同轴至带状线变换的理论分析与设计-微波EDA网-射频工程师天线.PDF

维普资讯 同轴至带状线变换的理论分析与设计 夏 瑜 (华东 电子工程研究所) [摘要] 车文}叵据不同传输线之间的等效原理一对带状线与同轴线连接过渡处的最佳间隙尺寸进行了理论分 析，并推导出相应的计算公式 。理论计算值与实验结果非常吻 台。 一 、 引 言 在设计由带状线掏成的微波元、部件时 ，由于无带状线测试系统，必须将带状线系统过渡到同 轴线或波导系统进行测试或使用。由于带状线和同轴线都为双线传输线，其主模均为 TEM 波，因 而通常采用带状线至同轴线过渡 。在带状线至同轴线连接过渡处，若将带状线与同轴线直接连接 ． 则连接处引起的驻波较大。为了减小驻波 ，通常在带状线与同轴线连接的过渡处留一间隙。文献 C13介绍了一种特定结掏尺寸下的最佳 问隙尺寸值 。对于不同尺寸的带状线及同轴线．其问隙尺寸 的最佳值不同。文献 [23利 用等效电路法对带状线与同轴线过凌处的不均匀性影响进行了较全面的 准确分析、计算 。但该方法非常复杂费时，使用不便。至今，人们通常依靠实验来确定所用结构的补 偿闻隙尺寸最佳值 。但这样既费钱、费时，叉费人力。因此有必要从理论上分析，导出一套能适用于 各种结构尺寸的简单实用的计算公式 ，用来计算带状同轴连接过渡处的最佳问隙尺寸。 本文根据不同类型传输线之间的等效原理 ，将带状线与同轴线连接处三种不同截面的传输线 均等效为同轴线，并利用相同阻抗、不同尺寸的同轴线连接处的最佳间隙尺寸计算公式 ，得出了 带状线与同轴线连接过渡处最佳问隙尺寸的计算公式。然后 ，利用本文公式的计算值与实验结果进 行了比较，证明本文的分析是正确的。 二、理论分析与计算公式推导 带状线与同轴线连接处结掏形式的纵向剖面图如图 1所示。 图1中，区域 I为同轴线部分；区域 I为 同轴线与带状线连接的过渡 问隙部分 ；区域 I为带状线部分。本文的主要 内容就是从理 论上分析推导区域 1的最佳纵 向尺寸 a的计 算公式 。 图 1所示结构的三个区域的横 向剖面 图 如图 2所示 。 由图2可见，在带状线至同轴线连接的 三个区域，区域 I为 内、外导体横截面均为圆 形的标准同轴线 ·区域 1是内导体为圆形、外 圈 1 带状同轴连接处纵向剖面图 维普资讯 导体为平板的变形带状线 ；区域 I是 内导体为矩形、外导体为平板的常规带状线。 区域 I 区j或Ⅱ g域 皿 图 2 带状同被连接处三十区域横向制面圈 下面进行的等效工作的 目的是 ： 1) 以区域 I为基准．将区域 l的内导体为圆形、外导体为平板的变形带状线等效为 内导体直 径仍为 d。、而外导体直径为D的标准同轴线。 2) 以区域 I等效后的标准同轴线外导体直径D为基准，将区域 I等效为外导体直径仍为 D、而 内导体直径为 d的标准同轴线 。 下面讨