第4章微波集成传输线ppt课件.ppt

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1、§4.1带状线§4.2微带线第四章微波集成传输线平面形结构导行系统，---微波集成传输线。要求微波电路和系统小型轻量性能可靠微波集成传输线体积小、重量轻、价格低廉、可靠性高、性能优越、功能的可复制性好+微波固体芯片混合微波集成电路单片微波集成电路优点1．带状线的基本概念构成：两块接地板（相距为b），中间为矩形截面导体带（宽度为W、厚度为t），板间填充空气或介质。§4.1带状线替代同轴线制作高性能的无源元件；用途：特点：缺点：宽频带、高Q值、高隔离度；不便外接固体微波器件，---不宜做有源微波电路。传输波型：工作模式为TEM波，可存在高次模。同轴线---内外导体变成矩形，外窄边延伸

2、至无限远---带状线。尺寸选择：接地板宽度：以避免高次TE模和TM模的出现。TEM模，，则相速度与频率无关，为式中为自由空间波长。2．带状线的TEM特性传播常数为：则其波导波长或带状线波长为(1)相速度和波导波长用保角变换法求考虑到边缘场的影响，导带应加宽，两边圆弧，其半径为R，一般取；(2)特性阻抗可精确计算出单位长度电容Cl,---过程复杂，不易使用，一般采用比较简单的方法。则导带的宽度应为对于TEM波传输线的特性阻抗为：微带线：平面型传输线§4.2微带线导带接地板介质MMIC(monolithicmicrowaveintegratedcircuit)单片微波集成电路HMIC

3、(hybridmicrowaveintegratedcircuit)混合微波集成电路RFIC上面为导体带（宽度W、厚度为t）下面为接地金属平面介质基片（厚度为h）容易制作（可用光刻程序制作）容易集成（可与其它无源微波电路和有源微波电路器件集成），由此可实现微波部件和系统的集成化。形状：特点：平面型传输线介质基片材料：99.5%的氧化铝陶瓷聚四氟乙烯聚四氟乙烯玻璃纤维板砷化镓故场大部分场集中在介质基片内，集中在导体带与接地板之间；但有一部分在空气中。由于空气和介质中的TEM模的相速不同（c和），即相速在两分界面上对TEM模不匹配。在导体带上面即y>h的为空气导体带下方y

4、质基片微波线中存在的是TE-TM混合波场，其纵向场分量主要是由介质-空气分界面处的边缘场Ex和Hx引起的，它们与导体带和接地板之间的横向分量场相比很小，所以微带线中传输模的特性与TEM模相差很小，称之为准TEM模。准静态法色散模型法全波分析法分析方法e0er1.微带线的准TEM波特性准静态方法将其模式看成纯TEM模，引入有效介电常数为ee的均匀介质代替微带线的混合介质。Wth微带线中的场为准TEM，其场基本上与静态情况下相同。在等效模型中，由于电力线部分在介质基片内，部分在空气中，显然有：的大小取决于基片厚度h和导体带宽度W。e0erWth在等效模型中，微带线的相移常数为：1）传

5、输相速与波导波长传播相速和波导波长为：e0er微带线的单位长度电容Cl；介质基片换成空气微带线单位长度电容Cla；由模型：Wth是空气微带线的特性阻抗。式中则有：t=0导体带空气微带线的特性阻抗可用保角变换法求得：式中K(k)和K(k’)分别是第一类全椭圆积分和一类余全椭圆积分,此类函数复杂故不易使用。2)特性阻抗及等效介电常数①求空气微带线的特性阻抗②求解有效介电常数(再由上式可求得特性阻抗Z0)微带线特性阻抗的求解：哈梅斯泰特用对精确静态解作曲线拟合近似得到的特性阻抗公式（可用于CAD）(t=0)：--P115在0.05

6、效为导体带宽度加宽为We，修正公式为(t>h.(则此壁不会扰动导体带周围的场结构)2．微带线的近似静态解法TEM模，求解拉普拉斯方

7、程：边界条件为：微带线：Z0和εe随频率而变；当f升高，相速度vp降低，εe增大，Z0减小。3．微带线的色散特性与尺寸限制准TEM模计算所得的Z0和εe只适用于低频率，实际上微带线传输的是混合模，存在色散现象。微带线的最高工作频率fT受到限制。fT可按下式估计：式中h的单位是mm。当f<10GHz时，色散对Z0的影响可忽略，但对εe的影响较大，则εe可由下式计算：式中金属屏蔽盒高度取H>=(5—6)h；接地板宽度取a>=(5—6)W。为抑制高次模，微带线的横向尺寸应选择为例：计算