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§3.1 概 述 [下一节][目录] 辅助教学图(flash) 微带线是在低耗介质基片上敷上金属导体带及接地板而构成的传输线,其基本结构有带状线及微带两种。微带及
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§ 3.2 微带线的材料选择及制作工艺简介 微带电路是在低损耗的介质基片上按照设计的图形制作导体带及接地板等构成的,设计和制作微带线首要的问题
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§ 3.3 计算传输线特性阻抗的保角变换法 各种传输线(如双导线、同轴线、带状线及微带等)最重要的参数是它的特性阻抗。传输线的特性阻抗可表示为 3.3-1) 一、保角变换
或改写成
上式表示,dw的模是dz模的R倍,dw的辐角是dz辐角(记为Argdz)加上角(如上图)。所以,在w平面上f(z)为解 二、施瓦兹变换 可把w平面上半平面变换为z平面上夹角为的扇形区域.将z视为w的函数z=z(w),它的导数为 (3.3-14) 除顶点对应外,函数z(w)是解析的. (3.3-15) (3.3-15)式的积分是 (3.3-16) 上式称为施瓦字兹---克利斯多菲公式。的值可能有正有负,当z沿多边形的边按逆时针方向移动时,某一边与下一
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§ 3.4 带状线的主要特性 带状线中的电磁场结构主要传输TEM波。但也可能存在类似矩形波导中的高次波型,使传输特性变坏,因此要设法抑制高次波型。假定带状线中传输的是纯TEM波,则带内波长与自由空间波长有如下关系 (3.4-1) 为抑制高次波型,要求接地板间距b满足 (3.4-2) 一、带状线的特性阻抗
在图3-12(b)中,由x轴和y轴确定的平面为z平面,图中上下接地板为 中心导体带在z平面的坐标为 先作一次指数变换: (3.4-4) 但 故有 (3.4-5) 于是有中心导体带坐标 或 上下接地板在w平面的坐标为 再作一次反余弦变换 (3.4-6) 可确定中心导体带在W平面的坐标为 上下接地板在w'平面的坐标为 它们够成两条平行线,如图3-12(d)所示. (3.4-8) 考虑到中心导体带为有限厚度时,(3.4-8)式应修正为 (3.4-9) 利用光速及自由空间波阻抗欧的关系,可得带状线的特性阻抗为 (3.4-10)
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微带是在介质基片的下表面敷一层金属膜作接地板,在上表面按设计图形印刷导体带,(印刷工艺用薄膜或厚膜 微带的特性阻抗、微带的衰减、微带中的高次波型和色散特性以及微带尺寸的选择 一、微带的特性阻抗 首先把z平面的导体带边界(图3-15b)变换到w平面的一条水平直线上(u轴),负u轴为导体带,正u轴为接地板(图 (3.5-2) 再通过对数变换: (3.5-3) 在w平面采用极坐标: 导体带中点p,方程可表示为 令虚实部分别相等,可得 (3.5-4a) (3.5-4b)式有一明显解,,将代入(3.5-4a)式可得 (3.5-5) 利用图解法,得 (3.5-6a) (3.5-6b) 可进一步确定P1,P2在W'平面上的坐标 平行板电容两平行板间距离为
则微带线单位长度总电容是 即得微带线的特性阻抗公式为 (3.5-8) 二、微带的衰减 (分贝/米) (3.5-14) 导体衰减常数的粗略表达式为 (分贝/米) (3.5-16) 三、微带中的高次波型和色散特性 (3.5-20) 对表面波型: (3.5-21) 四、微带尺寸的选择 (3.5-24) 为抑制波导波型TM波,基片厚度h应满足 (3.5-25) 为抑制表面波中TE波,要求基片厚度满足 (3.5-26)
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与微带一样,由于耦合微带中的介质是由介质基片和空气组成的非均匀介质,所以耦合微带不存在纯粹TEM波,但可 本节在介绍耦合微带的主要特性之前先介绍对称耦合传输线的奇偶模参量法。 一、对称耦合传输线的奇偶模参量法 任意激励的耦合传输线,总可分解为一对奇偶模激励,即可假设
则 (3.6-1) 均匀介质对称耦合传输线奇偶模激励下的微分方程及解耦合传输线的等效电路如图3-21所示 可得方程组
(a)偶模激励下情况 (b)奇模激励情况下求得 从令一角度看,由相速与特性阻抗的关系式,奇偶模特性阻抗还可表示为 二、耦合微带的主要特性 于是,奇模相速及偶模相速可表示为 式中c为光速。因此,耦合微带奇模特性阻抗及偶模特性阻抗可表示为 式中和分别为空气微带的奇模和偶模特性阻抗。 |
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