第四章微波集成傳輸線

第四章微波集成傳輸線第一頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五Chap.4微帶傳輸線

優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、頻帶寬、便于與微波集成電路（MIC：MicrowaveIntegratedCircuit)相連接缺點(diǎn)：損耗大、Q值低、難以承受較大的功率（目前只適用于中小功率范圍）基本結(jié)構(gòu)形式：－對(duì)稱微帶線（帶狀線，stripline） －不對(duì)稱微帶線（標(biāo)準(zhǔn)微帶線或簡稱微帶線，microstrip）第二頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五同軸線同軸線(coaxialline)是由同軸的內(nèi)、外導(dǎo)體構(gòu)成的雙導(dǎo)體傳輸線，也稱同軸波導(dǎo)同軸線主要以TEM模工作方式廣泛應(yīng)作寬頻帶饋線，設(shè)計(jì)寬帶元件。

但是當(dāng)同軸線的橫向尺寸與工作波長可比擬時(shí)，同軸線中將出現(xiàn)TE和TM模，即同軸線的高次模。第三頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五同軸線扁帶同軸線帶狀線§4-1帶狀傳輸線第四頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五§4-1帶狀傳輸線一、帶狀線結(jié)構(gòu)：由寬為W，厚為t的矩形截面的中心導(dǎo)帶和相距為b的上下接地板構(gòu)成板間填充介質(zhì)或空氣傳輸?shù)闹髂門EM模，（也存在TE和TM模）與同軸線具有相似特性帶狀線兩面都有接地板，輻射損耗比非對(duì)稱的微帶線小的多適用于高性能（如高Q值、高隔離度）的微波電路第五頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五§4-1帶狀傳輸線二、主模TEM波的傳輸特性參數(shù)1、相速和波導(dǎo)波長波導(dǎo)波長v0為自由空間中的光速0為自由空間中的波長TEM模，kc＝0,fc=0,則相速度與頻率無關(guān)，相速度：傳播常數(shù)：第六頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五2、特性阻抗關(guān)鍵求出帶狀線的單位長度分布電容C，常用的是等效電容法和保角變換法。下面給出一組實(shí)用的公式

導(dǎo)體帶厚度為0時(shí)利用保角變換法，可求得

K（·）為第一類完全橢圓積分函數(shù)

k為模數(shù)，k’為補(bǔ)模數(shù) §4-1帶狀傳輸線——二、主模TEM波的傳輸特性參數(shù)第七頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五實(shí)際上導(dǎo)體帶厚度t不為0(1)寬導(dǎo)體帶情況（w/(b-t)0.35)）(2)窄導(dǎo)體帶情況（w/(b-t)<0.35)）等效為中心導(dǎo)體為圓柱形的帶狀線d為等效的中心導(dǎo)體的直徑，當(dāng)t/w0.11時(shí)§4-1帶狀傳輸線——主模TEM波的傳輸特性參數(shù)第八頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五§4-1帶狀傳輸線——主模TEM波的傳輸特性參數(shù)3、帶狀線的損耗和衰減帶狀線的輻射損耗可忽略不計(jì)

一般情況下，帶狀線的接地板寬度要比中心導(dǎo)體帶的寬度w大很多，且上下接地板的間距b也遠(yuǎn)小于工作波長(1)導(dǎo)體的衰減常數(shù)損耗主要取決于導(dǎo)體(包括接地板)損耗和介質(zhì)損耗寬導(dǎo)體帶窄導(dǎo)體帶第九頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五§4-1帶狀傳輸線——主模TEM波的傳輸特性參數(shù)4、帶狀線的功率容量兩個(gè)制約因素：

1）介質(zhì)本身的擊穿場(chǎng)強(qiáng)（與峰值功率相對(duì)應(yīng)）；

2）介質(zhì)本身所能承受的最高溫升（與平均功率相對(duì)應(yīng)）因此帶狀線難以傳輸比較大的功率，尤其是在中心導(dǎo)體帶的棱角處最易發(fā)生電擊穿。把棱角改為光滑的圓角以提高功率容量(2)介質(zhì)的衰減常數(shù)第十頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五§4-1帶狀傳輸線——主模TEM波的傳輸特性參數(shù)5、帶狀線尺寸的選擇1）主模為TEM模，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)高次模(a)TE10模為TE模中的最低次模，截止波長為：為抑制TE10模(b)TM01模為TM模中的最低次