Mw-3-4微波课件.ppt

当微带线的周围全部用相对介电常数为 的介质填充时。此时微带线TEM模的相速为 ，其单位长度分布电容为 ，则其特性阻抗为 (2).微带传输线的相速范围 单位长度分布电容范围 特性阻抗范围 (3).微带传输线的等效特性参量 e0 er W t h 等效成：完全由εre的介质填充 模型： 我们引入一个相对的等效介电常数 ，其值介于1和 之间，用它来均匀填充微带线，构成等效微带线，并保持它的尺寸和特性阻抗与原来的实际 微带线相同。则 相速为 相波长为 单位长度分布电容为 特性阻抗为 相对等效介电常数 式中q为填充因子，表示介质填充的程度。 (1) 微带线的色散特性 微带线中电磁波传播的速度是频率的函数，它使得微带线的特性阻抗Zc和?re将随频率而变化，频率愈高，则相速愈小，等效介电常数愈大，特性阻抗愈低。 临界频率的近似值为 3．微带线的色散特性和尺寸设计考虑 (2) 微带线尺寸设计考虑 当工作频率提高后，微带线中除了传输TEM模以外，还会出现高次模。据分析，当微带线的尺寸w和h给定时，最短工作波长只要满足 就可保证微带线中主要传输TEM模。 传输线类型 主 模 截止波长?c 单模传输条件 矩形波导 TE10模 2a a?2a，?2b 圆波导 TE11模 3.14R 2.62R?3.41R 同轴线 TEM模 ? ??/2(D+d) 带状线 TEM模 ? 微带线 准TEM模 ? 各类传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件列表如下： l/4波长变换器 负载 单支节短路器 负载 分支线带通滤波器 微带低通滤波器 微带线的拐角 * * Ch3微带与光波导 微波技术 第3章 参考： 第三章：微带传输线（p139） 第四章：光波导(p185) 随着电子、通信工程的发展： 六十年代以来，在微波工程和微波技术上，出现了一次不小的革命，即所谓微带传输线。它是平面形结构的导行系统。 要求微波电路和系统 小型 轻量 性能可靠 微带传输线 体积小、重量轻、频带宽， 可靠性高、性能优越， 功能的可复制性好， 能构成各种用途的微波元件， 价格低廉， 都传输TEM波， 便于与微波集成电路相连接。 优点 损耗大， Q值低， 承受功率小。 缺点 接收机和小功率元件中 应用 本章主要讨论的问题： 结构、（传输）原理、 （传输）特性、参数的（近似）计算方法。 §3.1 带状传输线 1．带状线的基本概念 结构：两块导体接地板（相距为b），中间对称面上为矩形截面导体带（宽度为W、厚度为t），板间填充空气或介质（εr）。 电力线 磁力线 中心导带 传输原理： 带状线(Stripline)是微波工程技术上，这一革命的“过渡人物”，结构如上图所示，属双导体类传输线。 它可以看作是同轴线的变形，传输的主模是TEM模。 。 同轴线 扁带同轴线 带状线 电力线 磁力线 替代同轴线制作高性能的无源元件； 用途： 特点： 缺点： 宽频带、高Q值、高隔离度； 不便外接固体微波器件，---不宜做有源微波电路。 传输波型： 工作模式为TEM波，可存在高次模。 同轴线---内外导体变成矩形，外窄边延伸至无限远---带状线。 带状线的等效模型 2．带状线的TEM传输特性 等效电路模型： 因此，对于带状线可以用传输线理论来分析。 表征带状线的主要特性参量与传输线一样有：传播常数、相速、相波长和特性阻抗。 难点在于求解分布参数R、G、C、L。 条件：导体为理想导体、填充介质均匀、无耗、各向同性、结构沿纵向均匀、横截面尺寸远小于工作波长。则 主要计算：单位长度上的分布电容 导体衰减常数 介质衰减常数 带状线研究涉及以下几个问题 特性阻抗 衰减 功率容量 尺寸设计 可见，在工程的具体实践中 关键是参量R、G、L、C的计算 3.带状线特性阻抗的计算方法 带线传输TEM波，特性阻抗是研究的主要问题，其求解框图如下: 其中υp是传输线上的光速，一般有 是所填充介质的介电常数，于是计算特性阻抗的问题可转化为求电容C 的问题。 （1）中心导带厚度为零（t→0）时的特性阻抗 在导带的厚度t→0的情况下，利用保角变换法可求得特性阻抗Zc的精确表达式为: 一般文献资料中都给出k值相对应的 值，根据k即可求出Zc。 宽导带情况 特性阻抗为 窄导带情况 特性阻抗为 （2）中心导带厚度不为零时的特性阻抗