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实验二微带传输线实验

一实验目的

1.了解微带传输线的基本理论和特性。

2.掌握用网络分析仪测量微带传输线接不同负载时工作参量的值。

3.通过测量认知1/4波长传输线阻抗变换特性。

二实验原理

1.微带传输线的基本原理

微带线目前是混合微波集成电路和单片微波集成电路使用最多的一种平面型传输

线。它可用作光刻程序制作，且容易与其它无源微波电路和有源微波电路器件集成，实

现微波部件和系统的集成化。

微带线可以看作是由双导线传输线演变而成的，如图2—1所示。在两根导线之间

插入极薄的理想导体平板，它并不影响原来的场分布，而去掉板下的一根导线，并将留

下的另一根导线“压扁”，即构成了微带传输线。实际的微带线结构如图2-1所示。导

体带（其宽度为的厚度为力和接地板均由导电良好的金属材料（如银，铜，金）构成，

导体带与接地板之间填充以介质基片，导体带与接地板的间距为ho有时为了能使导体

带，接地板与介质基片牢固地结合在一起，还要使用一些黏附性较好的铭，铝等材料。

介质基片应采用损耗小，黏附性,均匀性和热传导性较好的材料，并要求其介电常数随频

率和温度的变化也较小。

图2—1双导线演变成微带线

图2—2微带线的结构及其场分布

2.微带线的技术参数

2.1特性阻抗

若微带线是被一种相对介电常数为名的均匀介质所完全包围着，并把准TEM模当作纯

TEM模看待，并设£和C分别为微带线单位长度上的电感和电容，则特性阻抗为

相速以为

1

__Vo

vpvp-X

但实际上的微带线是含有介质和空气的混合介质系统，因此不能直接套用上面的公

式求特性阻抗。为了求出实际的微带线的特性阻抗Zc和相速度），而引入了等效相对介

电常数的概念。如果微带线的结构现状和尺寸不变，当它被单一的空气介质所包围着时，

其分布电容为C。。实际微带线是由空气和相对介电常数为益的介质所填充，它的电容

为G,那么，等效相对介电常数册的定义为

这样，实际微带线的特性阻抗即可表示为

Z：为在同样形状和结构尺寸的情况下，填充介质全部是空气时微带线的特性阻抗

1

0

Z

CVoCo

我们假定已成形的导体的厚度t与基片厚度h相比可以忽略h(t/h0.005)这种情况

0

下，我们能够利用只与线路尺寸(w和h)和介电常数名有关的经验公式。对于窄带微带线

当皿1时，我们得到特性阻抗：

60_8/zw.

z

7=JI∏(1)

ZCEW4〃

对于宽线w∕h∖时，我们必须采用不同的特性阻抗表达式：

120

Zc

为了求出填充其他介质

时微带线的特性阻抗ZJ还应知道等效相对介电常数外其表达式即:

2.2相速度和波导波长

由于微带传输线是具有混合介质系统的传输线，因此，它的相速度为:

式中，W为自由空间中电磁波的速度；端为相对有效介电常数。

微带传输线的波导波长几为

式中，丸。为自由空间中的波长。

2.3电压反射系数

电压反射系数「0,它表示反射与入射电压波之比:

一厂=Z