中北大学微波技术第4章2.ppt

§4-2 微带线 二、微带线传输的主模 四、微带线的色散特性和尺寸设计考虑 （一）微带线的色散特性 §4-3 耦合带状线和耦合微带线 * * 一、微带的基本概念 1. 微带的第一个特点是非机械加工，它采用金属薄膜工艺，而不是象带状线要做机加工。 基片 打孔 蒸发 光刻 腐蚀 电镀 微带工艺 2. 一般地说，微带均有介质填充，因此电磁波在其中传播时产生波长缩短，微带的特点是微。 为了处理方便经常提出有效介电常数(它是全空间填充的)，注意是相对的。 图 微带的有效介电常数定义 3. 结构上微带属于不均匀结构。 一、微带的基本概念 er ere (Ⅰ)和(Ⅱ) lp 相同 (Ⅰ)和(Ⅱ)Z0相同 其中，Z0是介质微带线的特性阻抗； Z01是空气微带线的特性阻抗。 Z01——是一个不随介电常数?r变化的不变量。 从概念上，考虑到局部填充，显然有 一、微带的基本概念 4. 严格说来，微带不是TEM波传输线，可称之为准TEM模(Quasi—TEM mode)，然而作为工程分析，这种概念和精度已足够满足要求。同样，它也是宽带结构。 5. 容易集成，和有源器件、半导体管构成放大、混频和振荡。 常用的基片有两种： 氧化铝Al2O3陶瓷 ?r=9.0～9.9 聚四氟乙烯或聚氯乙烯 ?r=2.50左右。 一、微带的基本概念 三、微带线的特性参量 为准TEM模。 准静态分析法 C0=erC01 up=u0 C01＜C0＜erC01 等效相对介电常数用ere表示，其值介于1和er之间 相速 相波长 单位长度分布电容 特性阻抗 应用保角变换方法确定实际微带线的分布电容C0和空气微带线的分布电容C01，两者的比值为等效相对介由常数，即 式中q为填充因子，表示介质填充的程度。当q=0则ere=1，表示导带周围全部填充空气；当q=1，则ere=er，表示导带周围全都填充相对介由常数er的介质。通常0＜q＜l，q是微带线尺寸w/h的函数，其计算公式为 例4-1 微带线特性阻抗Z0=50Ω，陶瓷基片的相对介由常数er=9，基片厚度h=0.8mm，计算微带线的导带宽度w。 解 计算步骤如下： （1）首先，近似计算Z01 q1=0.615 （2）计算等效相对介电常数的初值ere1 （3）用ere1重新计算较准确的Z01值 由上述Z01值重复步骤（1），得到更准确的q2=0.635 （4）重复步骤（2），再次计算ere2 再次计算 再次查曲线得到q3=0.63，计算ere3 取最后一组ere，q和w/h值为 验算 ere=6.04 ，q3=0.63，w/h=1.05 故 w/h=1.05 w=1.05×0.8=0.84 mm （二〕微带线尺寸设计考虑 在微波工程设计中，由于定向耦合器、滤波器等元件的实际需要，提出了耦合传输线。 U1=Ue+Uo，U2=Ue-Uo 在一般情况下U2=0故 Ue=Uo=U1/2。 偶模(even mode)激励——是一种对称激励； 奇模(odd mode)激励——是一种反对称激励。 不管是哪种激励，它们都是建立在“线性迭加原理”基础上的。 偶模激励是磁壁——偶对称轴。 奇模激励是电壁——奇对称轴。 在耦合微带线的分析中采用的方法还是奇耦模理论，只是在讨论中要强调微带的不均匀性所造成的场与带状线情况有所不同。 磁壁-偶对称 电壁-奇对称 *