《微波天线》习题课报告.ppt

2、传输特性参量 （1）特性阻抗Z0与相速Vp 其中，c为自由空间的光速，?r为填充介质的相对介电常数，L和C分别为带状线上的单位长分布电感和分布电容 导带厚度不为零时的特性阻抗计算公式： 式中： （2）带状线损耗 带状线损耗包括由中心导带和接地板导体引起的导体损耗、两接地板间填充的介质损耗及辐射损耗。 （3）波导波长 （4）截止波长λcTE10和λcTM10 带状线传输的主模是TEM模, 但若尺寸选择不合理也会引起高次模TE模和TM模。在TE模中最低次模是TE10模, 其截止波长为： 在TM模中最低次模是TM10模, 其截止波长为： 因此为抑制高次模, 带状线的最短工作波长应满足 3.2 一根以聚四氟乙烯(εr=2.1)为填充介质的带状线, 已知b=5 mm, t=0.25 mm, w=2 mm, 求此带状线的特性阻抗及其不出现高次模式的最高工作频率。 知识点（二）：微带线的传输特性参数 1、特性阻抗Z0与相速vp 2、波导波长λg 3、介质衰减常数αd 微带线： 由沉积在介质基片上的金属导体带和接地板构成的传输系统。它可以看成是由双导体传输线演化而来的，即将无限薄的导体板垂直插入双导体中间再将导体圆柱变换成导体带，并在导体带之间加入介质材料，从而构成了微带线，下图a为微带线的演化过程及结构. 图a 微带线的演化过程及结构 微带线是由双导体系统演化而来的，但由于在中心导带和接地板之间加入了介质，属于部分填充介质传输系统。因此，在介质基底存在的微带线所传输的波已非标准的TEM波，称为准TEM模。 1、 特性阻抗Z0与相速vp 微带传输线同其他传输线一样, 满足传输线方程。因此对准TEM模而言, 如忽略损耗， 则有： 其中，L和C分别为微带线上的单位长分布电感和分布电容， ?e为等效介电常数。由于微带线周围不是填充一种介质, 其中一部分为基片介质, 另一部分为空气, 这两部分对相速均产生影响, 其影响程度由介电常数ε和边界条件共同决定。 介质微带线的特性阻抗Z0与空气微带线的特性阻抗 有以下关系： 有效介电常数?e的取值就在1与εr之间, 具体数值由相对介电常数?r和边界条件决定。工程上, 有时用填充因子q来定义有效介电常数εe，填充因子的大小反映了介质填充的程度。当q=0，?e=1，对应于全空气填充；当q=1，?e=?r，对应于全介质填充。 （1）导带厚度为零（t=0）时的空气微带线特性阻抗及有效介电常数εe 式中，w/h是微带的形状比，w是微带的导带宽度，h为介质基片厚度。 定义有效介电常数εe为 2、 波导波长λg 微带线的波导波长也称为带内波长, 即 　　显然，微带线的波导波长与有效介电常数εe有关, 也就是与 有关, 亦即与特性阻抗Z0有关。对同一工作频率, 不同特性阻抗的微带线有不同的波导波长。 3、介质衰减常数αd 对均匀介质传输线, 其介质衰减常数由下式决定: 式中：tanδ为介质材料的损耗角正切。一般情况下，微带线的导体衰减远大于介质衰减，因此一般忽略介质衰减 3.3 已知某微带的导带宽度为w=2mm, 厚度t→0, 介质基片厚度h=1mm, 相对介电常数εr=9, 求此微带的有效填充因子q和有效介电常数εe及特性阻抗Z0(设空气微带特性阻抗Za0=88Ω)。 3.4 已知微带线的特性阻抗Z0=50Ω, 基片为相对介电常数εr=9.6的氧化铝陶瓷, 设损耗角正切tanδ=0.2×10-3, 工作频率f=10GHz,求介质衰减常数αd。 3.5 在h=1mm的陶瓷基片上(εr=9.6)制作λg/4的50Ω、 20 Ω、100 Ω的微带线, 分别求它们的导体带宽度和长度。 设工作频率为6GHz,导带厚度t≈0。 解： 由教材中图3-6可得阻抗为50Ω的微带线的导带宽度ω和基带厚度h之比等于1，即ω/h=1，因此有ω=1. 再由以下公式求得相同尺寸下的空气微带线的特性阻抗为 再由 求得介质微带线的有效介电常数为 波导波长为 所以λg/ 4微带线的长度为 第 4章 微波网络基础 知识点（一）：双端口网络 1、阻抗矩阵[Z] 2、转移矩阵[A] 3、散射矩阵[S] (2)、当负载阻抗为电容性（电感性）负载，在离负载最近的即第一个波节点（或波腹点）处，加接一节长度为λ/4、特性阻抗为Z01的传输线来实现负载