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*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,引言,微波传输线分类,TEM,模传输线 （,双,导体传输线）,平行双线、同轴线、带状线及,微带线,TE,模和,TM,模传输线（金属波导传输线）,矩形波导,、圆波导、椭圆波导,表面波传输线 （混合模）,介质波导、介质镜像线,2024/10/2,1,规则,金属波导传输系统的特点,损耗小、结构牢固、功率容量高、电磁波限定在导管内。,比较笨重、成本高、 频带较窄。,微波集成传输线的特点,体积小、重量轻、频带宽,微波集成电路、空间技术,损耗大、功率容量小,引言,2024/10/2,2,主要内容,微带传输线,带状线,微带线,（重点）,2024/10/2,3,带状线,带状线的结构,带状线是由同轴线演化而来的：即将同轴线的外导体对半分开后，再将两半外导体向左右展平、 并将内导体制成扁平带线。,中心的导带相当于同轴线的内导体，根据不同的需要，中心导带截面可以是矩形，也可以是圆形；上下金属板是接地板 。,2024/10/2,4,带状线,带状线的场分布,带状线仍可理解为与同轴线一样的对称双导体传输线，,主要传输的是,TEM,波。,带状线的用途,用于微波无源集成电路，特别适合多层微波集成的中间层。,不便于安装微波半导体器件，不适宜作有源微波器件 。,2024/10/2,5,带状线,带状线基本特点,主模为,TEM,模。,填充均匀介质，不存在色散。,也可以存在,TE,和,TM,的高次模，即有单模传输的频率上限。可由上下接地板的距离来控制。,2024/10/2,6,微带线,传输模式,传输特性,特性阻抗和相速,波导波长,衰减常数,色散特性,微带线的设计,2024/10/2,7,微带线的传输模式,微带线的结构,微带线是由沉积在介质基片上的金属导体带和接地板构成的一个特殊传输系统。,由双导体传输线演化而来：将无限薄的导体板垂直插入双导体中间（因为导体板和所有电力线垂直,所以不影响原来的场分布）， 再将导体圆柱变换成导体带、 并在导体带之间加入介质材料，从而构成了微带线。,2024/10/2,8,微带线的传输模式,微带线的基本特点,传输准,TEM,模，特征阻抗、相速、传播常数等可由静态或准静态方法获得。,不是纯,TEM,模，存在,轻微的色散,。,采用照相印刷工艺，精度高，工艺重复性好。,微带线的用途,适用于平面电路，适合有源器件的安装。,最适合作微波集成电路的传输线。,2024/10/2,9,微带线的传输模式,微带线的纵向场分量,由于在中心导带和接地板之间加入了介质,因此在介质基底存在的微带线所传输的波已非标准的,TEM,波,而是纵向分量,E,z,和,H,z,必然存在。,【,证明,】,由于理想介质表面既无传导电流、又无自由电荷，满足边界条件：,2024/10/2,10,微带线的传输模式,微带线的纵向场分量,介质边界两边电磁场均满足无源麦克斯韦方程组：,由边界条件可得：,设微带线中波的传播方向为,+z,方向，故电磁场的相位因子为,e,j(t-z,),，而,1,=,2,=,故有：,2024/10/2,11,微带线的传输模式,微带线的纵向场分量,当,r,1,时，方程右边,0,，必然存在纵向分量,E,z,和,H,z,，不存在纯,TEM,模。,当,r,=1,时，为纯,TEM,模。,当,频率不很高时,：由于微带线基片厚度,h,介质损耗，一般可忽略介质衰减。,当用硅和砷化镓等半导体材料作为介质基片时,，微带线的,介质损耗,相对较大，,不可忽略,。,对均匀介质传输线：,由于实际微带只有部分介质填充，因此必须修正：,2024/10/2,26,微带线的色散特性,微带线的色散,色散指电磁波的传播速度随其频率变化而变化的现象。,一般分析都认为微带线上传播的是,TEM,模，波导波长、相速或有效介电常数均与频率无关，没有色散现象。,实际微带线的真正模式是,TE,模和,TM,模组成的混合模，有,弱色散,。,低频时：混合模趋近于,TEM,模，称为准,TEM,模。,高频时,：当传输线尺寸,l,/4,时，此时高次模已经存在，,必须考虑微带线的色散性质,。,频率愈高，等效介电常数愈,大，,则相速度愈小，,特性阻抗愈低。,当频率低于某一个临界值,f,0,时，微带线的色散可以不予考虑：,2024/10/2,27,微带线的色散特性,2024/10/2,28,微带线的设计,微带线的高次模,微带线的高次模有两种模式,:,波导模式和表面波模式。,波导模式存在于导带与接地板之间。,TE,模,最低模式为,TE,10,模。,TM,模,最低模式为,TM,01,模。,表面波模式则只要在接地板上有介质基片即能存在。,是导体表面的介质基片使电磁波束缚在导体表面附近而不扩散,并使电磁波沿导体表面传输。,最低次模是,TM,0,模。,其次是,TE,1,模。,2024/10/2,29,微带线的设计,微带线的尺寸设计,为抑制微带线的高次模产生，微带的尺寸应满足：,2024/10/2,30,微带线的设计,微带线的参数设计,基板参数：基板介电常数,r,、基板介质损耗角正切,tan,、 基板厚度,h,和基板宽度,w,。,基片厚度：一般在,0.0080.08 mm,之间。,一般都有金属屏蔽盒,使之免受外界干扰。屏蔽盒的高度取,H(5-6)h,。,接地板宽度取,a(5-6)w,。,常用基片：,材料,氧化铝陶瓷,9.510,0.0003,聚四氟乙烯,2.1,0.0004,聚四氟乙烯,玻璃纤维板,2.55,0.008,2024/10/2,31,微带线的设计,微带线的参数设计,微带线参数：导线厚度,t,、宽度,w,、 长度,L,和单位长度衰减量,。,电特性参数：特性阻抗,Z,0,、 工作频率,f,0,、 工作波长,0,、波导波长,g,和电长度（角度）,。,2024/10/2,32,微带线的设计,微带线的设计方法,查图表,（,Z,0,w/h,，,Z,0,a,，,e,g, L,）,软件法,Microwave office,ADS,2024/10/2,33,微带线的设计,在厚度在,h=1mm,的陶瓷基片上,(,r,=9.6),制作,g/4,的,50,的微带线,求它的导体带宽度,w,和长度,L,。 设工作频率为,6GHz,，导带厚度,t0,。,【,解,】,例,3.1,2024/10/2,34,微波集成传输线,作业,3.3,2024/10/2,35,
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