分）空心金屬波導(dǎo)管表面波波導(dǎo)根據(jù)波導(dǎo)橫截面的形狀不同，可分為矩形波導(dǎo)、圓柱波導(dǎo)等主要形式有：介質(zhì)線、介質(zhì)鏡像線、H-波導(dǎo)和鏡像凹波導(dǎo)等通常波導(dǎo)專指各種形狀的空心金屬波導(dǎo)管和表面波波導(dǎo)3.波導(dǎo)的發(fā)展與現(xiàn)狀波導(dǎo)管的優(yōu)點(diǎn)是：導(dǎo)體損耗和介質(zhì)損耗??；功率容量大；沒(méi)有輻射損耗；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。波導(dǎo)分類：（從波頻率上分）光波導(dǎo)電磁波導(dǎo)光頻譜中引導(dǎo)電磁波的物理結(jié)構(gòu)，可作為集成光學(xué)電路的元件（較高頻）微波和無(wú)線電波頻率的電磁波傳播的波導(dǎo)（波長(zhǎng)在0.1mm-1m）3.波導(dǎo)的發(fā)展與現(xiàn)狀waveduide的發(fā)展歷程：1893年湯姆遜在一個(gè)圓柱形金屬腔內(nèi)導(dǎo)出電磁模式。1894年奧利弗洛奇從火化間隙通過(guò)短圓柱形銅管顯示了3英寸的無(wú)線電波的傳輸。1897年瑞利勛爵做了一個(gè)波導(dǎo)的明確分析；他解決了電磁波在導(dǎo)電管和任意形狀的介質(zhì)桿傳播的邊界值問(wèn)題。并發(fā)現(xiàn)了TE模和TE模，截止頻率。1902年韋伯觀察到電磁波在管內(nèi)傳播比自由空間傳播速度慢，認(rèn)為波早遇到阻礙后的反射走了“曲折”的路徑。1920年Barkhausen-Kurz提出了第一個(gè)可以在特高頻無(wú)線電波頻段產(chǎn)生力量的振蕩器。1936年Barrow推導(dǎo)出矩形波導(dǎo)中的截止頻率和傳播模式，二次世界戰(zhàn)爭(zhēng)（1939-1945）期間，厘米雷達(dá)的發(fā)展和第一高功率微波管，速調(diào)管（1938）和空腔磁控管（1940），導(dǎo)致波導(dǎo)得到了廣泛的使用。在上世紀(jì)50-60年代，商用微波系統(tǒng)波導(dǎo)開(kāi)始普及，如機(jī)場(chǎng)雷達(dá)和微博中繼網(wǎng)絡(luò)等。4.微帶傳輸線的發(fā)展與現(xiàn)狀微帶傳輸線：

是用于傳輸微波波段信號(hào)的一種傳輸線，簡(jiǎn)稱微帶線。由于改變微帶線的結(jié)構(gòu)和尺寸，和相關(guān)組件配合可以構(gòu)成微帶元件，如電容、電感、諧振電路、濾波器、阻抗變換器以及定向耦合器等，因此微帶線在很多領(lǐng)域得到了廣泛使用。微帶線首次由ITT實(shí)驗(yàn)室提出，其橫截面結(jié)構(gòu)如下圖所示：微帶線橫截面結(jié)構(gòu)示意圖4.微帶傳輸線的發(fā)展與現(xiàn)狀

第一個(gè)微帶線制作在相對(duì)較厚的電介質(zhì)基片上，它不能傳輸TEM模式而且存在線上的頻率色散。這一特點(diǎn)使它不如帶狀線那樣受人關(guān)注，這種情況直到20世紀(jì)60年代，使用薄介質(zhì)基片以后才得以改變。薄襯底降低了微帶線的頻率色散特性，其逐漸取得了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在微帶線已經(jīng)是微波電路中非常重要的一種傳輸線，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。微帶線的結(jié)構(gòu)示意圖4.微帶傳輸線的發(fā)展與現(xiàn)狀微帶傳輸線的工程應(yīng)用：

微帶線作為一種導(dǎo)行電磁波的機(jī)構(gòu)，由于其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不能用于