同轴线和微带线.pptVIP

具体计算及查图见原来备课的例题.同轴线同轴线是由两根同轴的园柱导体构成的导行系统，内导体的外半径为b(d=2b)、外导体的内半径为a(D=2a)，两导体间填充空气(硬同轴线)或相对介电常数为er的高频介质(软同轴线，即同轴电缆)。同轴线是一种双导体导行系统，可传输TEM波,以TEM波为工作模广泛用作宽频带馈线与设计宽带元件。但当其横向尺寸可与工作波长相比拟时，同轴线中也会出现TE、TM模,这是实用中所不希望的。同轴线的TEM模01TEM模是同轴线的主模，是无色散波，其传输特02性在长线理论中已从电路的角度讨论过。下面，将从03场的角度讨论之。04场分布05TEM波，Ez=Hz=0，fc=0，分布函数应满足06与二维静态场一致，只要用解相应二维静态场的07方法求出08当内、外导体间充满介质(mr、er)时1设有一恒定电流I流过内导体(同轴线无限长)，则根据安培定律，有2用静态场求分布函数TEM?模的场分布如图所示代入(3-115)得TEM?波的行波解为对TEM波（无色散波），沿z向的单一行波电流为导体表面的纵向电流线密度的积分电压是内、外导体间电场的线积分2.特性阻抗特性阻抗01传输功率P与功率容量Pmax02设击穿电压强度为Ebr，击穿将首先在电场最强的内导体表面(r=b)处发生,则ac为导体损耗的衰减常数，对于空气介质的同轴线(硬同轴线)中，TEM波的a?ac。为求a，需先算出长度为L的一段同轴线的衰减功率PL。同轴线内、外导体表面的切向(j向)的磁场分别为则4.衰减常数ad为介质损耗的衰减常数，对于软同轴线，其中填以高频介质，应考虑ad。将上式及式（3-122）代入（3-83）可将同轴线视为同轴波导，取园柱坐标r,j,z；01电磁波在bra范围内传输，这其中还可能存在无限多种色散的高次模，分析方法与园波导相同，只是比园波导多一个内导体，不存在r=0的区域，其通解中包含纽曼函数Yn(u)，求解场分布和lc更复杂。下面仅给出有关lc的近似计算式。0602030405同轴线的高次模????同轴线所有高次模中,lc最大的是模：?可见，在近似程度内，所有相同i的的lc相等而与n无关，故应避免模的出现。??当n?0、i=1,D/d4时?要保证TEM单模传输，则即工作波长应大于同轴线内、外导体的平均周长。随着l的缩短(f上升)，应减小同轴线的尺寸，而过小的尺寸又导致损耗增大、传输效率降低。故同轴线不宜用于微波的高频端作功率传输。三.同轴线尺寸的选择应考虑三个因素：1.保证TEM单模传输?1.1是为了有效地抑制高次模而引入的安全系数。最高可利用频率：由???2.通过功率最大令D/d=x,(3-123)式中，由3.衰减系数最小令D/d=x,(3-124)式中，由01可见，获得最大功率容量和获得最小衰减系数的02条件不同，具体使用时，要根据实际需要确定以哪03一个为主。如远距离传输希望a越小越好，而大功04率传输则要注意同轴线的功率容量。对于空气介质05的同轴线，习惯上采用特性阻抗为75W和50W两种；0675W接近a最小的要求；50W则兼顾通过功率大和07a小这两个要求的折中考虑，此时取D/d=2.3,a比08amin约大10%,功率容量比最大值约小15%。微带线微带线由介质基片上的导带和基片下的接地板构成，整个微带线用薄膜工艺制作而成，其中基片采用介电常数高、高频损耗小的陶瓷、石英或蓝宝石等介质材料，导带材料为良导体。微带线结构简单、体积小、重量轻、加工方便，又便于与微波固体器件接成一体,容易微带线wht实现微波电路的小型化和集成化，在微波集成电路中微带线属于半敞开式、部分填充介质的双导线传输线，可看作是由平行双线演变而来的，如图所示。在平平行双线演变成微带线体轧成薄导带，且在导带与导电平板之间填充介质，即成标准的微带线。获得了广泛的应用。行双线对称面上放一无限薄的导电平板，由于电力线垂直于导电平板，因此并不影响原来的场分布；去掉下面的一个导体，导电平板上的场分布也不变；再将圆柱导01微带线是双导体系统，如果没有介质基片，由于02导体周围是