微波技術(shù)基礎(chǔ)：傳輸線-帶狀線與微帶線

波導(dǎo)同軸線帶狀線微帶線1.主要用途2.構(gòu)成（金屬導(dǎo)帶、接地板、介質(zhì)板）及要求3.基本結(jié)構(gòu)（對稱微帶、不對稱微帶）引言帶狀線微帶線介質(zhì)基板的要求：介電常數(shù)高，隨頻率的變化小損耗小純度高，均勻、各向同性與導(dǎo)體的粘附性好導(dǎo)熱性好有一定的機(jī)械強(qiáng)度、便于切割等化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕價(jià)格便宜導(dǎo)體的要求：電阻率低電阻隨溫度的變化系數(shù)小粘附性好易腐蝕，易焊接易于沉積電鍍3.7帶狀線結(jié)構(gòu)基本要素支撐介質(zhì)的介電常數(shù)εr上下接地板間距b中心導(dǎo)帶寬度W同軸線電力線磁力線制作方法3.7帶狀線－－特點(diǎn)與用途基模為TEM模。填充均勻介質(zhì)，不存在色散。也可以存在TE和TM的高次模，即有單模傳輸?shù)念l率上限。可由上下接地板的距離來控制。采用靜場分析方法保角變換求解電位的拉普拉斯方程微波無源集成電路。特別適合多層微波集成的中間層。特點(diǎn)：主要分析方法（TEM模）用途：表征參數(shù)：特征阻抗Z0傳播常數(shù)β衰減常數(shù)α3.7.1傳播常數(shù)、特征阻抗和衰減的公式——帶狀線設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式相速傳播常數(shù)特征阻抗計(jì)算特征阻抗的經(jīng)驗(yàn)公式（中心導(dǎo)體零厚度）We是中心導(dǎo)體的有效寬度，即3.7.1傳播常數(shù)、特征阻抗和衰減的公式——帶狀線設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式帶狀線設(shè)計(jì)的逆公式其中t為帶狀線中心導(dǎo)體的厚度導(dǎo)體衰減其中習(xí)題1.有一根聚四氟乙烯（εr＝2.1）附銅板帶狀線，已知b＝5mm，t＝0.25mm，W＝2mm，求此帶狀線的特性阻抗。若W＝4mm，求此帶狀線的特性阻抗。2.設(shè)計(jì)一根特性阻抗為50歐姆的帶狀線，所選基板為羅杰斯5880的附銅板帶狀線（εr＝2.2），求此帶狀線的W/b的值。若所選基板的εr＝9，求W/b的值。Z0隨W的增加而減小Z0相同，基板的介電常數(shù)εr越小，W/b的值越大

3.7.2近似靜電解

——帶狀線特征阻抗的數(shù)值方法屏蔽帶狀線的電位方程和邊界條件由于中心導(dǎo)帶上存在電荷密度，在y=b/2處場不連續(xù)。應(yīng)分別求兩個(gè)區(qū)域（0<y<b/2和b/2<y<b的解。3.7.2近似靜電解

——帶狀線特征阻抗的數(shù)值方法由分離變量法，并考慮到邊界條件，有電位在b/2處必須連續(xù)，有An=Bn3.7.2近似靜電解

——帶狀線特征阻抗的數(shù)值方法電場強(qiáng)度y分量中心導(dǎo)帶上的電荷密度3.7.2近似靜電解

——帶狀線特征阻抗的數(shù)值方法系數(shù)An的求解中心導(dǎo)體表面電荷分布的簡單假設(shè)利用三角函數(shù)的正交性，得到系數(shù)An3.7.2近似靜電解

——帶狀線特征阻抗的數(shù)值方法帶狀線單位長度電容中心導(dǎo)體的電壓中心導(dǎo)體單位長度的電荷單位長電容3.8微帶線中心導(dǎo)帶寬度W介質(zhì)基片厚度d介質(zhì)相對介電常數(shù)εr傳輸準(zhǔn)TEM模，特征阻抗、相速、傳播常數(shù)等可由靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)方法獲得不是純TEM模，存在輕微的色散采用照相印刷工藝,精度高,工藝重復(fù)性好。平面電路，適合有源器件的安裝，是最適合微波集成電路的傳輸線微帶線的結(jié)構(gòu)與基本要素基本特點(diǎn)平行雙導(dǎo)線電力線磁力線表征參數(shù)：特征阻抗Z0傳播常數(shù)β衰減常數(shù)α3.8.1有效介電常數(shù)、特征阻抗和衰減的計(jì)算公式有效介電常數(shù)特征阻抗3.8.1有效介電常數(shù)、特征阻抗和衰減的計(jì)算公式給定特征阻抗和介電常數(shù)求W/d其中3.8.1有效介電常數(shù)、特征阻抗和衰減的計(jì)算公式介質(zhì)損耗導(dǎo)體損耗傳播常數(shù)習(xí)題1.聚苯乙烯（εr＝2.55）微帶的特性阻抗Z0＝50歐，求其形狀比W/h值。若Z0＝50歐的微帶制作在Al2O3（εr＝9.9）基板上，求其形狀比W/d值。2.計(jì)算微帶線的寬度和長度，要求在3.0GHz有75歐的特性阻抗和90o相移?；穸葹閐＝0.127cm，εr＝2.20。Z0隨W的增加而減小Z0相同，基板的介電常數(shù)εr越小，W/d的值越大

3.8.2近似靜電解

——微帶線特征阻抗的數(shù)值方法屏蔽帶狀線的電位方程和邊界條件由于金屬帶上有電荷不連續(xù)性，在空氣和電介質(zhì)分界面定義的兩個(gè)區(qū)域上分別求電位方程的表達(dá)式。（0<y<d和d<y<∞）的解。3.8.2近似靜電解

——微帶線特征阻抗的數(shù)值方法由分離變量法，并考慮到邊界條件，有電位在d處必須連續(xù)，有3.8.2近似靜電解

——微帶線特征阻抗的數(shù)值方法電場強(qiáng)度y分量中心導(dǎo)帶上的電荷密度3.8.2近似靜電解

——微帶線特征阻抗的數(shù)值方法系數(shù)An的求解中心導(dǎo)體表面電荷分布的簡單假設(shè)利用三角函數(shù)的正交性，得到系數(shù)An3.8.2近似靜電解

——微帶線特征阻抗的數(shù)值方法帶狀線單位長度電容中心導(dǎo)體的電壓中心導(dǎo)體單位長度的電荷單位長電容3.8.2近似靜電解

——微帶線特征阻抗的數(shù)值方法令C表示具有電介質(zhì)基片（εr≠1）的微帶線的單位長度電容令C0表示具有電介質(zhì)基片（εr＝1）的微帶線的單位長度電容因?yàn)殡娙菖c圍繞導(dǎo)體的區(qū)域的均勻填充材料的介電常數(shù)成正比，所以有微帶線的特性阻抗3.11傳輸線和波導(dǎo)小結(jié)常見傳輸線和波導(dǎo)的比較特性同軸線波導(dǎo)帶狀線微帶基模TEMTE10TEM準(zhǔn)TEM其他模式TE,TM