第四章 微波集成传输线1.ppt

第三章作业：3-2，3-3，3-6，3-10，3-11，3-13，3-22 * Chap. 4 微带传输线 优点： 体积小、重量轻、频带宽、便于与微波集成电路（MIC：Microwave Integrated Circuit)相连接 缺点： 损耗大、Q值低、难以承受较大的功率（目前只适用于中小功率范围） 基本结构形式： － 对称微带线（带状线，stripline） － 不对称微带线（标准微带线或简称微带线，microstrip） * 同轴线 同轴线(coaxial line)是由同轴的内、外导体构成的双导体传输线，也称同轴波导 同轴线主要以TEM模工作方式广泛应作宽频带馈线，设计宽带元件。 但是当同轴线的横向尺寸与工作波长可比拟时，同轴线中将出现TE和TM模，即同轴线的高次模。 * 同轴线 扁带同轴线 带状线 §4-1 带状传输线 * §4-1 带状传输线 一、带状线结构： 由宽为W，厚为t的矩形截面的中心导带 和相距为b的上下接地板构成 板间填充介质或空气 传输的主模为TEM模， （也存在TE和TM模） 与同轴线具有相似特性 带状线两面都有接地板，辐射损耗比非对称的微带线小的多 适用于高性能（如高Q值、高隔离度）的微波电路 * §4-1 带状传输线 二、主模TEM波的传输特性参数 1、相速和波导波长 波导波长 v0为自由空间中的光速 ?0为自由空间中的波长 TEM模，kc＝0,fc=0 ,则相速度与频率无关， 相速度： 传播常数： * 2、特性阻抗 关键求出带状线的单位长度分布电容C，常用的是等效电容法和保角变换法。下面给出一组实用的公式 导体带厚度为0时 利用保角变换法，可求得 K（·）为第一类完全椭圆积分函数 k为模数，k’为补模数 §4-1 带状传输线——二、主模TEM波的传输特性参数 * 实际上导体带厚度t不为0 (1) 宽导体带情况（w/(b-t)?0.35)） (2) 窄导体带情况（w/(b-t)0.35)） 等效为中心导体为圆柱形的带状线 d为等效的中心导体的直径，当t/w?0.11时 §4-1 带状传输线——主模TEM波的传输特性参数 * §4-1 带状传输线——主模TEM波的传输特性参数 3、带状线的损耗和衰减 带状线的辐射损耗可忽略不计 一般情况下，带状线的接地板宽度要比中心导体带的宽度w大很多， 且上下接地板的间距b也远小于工作波长 (1)导体的衰减常数 损耗主要取决于导体(包括接地板)损耗和介质损耗 宽导体带 窄导体带 * §4-1 带状传输线——主模TEM波的传输特性参数 4、带状线的功率容量 两个制约因素： 1）介质本身的击穿场强（与峰值功率相对应）； 2）介质本身所能承受的最高温升（与平均功率相对应） 因此带状线难以传输比较大的功率， 尤其是在中心导体带的棱角处最易发生电击穿。 把棱角改为光滑的圆角以提高功率容量 (2)介质的衰减常数 * §4-1 带状传输线——主模TEM波的传输特性参数 5、带状线尺寸的选择 1）主模为TEM模，应尽量避免出现高次模 (a) TE10模为TE模中的最低次模，截止波长为： 为抑制TE10模 (b)TM01模为TM模中的最低次波型，截止波长为： 为抑制TE10模 2）为了减少带状线在横截面方向能量的泄漏，上下接地板的宽度应不小于（3～6）W * * * * *