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3.3耦合微帶線概述間距離接近的傳輸線之間都有能量耦合:電耦合(耦合電容),磁耦合(耦合電感)可利用有規(guī)律、可控的耦合實(shí)現(xiàn)特定微波電路功能:定向耦合器,濾波器,匹配電路,混合電橋等耦合微帶線:(1)結(jié)構(gòu):由在介質(zhì)基片上同一側(cè)面的兩根平行金屬導(dǎo)帶以及基片背面同一金屬接地面構(gòu)成,形成了兩根導(dǎo)帶側(cè)邊間距為s的平行微帶線結(jié)構(gòu);(2)耦合微帶線間的耦合是兩列TEM波間的電耦合和磁耦合(類似靜電耦合和靜磁耦合),可由分布互電容CM和分布互電感LM表達(dá)。KC:電容耦合系數(shù),KL:電感耦合系數(shù);L和C為考慮另一根線存在但未被激勵(lì)時(shí),單根線的分布參數(shù)電感和分布參數(shù)電容。耦合關(guān)系:3.3耦合微帶線耦合微帶線上TEM波傳播情況復(fù)雜,是兩列相互耦合的TEM波傳輸,電磁分布情況復(fù)雜;耦合微帶線分析方法考慮復(fù)雜的電磁問(wèn)題簡(jiǎn)化為多個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題的迭加——(迭加方法:比如利用傅里葉級(jí)數(shù)分析非正弦波、利用泰勒級(jí)數(shù)分析非線性線性問(wèn)題等)復(fù)雜分布參數(shù)電路的奇偶模分析方法:要點(diǎn):分析奇偶模激勵(lì)下的電磁場(chǎng)問(wèn)題,并充分利用對(duì)稱性使問(wèn)題簡(jiǎn)化(3)利用迭加原理得到任意激勵(lì)下的電路響應(yīng)(1)利用電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,分別對(duì)電路饋以反對(duì)稱激勵(lì)(偶模激勵(lì)和奇偶激勵(lì)),得到不同的、具有對(duì)稱特性的電磁場(chǎng)分布(2)分別利用對(duì)稱性簡(jiǎn)化電磁場(chǎng)分布邊界條件,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化分析奇、偶模激勵(lì)下的電路,并得到奇偶模響應(yīng)結(jié)果;3.3耦合微帶線此方法即求在奇偶模激勵(lì)下耦合微帶線的傳播特性參量與等效分布參數(shù)參量之間的關(guān)系;考慮理想TEM波耦合微帶在奇偶模激勵(lì)下的情況(1)先考慮空氣耦合微帶線,部分介質(zhì)填充情況引入填充因子來(lái)考慮;(2)忽略傳輸損耗;(小尺寸電路);(3)忽略高次波型影響,線間為純TEM波耦合(類似于靜電耦合和靜磁耦合),可完全有互電感和互電容表示;(4)僅僅考慮奇偶模激勵(lì)情況,其他情況可看做奇偶模情況的迭加奇偶模法分析耦合微帶線KC:電容耦合系數(shù),KL:電感耦合系數(shù);L和C為考慮另一根線存在但未被激勵(lì)時(shí),單根線的分布參數(shù)電感和分布參數(shù)電容。耦合關(guān)系:3.3耦合微帶線奇偶模法分析耦合微帶線方程中的符號(hào)問(wèn)題??均勻介質(zhì)耦合微帶線分布參數(shù)電路方程電耦合與磁耦合性質(zhì)不同決定了耦合微帶線等效電路網(wǎng)絡(luò)中的感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓的正負(fù)關(guān)系3.3耦合微帶線奇偶模法分析耦合微帶線均勻介質(zhì)耦合微帶線分布參數(shù)電路方程3.3耦合微帶線奇偶模法分析耦合微帶線均勻介質(zhì)耦合微帶線分布參數(shù)電路方程3.3耦合微帶線均勻介質(zhì)耦合微帶線特性參數(shù)奇偶模相速關(guān)系奇偶模特性阻抗關(guān)系均勻介質(zhì)填充耦合微帶線,電磁耦合系數(shù)相等,奇偶模相速/相移常數(shù)相等3.3耦合微帶線均勻介質(zhì)耦合微帶線特性參數(shù)均勻介質(zhì)耦合微帶線各種特性阻抗關(guān)系均勻介質(zhì)耦合微帶線特性阻抗與耦合系數(shù)的關(guān)系3.3耦合微帶線均勻介質(zhì)耦合微帶線特性參數(shù):Zce>Zco;緊耦合時(shí),K>>1,Zce>>Zco;弱耦合時(shí),K
→0,Zce=Zco=Zc;弱耦合時(shí),耦合微帶特性參數(shù)接近單根微帶線特性參數(shù),可得到寬帶工作特性;均勻介質(zhì)填充時(shí),奇偶模特性相移常數(shù)、相速、耦合系數(shù)等參數(shù)相等,可用于實(shí)現(xiàn)高方向性定向耦合器奇偶模特性參量可充分表達(dá)耦合特性:3.3耦合微帶線耦合微帶線奇偶模特性參數(shù)求解耦合微帶線奇偶模特性阻抗可由分布參數(shù)電容表達(dá)3.3耦合微帶線空氣耦合微帶線奇偶模特性阻抗的求解3.3耦合微帶線部分介質(zhì)填充耦合微帶線空氣引入等效介電常數(shù)e概念,將部分填充介質(zhì)r情況等效為均勻填充介質(zhì)eo、ee情
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