4-2__微带线

§4-2微带线erhwt一、微带的基本概念1.微带的第一个特点是非机械加工，它采用金属薄膜工艺，而不是象带状线要做机加工。基片打孔蒸发光刻腐蚀电镀微带工艺2.一般地说，微带均有介质填充，因此电磁波在其中传播时产生波长缩短，微带的特点是微。为了处理方便经常提出有效介电常数(它是全空间填充的)，注意是相对的。图微带的有效介电常数定义re3.结构上微带属于不均匀结构。一、微带的基本概念ererhwwttrrerep0reZZ010(Ⅰ)和(Ⅱ)p相同(Ⅰ)和(Ⅱ)Z0相同其中，Z0是介质微带线的特性阻抗；Z01是空气微带线的特性阻抗。Z01——是一个不随介电常数r变化的不变量。从概念上，考虑到局部填充，显然有rre＜一、微带的基本概念4.严格说来，微带不是TEM波传输线，可称之为准TEM模(Quasi—TEMmode)，然而作为工程分析，这种概念和精度已足够满足要求。同样，它也是宽带结构。5.容易集成，和有源器件、半导体管构成放大、混频和振荡。常用的基片有两种：氧化铝Al2O3陶瓷r=9.0～9.9聚四氟乙烯或聚氯乙烯r=2.50左右。一、微带的基本概念二、微带线传输的主模001CZp三、微带线的特性参量为准TEM模。准静态分析法010011CZrp0rZZ010C0=rC01p=000prC01＜C0＜rC0101001ZZZrererhwwttrreererhwwttrererhwwttrre等效相对介电常数用re表示，其值介于1和r之间rep0rep0010CCrereZZ010相速相波长单位长度分布电容特性阻抗应用保角变换方法确定实际微带线的分布电容C0和空气微带线的分布电容C01，两者的比值为等效相对介由常数，即)1(1010rreqCC式中q为填充因子，表示介质填充的程度。当q=0则re=1，表示导带周围全部填充空气；当q=1，则re=r，表示导带周围全都填充相对介由常数r的介质。通常0＜q＜l，q是微带线尺寸w/h的函数，其计算公式为21101121whq例4-1微带线特性阻抗Z0=50Ω，陶瓷基片的相对介由常数r=9，基片厚度h=0.8mm，计算微带线的导带宽度w。解计算步骤如下：（1）首先，近似计算Z01150950001rZZq1=0.615（2）计算等效相对介电常数的初值re192.5)19(615.01)1(11rreq（3）用re1重新计算较准确的Z01值12102.5501001reZZ由上述Z01值重复步骤（1），得到更准确的q2=0.635（4）重复步骤（2），再次计算re208.6)19(635.01)1(122rreq再次计算12308.6502001reZZ再次查曲线得到q3=0.63，计算re304.6)19(63.01)1(133rreq取最后一组re，q和w/h值为验算01.0007.004.604.608.6332rererere=6.04，q3=0.63，w/h=1.05故w/h=1.05w=1.05×0.8=0.84mm四、微带线的色散特性和尺寸设计考虑•（一）微带线的色散特性GHzhZfr0410)1(95.0•（二〕微带线尺寸设计考虑1422minminminrrrhhw§4-3耦合带状线和耦合微带线在微波工程设计中，由于定向耦合器、滤波器等元件的实际需要，提出了耦合传输线。U1=Ue+Uo，U2=Ue-Uo221UUUe221UUUo在一般情况下U2=0故Ue=Uo=U1/2。偶模(evenmode)激励——是一种对称激励；奇模(oddmode)激励——是一种反对称激励。不管是哪种激励，它们都是建立在“线性迭加原理”基础上的。偶模激励是磁壁——偶对称轴。奇模激励是电壁——奇对称轴。在耦合微带线的分析中采用的方法还是奇耦模理论，只是在讨论中要强调微带的不均匀性所造成的场与带状线情况有所不同。CfCfCf'Cf'CpCpCfCfCgdCgaCgaCgdCpCp磁壁-偶对称电壁-奇对称opooCZ001epeeCZ001rpepo0rpepo0偶模特性阻抗Z0e定义为偶模场型分布时单根中心导体对地的阻抗。奇模特性阻抗Z0o定义为奇模场型分布时单根中心导体对地的阻抗。eerekKkKZ20130oorokKkKZ20130式中K（·）为第一类完全椭圆积分bswbwke2tanh2tanhbswbwko2coth2tanh11)1()(00roororeoqCC11)1()(00reerereeqCC引进奇、偶模等效相对介电常数分别为reo和ree。利用准静态方法可求得相对介电常数分别为1（空气）和r（介质基片）的耦合微带线中每条导带单位长度上对地的奇、偶模分布电容C0o（1）、C0e（1）和C0o（r）、C0e（r），则耦合微带线奇、偶模的等效相对介电常数分别为耦合微带线reopo0reepe000reporeepe0reooropooZCZ)1()(100reeerepeeZCZ)1()(100薄带侧耦合带状线薄带侧耦合带状线34传输线类型主模截止波长单模传输条件矩形波导TE102aa2a2b圆波导TE113.41R2.62R3.41R同轴线TEM(D+d)/2带状线TEM微带线准TEM∞∞∞rw2rb2rw2rh214rh