传输线分析2014版.pdf

射频集成电路EDA 第三章：传输线分析 2014/10/28 电路要干什么 利用电磁场能量，执行人类赋予的信息 转化方式 能量转化 信息变为电 能量 （为我所用） 转化效率 磁能量形式 传递效率 源匹配 传输通道损耗低 负载匹配 信息 （按需传输与执行） 不失真 阻抗匹配和信号失真问题（用传输线分析解决） DF:daphige@buaa.edu.cn 常见的传输线  同轴线或同轴电缆(coaxial cable)，平行双线(twin-lead, two wire) ，微带线(microstrip)，共面波导(co-planar wave guide, CPW)  一根信号线和地( 线或面) 就组成了传输线，电磁波将沿 信号线传输并被限制在信号线和地之间 DF:daphige@buaa.edu.cn 低频电源线是不是微波传输线 低频电源线 能量在导线内传输 频率很低，相位随距离变化微小；除了传输损 耗，幅度基本不随距离变化 电流在导线截面均匀分布 微波传输线 能量在导线间，以场的形式传播 频率高，幅度随长度变化迅速 电流由于趋肤效应，集中在导体表面 DF:daphige@buaa.edu.cn 同轴线 DF:daphige@buaa.edu.cn 单导体与双导体传输线  “单导体传输线”和“双导体传输线”是微 波理论中的重要概念。 单导体效应 多导体效应 DF:daphige@buaa.edu.cn 单导体与双导体传输线 波导管传输线是由单个导体构成，故称为单导体 传输线； 同轴线等是由内外两个导体构成，故称为双导体 传输线。 波导管 同轴线 DF:daphige@buaa.edu.cn 单导体与双导体传输线 单导体传输线（TE 、TM 色散波） 双导体传输线（TEM 、准TEM 波） 介质传输线（表面波色散波） DF:daphige@buaa.edu.cn 几种传输线的特点 1. 平行双线：低频时使用。频率提高，波长可与平行双线距 离相比拟，辐射严重。 2. 同轴线：将电磁场限制在内/外导体之间，避免辐射损耗。 随着频率的提高，同轴线的横截面尺寸必须相应减小，致 使损耗变大，功率容量变小。 3. 波导：将同轴线的内导体抽去，使其截面尺寸与波长相比 足够大，在较高频率下使用减小损耗，增大功率容量。工 作频带比同轴线窄。 4. 微带线：频带宽、体积小，重量轻。损耗大，功率容量小 5. 介质波导：体积小，损耗小，功率容量大，容易加工。 6. 鳍线：应用于高频，体积小损耗小，加工要求低。 DF:daphige@buaa.edu.cn 传输线中电磁波的种类 TEM波 （横电磁波） . .