平面传输线学习.pptx

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1、第第9 9讲讲 内容内容引言带状线微带线耦合线其他形式的平面传输线第1页/共45页9.1 9.1 引言引言第2页/共45页第3页/共45页平面传输线的特点平面传输线的特点优点：体积小重量轻频带宽易于与有源器件集成、实现微波集成电路缺点：损耗大功率容量小谐振器的Q值低第4页/共45页9.2 9.2 带状线带状线第5页/共45页带状线的特性阻抗第6页/共45页第7页/共45页带状线的高次模带状线传输的主模是TEM波当频率足够高时会出现高次模：TE波和TM波应用带状线应避免高次模的出现 第8页/共45页9.3 9.3 微带线微带线第9页/共45页微带线主模为准TEM模微带线有双导体，主模是TEM模。

2、由于基片存在，存在不同媒质的分界面，单独TEM模不满足比边界条件，需同时存在TE、TM模。TE、TM模比TEM模小很多，场的纵向分量远小于横向分量，合成场分布近似TEM模，故为准TEM模。频率越低，越接近TEM模色散越小。频率越高，越偏离TEM模，色散越大。可工作到直流。微带线中的波的模式微带线中的波的模式第10页/共45页微带线还存在高次模：波导模：把微带看成平板波导表面波模：沿介质表面传输第11页/共45页微带线的静态分析法只考虑TEM模。把微带线看成是平行双线。在低频时有足够的精度第12页/共45页部分填充微带线：部分填充微带线：全介质填充微带线：全介质填充微带线：空气填充微带线：空气填

3、充微带线：第13页/共45页如果能够找到一种材料（介电常数为 ）全填充微带线，使其特性阻抗和传播速度与采用介电常数为 的材料半填充的时候相同，则称 为等效相对介电常数。等效相对介电常数第14页/共45页静态法的结果理论上只适用于TEM波当应用于准TEM波时会有误差当频率较低时误差可以忽略，已经成功应用到18GHz当频率较高时需要引入适当的修正:第15页/共45页施奈德给出的近似式为施奈德给出的近似式为微带线特性阻抗的计算微带线特性阻抗的计算第16页/共45页哈梅斯泰德的近似解析式哈梅斯泰德的近似解析式第17页/共45页第18页/共45页导线厚度的影响导线厚度的影响第19页/共45页微带线的损耗

4、导体损耗：导体损耗：式中：式中：介质损耗：介质损耗：第20页/共45页不同基片微带线的导体损耗和介质损耗不同基片微带线的导体损耗和介质损耗第21页/共45页第22页/共45页微带线的损耗:导体损耗随导体宽度的增加而减小介质损耗随导体宽度的增加而增加辐射损耗随导体宽度增加而增加当线长较短时,辐射损耗随线长的增加而线性的增加第23页/共45页9.4 9.4 耦合线耦合线当两队传输线相互靠近时,彼此就会产生电磁耦合，这种传输线称为耦合传输线耦合带状线和耦合微带线常用来构造定向耦合器，滤波器等微波元件。对称的耦合线一般可以采用奇偶模法分析。第24页/共45页耦合带状线耦合带状线耦合带状线为两条互相靠近

5、的带状线采用奇偶模法分析分析对称的耦合带状线第25页/共45页耦模激励：耦模激励：两条线等幅同相激励，等效与用磁壁封闭后两条线等幅同相激励，等效与用磁壁封闭后的传输线的传输线 与用磁壁封闭的单条的传输线传输特性相同，与用磁壁封闭的单条的传输线传输特性相同，可用传输线理论分析这时的电压电流的传播。这可用传输线理论分析这时的电压电流的传播。这时的特性阻抗为耦模特性阻抗时的特性阻抗为耦模特性阻抗第26页/共45页奇模激励：奇模激励：两条线等幅反相激励，等效与用电壁封闭后两条线等幅反相激励，等效与用电壁封闭后的传输线的传输线 与用电壁封闭的单条的传输线，可用传输线与用电壁封闭的单条的传输线，可用传输线

6、理论分析这时的电压电流的传播。这时的特性阻理论分析这时的电压电流的传播。这时的特性阻抗为奇模特性阻抗抗为奇模特性阻抗第27页/共45页任意激励：任意激励：U1和和U2可以分解为奇模激励和耦模激励的组合：可以分解为奇模激励和耦模激励的组合：耦合线上的传输波为奇模激励传输波和偶模激励传耦合线上的传输波为奇模激励传输波和偶模激励传输波的组合输波的组合第28页/共45页耦合带状线的特性阻抗的计算耦合带状线的特性阻抗的计算第29页/共45页科恩科恩(Cohn,Seymour)给出的结果为给出的结果为设计公式：设计公式：第30页/共45页第31页/共45页第32页/共45页耦合微带线耦合微带线第33页/共

7、45页偶模激励：偶模激励：第34页/共45页奇模激励：奇模激励：第35页/共45页任意激励：任意激励：U1和和U2可以分解为奇模激励和耦模激励的组合：可以分解为奇模激励和耦模激励的组合：耦合线上的传输波为奇模激励传输波和偶模激励传耦合线上的传输波为奇模激励传输波和偶模激励传输波的组合输波的组合微带耦合线奇偶模相速度不同，波长不同微带耦合线奇偶模相速度不同，波长不同第36页/共45页耦合微带线的特性阻抗计算耦合微带线的特性阻抗计算第37页/共45页第38页/共45页第39页/共45页第40页/共45页第41页/共45页第42页/共45页各种传输线总结：各种传输线总结：第43页/共45页第44页/共45页感谢您的观看。第45页/共45页