射频技术传输线基础.ppt

关于射频技术传输线基础 第1页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 b.重要的电磁参数 基本电磁参量如：介质介电常数、介质的损耗正切、相对磁导率等。金属的导电率等。 c.多种其它结构微带线 屏蔽微带、悬置微带、倒置微带、耦合微带等 传输线基础—微带线—基本结构 第2页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 传输线基础—微带线—基本传输特性 2.基本传输特性 a.微带中的波型：准TEM波 （0.5mm，er=2.2基片上 50ohm线，对数幅度，并放大了矢量图尺寸） *场的近似静电解 《微波工程》p125-127 第3页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 传输线基础—微带线—基本传输特性 c.微带相速与传播常数* b.等效介电常数* * 参考《微波工程》p123－124 式中，εr、 εe分别为基片相对介电常数和微带等效介电常数 第4页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 传输线基础—微带线—基本传输特性 d.微带阻抗* * 参考《微波工程》p123－124 第5页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 传输线基础—微带线—基本传输特性 或微带阻抗综合公式*： * 参考《微波工程》p123－124 第6页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 传输线基础—微带线—基本传输特性 e.微带线的损耗* * 参考《微波工程》p123－124 源于介质的介电损耗 源于导体的损耗 第7页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 f.色散： 当相速因频率不同而不同时，各个频率分量的信号沿传输线传播后不再保持其原来的的相位关系，产生了信号失真。这种效应即色散。 群速： 微带色散*： *《微波固态电路设计》p23 传输线基础—微带线—基本传输特性 第8页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 * 分贝(dB)与奈培(Np) : 用功率表示： 用相同电阻上的电压表示： 所以有： 第9页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 例：在0.5mm厚的介质基片Rogers 5880上的微带线。基片介电常数2.2,损耗正切0.001,线宽1.52mm.材质为铜。求微带线的特性。 解： 等效介电常数 传输线基础—微带线—基本传输特性.例1 第10页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 相速与传播常数* 考虑频率为30GHz和1GHz (f=30GHz) (f=1GHz) 传输线基础—微带线—基本传输特性.例1 第11页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 (f=30GHz) 传输线基础—微带线—基本传输特性.例1 微带阻抗 微带线的损耗 源于介质的介电损耗 第12页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 传输线基础—微带线—基本传输特性.例1 源于导体的损耗 总损耗 (f=30GHz) (f=30GHz) (f=1GHz) 第13页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 例：微带设计 计算微带的宽度和长度，要求在2.5GHz时为50Ω阻抗和1／4波长。基片厚度0.127cm,εr=2.2。 解 猜测W/d2,根据前述公式有 上述结果满足假设的W/d2。再计算 传输线基础—微带线—基本传输特性.例2 第14页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 计算工具 一些有用的计算工具：APPCAD，ADS的linecalc, CST的线计算工具等。 第15页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 散射参量* S参量是射频及微波描述电网络的网络参量。 1.散射参量的定义 a1 a2 b1 b2 网络 Port1 Port2 S参量是用入射功率波和反射功率波定义的网络参数。 a.归一化入射功率an和反射功率bn （n=1,2） *《射频电路设计》p110-117 第16页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 b.归一化功率an、bn 与真实功率的关系 同理也可以得到由Vn、In单独表达的归一入射波和反射波。 散射参量* 第17页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 c. S参量定义 an=0要求入射功率为零，且端口匹配。 S参量的分贝表达 （m,n=1,2) 散射参量* 第18页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 2.散射参量的物理意义 输入端的反射系数： （输出匹配） 驻波比： 输出端的反射系数： （输入匹配） 驻波比同。 散射参量* 第19页，共33页，2022年，5月20日，1点3分，星期四 增益： a1 a2 b1 b2 设端口2