微帶電路的原理

1、微帶電路的原理一、微帶線簡介微帶線是制作微波集成電路的平面結(jié)構(gòu)傳輸線。可用光刻程序制作，且容易與其他無源微波電路和有源微波器件集成，實現(xiàn)微波部件和系統(tǒng)的集成化。與金屬波導相比，其體積小、重量輕、使用頻帶寬、可靠性高和制造成本低等；但損耗稍大，功率容量小。二、微帶線的結(jié)構(gòu)微帶線是在介質(zhì)基片的一面制作導體帶，另一面制作接地金屬平板而構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)有兩種形式，如圖所示：圖中a為開放式微帶線，b為屏蔽微帶線。圖（c）表示其場結(jié)構(gòu)。由于導體帶上面（y>h）為空氣，到替代下面為介質(zhì)基片，所以大部分場在介質(zhì)基片內(nèi)，且集中在導體帶與接地板之間。但也有一部分場分布在幾篇上面的空氣區(qū)域內(nèi)，因此微帶線不可能存在

2、純TEM模。三、微帶線的制作及工藝60年代前期，由于微波低損耗介質(zhì)材料和微波半導體器件的發(fā)展，形成了微波集成電路，使微帶線得到廣泛應(yīng)用，相繼出現(xiàn)了各種類型的微帶線。一般用薄膜工藝制造。介質(zhì)基片選用介電常數(shù)高、微波損耗低的材料。導體應(yīng)具有導電率高、穩(wěn)定性好、與基片的粘附性強等特點。微帶線介質(zhì)基片的種類：常用的有99%的氧化鋁陶瓷、石英、藍寶石、聚四氟乙烯玻璃纖維等。傳統(tǒng)的微帶線制作工藝過程首先要用真空蒸發(fā)的方法在拋光的介質(zhì)幾面正面鍍上一層厚度為2040mm的鉻，再在鉻層上鍍上厚度約1um的金、銅或銀等，然后在表面涂感光膠并貼上所需電路圖形照片的底片，置于紫外光下進行光刻，經(jīng)腐蝕后，只留下感光部分

3、的電路圖形。表面金屬也要有一定厚度，也就是微帶導體帶的厚度t，導體帶的寬度和長度視電路需要而定。三、微帶電路的實現(xiàn) 有兩種實現(xiàn)方法：1.在基片上沉淀金屬導帶，這類材料主要是陶瓷剛性材料。這種方法工藝復雜，加工周期長，性能指標好，在毫米波或要求高的場合使用。2.在現(xiàn)成介質(zhì)覆銅板上光刻腐蝕成印制板電路，這類材料主要是復合介質(zhì)類材料。這種方法加工方便，成本低，是目前使用最廣泛的方法，又稱微波印制直板電路。四、主要技術(shù)參數(shù)：1、特性阻抗2、衰減常數(shù)衰減常數(shù)表示微帶的損耗，包括導體損耗、介質(zhì)損耗和輻射損耗。導體損耗比介質(zhì)損耗大，它與導帶的材料、尺寸和表面光潔度等有關(guān)。介質(zhì)損耗取決于基片的介電常數(shù)、損耗角

4、正切以及導帶寬度與基片厚度之比(簡稱微帶的寬高比)。輻射損耗也取決于基片的介電常數(shù)和微帶的寬高比。微帶線的任何不連續(xù)性，尤其是開路端和彎曲都將使輻射增加。把微帶置于金屬封閉殼內(nèi)的屏蔽微帶線可避免電磁能輻射。3、傳輸延遲傳輸延遲計算公式4、固有電容固有電容計算公式5、固有電感固有電感計算公式五、微帶線作用：在手機電路中，一條特殊的印刷銅線即構(gòu)成一個電感微帶線，在一定條件下，我們又稱其為微帶線。一般有兩個方面的作用：一是它把高頻信號能進行較有效地傳輸；二是與其他固體器件如電感、電容等構(gòu)成一個匹配網(wǎng)絡(luò)，使信號輸出端與負載很好地匹配。1.PCB的特性阻抗Z0與PCB設(shè)計中布局和走線方式密切相關(guān)。影響P

5、CB走線特性阻抗的因素主要有：銅線的寬度和厚度、介質(zhì)的介電常數(shù)和厚度、焊盤的厚度、地線的路徑、周邊的走線等。2.當印制線上傳輸?shù)男盘査俣瘸^100MHz時，必須將印制線看成是帶有寄生電容和電感的傳輸線，而且在高頻下會有趨膚效應(yīng)和電介質(zhì)損耗，這些都會影響傳輸線的特征阻抗。按照傳輸線的結(jié)構(gòu)，可以將它分為微帶線和帶狀線。在PCB的特性阻抗設(shè)計中，微帶線結(jié)構(gòu)是最受歡迎的，因而得到最廣泛的推廣與應(yīng)用。最常使用的微帶線結(jié)構(gòu)有4種：表面微帶線（surface microstrip）、嵌入式微帶線（embedded microstrip）、帶狀線（stripline）、雙帶線（dual-stripline）。2.微帶線是位于接地層上由電介質(zhì)隔開的印制導線，它是一根帶狀導線(信號線)與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開。印制導線的厚度、寬度、印制導線與地層的距離以及電介質(zhì)的介電常數(shù)決定了微帶線的特性阻抗。如果線的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的，則它的特性阻抗也是可以控制的。單位長度微帶線的傳輸延遲時間，僅僅取決于介電常數(shù)而與線的寬度或間隔無關(guān)。六、微帶電路特點：1、因為微帶線一面是FR-4（或者其他電介質(zhì)）一面是空氣（介電常數(shù)低）因此速度很快。 2、利于走對速度要求高的信號（例如差分線，通常為高速信號，同時抗干擾比較強