微波技术基础电子科大第10次课.ppt

共面波导 3.6 共面传输线 共面带线 第一类完全椭圆函数、余函数 3.6 共面传输线 2.共面带线 式中 五、 鳍线 双侧鳍线 单侧鳍线 双侧非对称鳍线 对脊鳍线 绝缘鳍线 安装在金属矩形波导E面上的平面电路，金属鳍印刷在介质基片上→应用于毫米波频段。 工作模式为混合模，特性参量计算较为复杂，采用谱域法等数值方法。 3.7 鳍线 用到了：微带线，悬置微带线，耦合线，鳍线，共面线，矩形波导，以及传输线之间的转换结构。 在上方端口处一般会接上同轴接头，还会用到同轴线。 毫米波鳍线混频器 介质波导和光波导 当毫米波波段→亚毫米波段→太赫兹波段时 普通的微带线将出现一系列新问题 1）高次模的出现使微带的设计和使用复杂 2）金属波导的单模工作条件限制了其横向尺寸不能超过大约一个波长的范围 。这在厘米波段和毫米波低频段不成问题。但到毫米波高频段，单模波导的尺寸就显得太小，不仅制造工艺困难，而且随着工作频率的提高，功率容量越来越小，壁上损耗越来越大，衰减大到不能容忍的地步。因此，对毫米波段的高端及来说，封闭的金属波导已不再适用。于是，适合于毫米波高频段、亚毫米波的传输线 —— 介质波导等非封闭式的传输线（或称开波导）便应运而生 矩形介质波导 介质镜像波导 隔离介质波导 倒置带状介质波导 圆柱介质波导 光纤 介质波导和光波导 圆柱介质波导 要求 传输的电磁波为表面波，是混合模，Hz≠0和Ez≠0 分析方法与金属园波导一样，采用圆柱坐标系、纵向场法 介质波导和光波导 在不同介质kc中取不同值 在介质柱内 ，Ⅰ区 在介质柱内 ，Ⅱ区 且 （沿r 方向为衰减场） 介质Ⅰ区中，场沿r 呈驻波分布 介质Ⅱ区中，场沿r 为指数衰减 圆柱介质波导内： 和 圆柱介质波导外： 和 介质波导和光波导 通解 第一、二类变形贝塞尔函数 将上述通解应用于讨论的实际情况，则有 （1）圆柱介质内部因中心轴处场应为有限值，故B1＝0； （2）圆柱介质外部因无穷远处场应为0，故A2＝0； （3）圆柱介质圆周方向上，场应为单值，故m为整数。 圆柱介质内部通常取B3＝0的圆极化解（当然也可取cosmφ和sinnφ的线极化解） 介质波导和光波导 圆柱介质内部（Ⅰ区） 圆柱介质外部 （Ⅱ区） 由横－纵场关系，可对应求出圆柱介质内、外横向场分量 边界条件在r＝a 处 E0z1＝E0z2，E0φ1＝E0φ2，H0z1＝H0z2，H0φ1＝H0φ2 介质波导和光波导 最后得圆柱介质波导导模的本征值方程 ，可确定各模式的横向场分布 四个齐次方程有解是系数行列式为零，得本征方程 介质波导和光波导 圆柱介质波导可能存在得四种导模及本征方程 介质波导和光波导 介质波导和光波导 得圆柱介质波导主模HE11得单模工作的频率范围为 主模HE11模，fc＝0。第一高次模为TM01和TE01模 光波导 介质波导工作于光频范围时，通常称其为光波导 →光纤 光纤典型的工作波长是0.75～1.6μm，当波长为1.3μm和1.55μm时，光纤的衰减和色散都较小。目前的光纤技术已能把光纤传输线的损耗降低到0.15dB／km(甚至更低) 光纤的特点： 频带宽、衰减小、重量轻、直经小、传输容量大、必威体育官网网址性好、不受电磁干扰，且价格低→20世纪最卓越的十大科技成就之一→大于20％的通讯市场。 * * * * * * * * * * * * * * 微波技术基础 詹铭周 电子科技大学电子工程学院 地点：清水河校区科研楼B336 电话 电邮：mzzhan@uestc.edu.cn 本课内容 1、第三章、微波集成传输线 常用集成传输线的种类和主要特点 2、第四章介质波导和光波导 1、传播条件和波型 2、特性阻抗 3、波长，相速 4、功率容量 5、衰减 了解 微波集成传输线 微波集成传输线的最大特点是 平面化 五种重要的传输线： 带状线（Stripline） 微带线（Microstrip line） 槽线（Slotline） 鳍线（Finline） 共面线（Coplanar line） 注意耦合线结构 共面波导（CPW） 共面带线（CPS） 接地共面波导（CBCPW） Conducter-backed CPW 指元器件、传输线导带等在同一平面 按传播模分类 均匀介质的多导体传输线 均匀介质的单导体传输线 非均匀介质的平面传输线结构 带状线 鳍线 准TEM模 一、回顾带状线 1950年，R.M. Barrett 发明了带状线，是一种三导体TEM波传输线。上下两块导体板是接地板，中间的导体带位于上下板的对称面上，导体带与接地板之间可以是空气介质或填