射频电路与天线课件

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1、射频电路与天线（一）RFCircuitsandAntennas第8讲开放型传输线陈付昌华南理工大学电子与信息学院天线与射频技术研究所Email:chenfuchang@scut.edu.cnResearchInstituteofAntennas&RFTechniques第8讲内容平行双导线平板波导带状线微带耦合带状线教材P68-83耦合微带其他平面传输线SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofRF&WirelessTechniques8.1平行双导线平行双导线是由低频的双

2、导线发展而成，也是最早的传输线，为了保持特性阻抗不变，要求双导线之间的距离不能变化。但是，由于是开放性传输线，在高频率双导线的导体损耗和辐射损耗比较大。所以，双导线只能用在低频段，通常在几百MHz以下。许多传输线可以看成是由双导线演变而成，SouthChinaUniversityofTechnology因此，双导线对于理论和概念理解很有帮助。ResearchInstituteofRF&WirelessTechniques双导线是多导体传输线，在周围的介质均匀填充的情况下，可以传输TEM主模，高次模为TE和TM模。求解双导线的横向问题时，双导

3、线的边界难以与常用坐标系的坐标曲线吻合，所以，采用分离变量法难以得到简单的解析结果。对于主模TEM模，可以采用静态场的方法。2(,)0xytV/2C10SouthChinaUniversityofTechnologyV/2C20ResearchInstituteofRF&WirelessTechniques对于双导线，已知导体半径a、导体间距l和导线间的电压V0，则可以确定、k和d。确定了电位函数，则可得横向电场et由Maxwell方程可得磁场1hzeˆttSouthChinaUniversityofTec

4、hnology双导线横截面内的电力线ResearchInstituteofRF&WirelessTechniques知道了电场E和磁场H，就可以利用电路理论计算传输线参数。传输线单位长度的时间平均的磁储能为2WHHdsLI/4m04S传输线单位长度的自感是2LHds2SI022DDdLlnSouthChinaUniversityofTechnologydResearchInstituteofRF&WirelessTechniques单位长度的时间平均的电储能为2WEEdsCV/4e04S因此，传输线

5、单位长度的自容是2DD22dC2EdsC/lnSV0d由于金属导体有限电导率引起的单位长度的功率损耗为Rs20PHHdlRI/2RC0s2CC122c因此，传输线的单位长度的电阻为SouthChinaUniversityofTechnologyRS22RRHdlsR2CCI12d0ResearchInstituteofRF&WirelessTechniques有耗电介质单位长度耗散的时间平均功率为2PdEEdsGV0/22S其中，是复介电常数jj1

6、tan的虚部。所以，传输线单位长度的并联电导为2GSEdsc—导体电导率V022DDd—介质电导率G/lndSouthChinaUniversityofTechnologyddResearchInstituteofRF&WirelessTechniques矩形波导也可以看出由双导线演变而成/4/4ccSouthChinaUniversityofTechnology2/4a2accResearchInstituteofRF&WirelessTechniques8.2平板波导平板波导是多导体传输线，也是最

7、简单的波导系统。因此，可以传输TEM模，高次模为TE模和TM模。yd,0xW假设平板波导的宽度W比两板间隔d大很多，SouthChinaUniversityofTechnology这样，可近似认为场与宽度无关。ResearchInstituteofRF&WirelessTechniquesTEM的解可以通过求解关于两平板间静电位Φ(x,y)得到。2(,)0xyt(,0)x0(,)xdV0因为场不随x变化，所以Φ(x,y)的通解为(,)xyABy常数A和B可以由边界条件得到，则(,)xyVydSouthChinaUn

8、iversityofTechnology0ResearchInstituteofRF&WirelessTechniques