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微波技术
经典前沿类产生和发展
目录
一、微波传输线 4
1.1 传输线概论 4
二、微带线产生 5
2.1 产生背景及发展历程 5
2.2 微带线的结构及参数 5
2.2.1 微带线中的主模 6
2.2.2微带线的基本参数及实现 7
三、微带线的应用 10
3.1 微带集成电路简介 10
3.2 微带线的发展趋势 11
3.3 微带线发展的实例 11
四、微带线和带状线的对比 12
4.1 总体对比 12
4.1.1 微带线 13
4.1.2 带状线 13
4.2 微带线的优缺点 13
五、微带线的不连续性 14
六、参考文献 16
微带线的产生和发展
:继元
摘要
微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线。适合制作微波集成电路的平面结构传输线。与金属波导相比,具有体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等优点;但同时也存在问题讨论了微波传输线的,然后微带线的产生、发展、应用方面对进行了介绍。微带线实例,了解蝴蝶结在低通滤波器中的应用也文献,微带线着性根据不连续性得到的一些应用。
关键词: 微波传输线,microstrip,,形性
微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。微波传输线种类很多,按其传输电磁波的性质可分为三类:①TEM模传输线(包括准TEM模传输线),如图1(1)所示的平行双线、同轴线、带状线及微带线等双导线传输线;②TE模和TM模传输线, 如图1(2)所示的矩形波导,圆波导、椭圆波导、脊波导等金属波导传输线;③表面波传输线,其传输模式一般为混合模,如图1(3)所示的介质波导,介质镜像线等。
图1 经典微带传输线,可以用平行双线来传输微波能量和信号;而当频率提高到其波长和两根导线间的距离可以相比时,电磁能量会通过导线向空间辐射出去,损耗随之增加,频率愈高,损耗愈大,因此在微波的高频段,平行双线不能用来作为传输线。
为了避免辐射损耗,可以将传输线做成封闭形式,像同轴线那样电磁能量被限制在内外导体之间,从而消除了辐射损耗。因此,同轴线传输线所传输的电磁波频率范围可以提高,是目前常用的微波传输线。但随频率的继续提高,同轴线的横截面尺寸必须相应减小,才能保证它只传输TEM模,这样会导致同轴线的导体损耗增加,尤其内导体引起损耗更大,传输功率容量降低。因此同轴线又不能传输更高频率的电磁波,一般只适用于厘米波段。
二.微带线产生
2.1产生背景及发展历程同时微带线以,常用的微波传输线还有。但低频的问题得到了解决时,
2.2微带线的结构及参数2所示。它是由介质基片的一边为中心导带,另一边为接地板所构成,其基片厚度为h,中心导带的宽度为w。其制作工艺是先将基片(最常用的是氧化铝)研磨、抛光和清洗,然后放在真空镀膜机中形成一层铬-金层,再利用光刻技术制成所需要的电路,最后采用电镀的办法加厚金属层的厚度,并装接上所需要的有源器件和其它元件,形成微带电路。
图2微带线的横截面结构示意图
2.2.1微带线中的主模
严格地讲,微带线属于非均匀介质系统,在非均匀介质的结构中不存在TEM模,也不存在纯TE模或纯TM 模,而是TE模和TM 模的混合模。微带线可以看成是由平行双导线演变来的,假设在无限均匀介质中有一平行双导线线上传输的主模是纯TEM 模,如果在两导线间的中心对称面上放置一个极薄的理想的导体板,将双导线从中心对称面分为上下两部分,如果在任一单根导线和理想导体平板之间馈电,其间仍可传输纯TEM 模,因而将未馈电的那一根导线移去,也不会改变馈电的导线与理想导体平板场分布。把此馈电的导线变成扁平导体带,就形成了上半空间为同一种介质的微带线,若该介质是空气则称为空气微带线。,它是双导线系统,且周围是均匀的空气,因此它可以存在无色散的TEM模。其演变过程如图
图3由普通传输线至带形传输线的演变
由于空气微带线的辐射损耗大,没有实际的使用价值,虽然它仍然是双导线系统, 在导体和接地板之间填充有介质而上方是空气,因此,这个系统不仅存在介质与导体的分界面,而且存在空气与导体、空气与介质的分界面。在这种混合介质系统中,是不存在纯TEM 模。,在两种不同介质的传输系统中,不可能存在单纯的TEM模,而只能存在TE模和TM模的混合模。但在微波波段的低频端由于场的色散现象很弱,传输模式类似于TEM模,故称为准TEM模。 ?
2.2.2微带线的基本参数及实现4所示。相关设计参数如下:
基板参数: 基板介电常数εr、基板介质损耗角正切tanδ、 基板高度h和导线厚度t。导带和底板(接地板)金属通常为铜、 金、 银、 锡或铝;高速传送信号的基板材料一般有陶瓷材料、玻纤布、 聚四氟
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