傳輸線帶狀線與微帶線

1、波導(dǎo)波導(dǎo)同軸線同軸線帶狀線帶狀線微帶線微帶線帶狀線帶狀線微帶線微帶線介質(zhì)基板的要求：n介電常數(shù)高，隨頻率的變化小n損耗小n純度高，均勻、各向同性n與導(dǎo)體的粘附性好n導(dǎo)熱性好n有一定的機(jī)械強(qiáng)度、便于切割等n化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕n價(jià)格便宜 l結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)l基本要素基本要素支撐介質(zhì)的介電常數(shù)支撐介質(zhì)的介電常數(shù)r r上下接地板間距上下接地板間距b中心導(dǎo)帶寬度中心導(dǎo)帶寬度W同軸線同軸線基模為基模為TEM模。模。填充均勻介質(zhì)，不存在色填充均勻介質(zhì)，不存在色散。散。也可以存在也可以存在TE和和TM的高的高次模，即有單模傳輸?shù)念l次模，即有單模傳輸?shù)念l率上限。可由上下接地板率上限。可由上下接地板的距離來控制。的距離

2、來控制。采用靜場(chǎng)分析方法采用靜場(chǎng)分析方法u保角變換保角變換u求解電位的拉普拉斯方程求解電位的拉普拉斯方程微波無源集成電路。特別適微波無源集成電路。特別適合多層微波集成的中間層。合多層微波集成的中間層。特點(diǎn)：特點(diǎn)：主要分析方法（主要分析方法（TEM模）模）用途：用途：)176. 3(rpcv)177. 3(000kvrrpl相速相速l傳播常數(shù)傳播常數(shù)l特征阻抗特征阻抗l計(jì)算特征阻抗的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算特征阻抗的經(jīng)驗(yàn)公式（中心導(dǎo)體零厚度）（中心導(dǎo)體零厚度）We是中心導(dǎo)體的有效寬度，是中心導(dǎo)體的有效寬度，即即)178. 3(10CvCLZp)179. 3(441. 0300abwbZer)179. 3(3

3、5. 035. 035. 002bbwbwbwbwbwe)180. 3(1206 . 085. 012000aZxZxbWrr)180. 3(441. 0300bZxrl帶狀線設(shè)計(jì)的逆公式帶狀線設(shè)計(jì)的逆公式其中其中t為帶狀線中心導(dǎo)體的厚為帶狀線中心導(dǎo)體的厚度度l導(dǎo)體衰減導(dǎo)體衰減其中其中mNpZBbZRZAtbZRrosrrsc/12016. 0120301017. 200003ttbtbtbtbWA2ln121tWWttWbB4ln21414. 05 . 07 . 05 . 011.有一根聚四氟乙烯（r2.1）附銅板帶狀線，已知b5mm，t0.25mm，W2mm，求此帶狀線的特性阻抗。 若W4

4、mm，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（ r2.2），求此帶狀線的W/b的值。 若所選基板的r9，求W/b的值。l屏蔽帶狀線的電位方程和邊界條件屏蔽帶狀線的電位方程和邊界條件由于中心由于中心，在，在y=b/2處場(chǎng)不連續(xù)。應(yīng)處場(chǎng)不連續(xù)。應(yīng)分別求兩個(gè)區(qū)域（分別求兩個(gè)區(qū)域（0yb/2和和b/2yb的解。的解。)182. 3(0 , 20,2byaxyxt)183. 3(0,)183. 3(0, 02byxayxbyax由分離變量法，并考慮到邊界條件，有由分離變量法，并考慮到邊界條件，有電位在電位在b/2處必須連續(xù)，有處必須連續(xù)，有A

5、n=BnoddnnoddnnbybybanaxnBbyaynaxnAyx112sinhcos20sinhcos,電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度y分量分量中心導(dǎo)帶上的電荷密度中心導(dǎo)帶上的電荷密度.5 , 3 , 1.5 , 3 , 12coshcos20coshcosnnnnybybybanaxnAanbyaynaxnanAyE2/,2/,byxDbyxDyys)187. 3(2coshcos2,.5 , 3 , 10nnrsabnaxnanAl系數(shù)系數(shù)An的求解的求解中心導(dǎo)體表面電荷分布的簡(jiǎn)單假設(shè)中心導(dǎo)體表面電荷分布的簡(jiǎn)單假設(shè)利用三角函數(shù)的正交性，得到系數(shù)利用三角函數(shù)的正交性，得到系數(shù)An )188. 3(

6、2021WxWxxs189. 32/cosh2sin202abnnaWnaArnl帶狀線單位長度電容帶狀線單位長度電容中心導(dǎo)體的電壓中心導(dǎo)體的電壓中心導(dǎo)體單位長度的電荷中心導(dǎo)體單位長度的電荷單位長電容單位長電容22191. 3)/(WWsmCWdxQ)192. 3(/2/cosh2/sinh2/sin2,.5 , 3 , 102mFdabnnabnaWnaWVQCnr20,.5 , 3 , 1)190. 3(2sinh, 0bnnyabnAdyyxEV中心導(dǎo)帶寬度中心導(dǎo)帶寬度W介質(zhì)基片厚度介質(zhì)基片厚度 d介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)r r傳輸準(zhǔn)傳輸準(zhǔn)TEMTEM模，特征阻抗、相速、模，特征

7、阻抗、相速、傳播常數(shù)等可由靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)方法傳播常數(shù)等可由靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)方法獲得獲得不是純不是純TEMTEM模，存在輕微的色散模，存在輕微的色散采用照相印刷工藝采用照相印刷工藝, ,精度高精度高, ,工藝重工藝重復(fù)性好。復(fù)性好。平面電路，適合有源器平面電路，適合有源器件的安裝，是最適合微件的安裝，是最適合微波集成電路的傳輸線波集成電路的傳輸線微帶線的結(jié)構(gòu)與基本要素微帶線的結(jié)構(gòu)與基本要素基本特點(diǎn)基本特點(diǎn)l有效介電常數(shù)有效介電常數(shù)l特征阻抗特征阻抗)195. 3(/12112221Wdrre1444. 1ln667. 0393. 1120148ln600dWdWdWdWdWWdZrrl給定特征阻抗和介

8、電常數(shù)求給定特征阻抗和介電常數(shù)求W/dW/d其中其中)197. 3(261. 039. 01ln2112ln122(282dWBBBdWeedWrrrAArrrrZA11. 023. 01121600rZB02377/pevc1er0epkv0(1)tan/2(1)rederkNp m 0/scRNp mZ W1.聚苯乙烯（聚苯乙烯（r2.55）微帶的特性阻抗）微帶的特性阻抗Z050歐，求其形狀比歐，求其形狀比W/h值。值。若若Z050歐的微帶制作在歐的微帶制作在Al2O3 （r9.9）基）基板上，求其形狀比板上，求其形狀比W/d值。值。2.計(jì)算微帶線的寬度和長度，要求在計(jì)算微帶線的寬度和長度

9、，要求在3.0GHz有有75歐的特性阻抗和歐的特性阻抗和90相移?；穸葹橄嘁??；穸葹閐0.127cm， r2.20。l屏蔽帶狀線的電位方程和邊界條件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。（義的兩個(gè)區(qū)域上分別求電位方程的表達(dá)式。（0yd和和dy）的解。）的解。2,02,0(3.200)tx yxay 20,0(3.201 ),0(3.201 )xayx yax yb由分離變量法，并考慮到邊由分離變量法，并考慮到邊界條件，有界條件，有電位在電位在d處必須連續(xù)，有

10、處必須連續(xù)，有1/1cossinh0,cosnnoddn y annoddn xn yAydaax yn xBedya sinhn dannn dAB ea電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度y分量分量中心導(dǎo)帶上的電荷密度中心導(dǎo)帶上的電荷密度1,3,5.()/1,3,5.coscosh0cossinhnnyny dannnn xn yAydaaaEynn xn dAedyaaa 2/,2/,byxDbyxDyys01,3,5,.cossinhcosh(3.206)snrnnn xn dn dAaaaal系數(shù)系數(shù)An的求解的求解中心導(dǎo)體表面電荷分布的簡(jiǎn)單假設(shè)中心導(dǎo)體表面電荷分布的簡(jiǎn)單假設(shè)利用三角函數(shù)的正交性，得到系

11、數(shù)利用三角函數(shù)的正交性，得到系數(shù)An 12(3.207)02sxWxxW204 sin23.208sinhcoshnran WaAn dn dnaal帶狀線單位長度電容帶狀線單位長度電容中心導(dǎo)體的電壓中心導(dǎo)體的電壓中心導(dǎo)體單位長度的電荷中心導(dǎo)體單位長度的電荷單位長電容單位長電容22(/)3.210WsWQdxW C m21,3,5,.01/(3.211)4 sin/2sinh/sinhcoshnrQCFd man Wan d aVn dn dnWaa01,3,5,.0,sinh(3.209)dynnn dVExy dyAa 令令C表示具有電介質(zhì)基片（表示具有電介質(zhì)基片（r1）的微帶線的單位長度電）的微帶線的單位長度電容容令令C0表示具有電介質(zhì)基片（表示具有電介質(zhì)基片（r1）的微帶線的單位長度）的微帶線的單位長度電容電容因?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，所以有正比，所以有0eCC01epZv CcC常見傳輸線和波導(dǎo)的比較常見傳輸線和波導(dǎo)的比較特性特性同軸線同軸線波導(dǎo)波導(dǎo)帶狀線帶狀線微帶微帶基?；EMTEMTETE1010TEMTEM準(zhǔn)準(zhǔn)TEMTEM其他模式其他模式TE,TM