射频技术传输线基础

关于射频技术传输线基础第一页，共三十三页，2022年，8月28日b.重要的电磁参数基本电磁参量如：介质介电常数、介质的损耗正切、相对磁导率等。金属的导电率等。c.多种其它结构微带线屏蔽微带、悬置微带、倒置微带、耦合微带等传输线基础—微带线—基本结构第二页，共三十三页，2022年，8月28日传输线基础—微带线—基本传输特性2.基本传输特性a.微带中的波型：准TEM波（0.5mm，er=2.2基片上50ohm线，对数幅度，并放大了矢量图尺寸）*场的近似静电解《微波工程》p125-127第三页，共三十三页，2022年，8月28日传输线基础—微带线—基本传输特性c.微带相速与传播常数*b.等效介电常数**参考《微波工程》p123－124式中，εr、

εe分别为基片相对介电常数和微带等效介电常数第四页，共三十三页，2022年，8月28日传输线基础—微带线—基本传输特性d.微带阻抗**参考《微波工程》p123－124第五页，共三十三页，2022年，8月28日传输线基础—微带线—基本传输特性或微带阻抗综合公式*：*参考《微波工程》p123－124第六页，共三十三页，2022年，8月28日传输线基础—微带线—基本传输特性e.微带线的损耗**参考《微波工程》p123－124源于介质的介电损耗源于导体的损耗第七页，共三十三页，2022年，8月28日f.色散：当相速因频率不同而不同时，各个频率分量的信号沿传输线传播后不再保持其原来的的相位关系，产生了信号失真。这种效应即色散。群速：微带色散*：*《微波固态电路设计》p23传输线基础—微带线—基本传输特性第八页，共三十三页，2022年，8月28日*分贝(dB)与奈培(Np)

:用功率表示：用相同电阻上的电压表示：所以有：第九页，共三十三页，2022年，8月28日例：在0.5mm厚的介质基片Rogers5880上的微带线。基片介电常数2.2,损耗正切0.001,线宽1.52mm.材质为铜。求微带线的特性。解：等效介电常数传输线基础—微带线—基本传输特性.例1第十页，共三十三页，2022年，8月28日相速与传播常数*考虑频率为30GHz和1GHz(f=30GHz)(f=1GHz)传输线基础—微带线—基本传输特性.例1第十一页，共三十三页，2022年，8月28日(f=30GHz)传输线基础—微带线—基本传输特性.例1微带阻抗微带线的损耗源于介质的介电损耗第十二页，共三十三页，2022年，8月28日传输线基础—微带线—基本传输特性.例1源于导体的损耗总损耗(f=30GHz)(f=30GHz)(f=1GHz)第十三页，共三十三页，2022年，8月28日例：微带设计计算微带的宽度和长度，要求在2.5GHz时为50Ω阻抗和1／4波长。基片厚度0.127cm,εr=2.2。解猜测W/d>2,根据前述公式有上述结果满足假设的W/d>2。再计算传输线基础—微带线—基本传输特性.例2第十四页，共三十三页，2022年，8月28日计算工具一些有用的计算工具：APPCAD，ADS的linecalc,CST的线计算工具等。第十五页，共三十三页，2022年，8月28日散射参量*S参量是射频及微波描述电网络的网络参量。1.散射参量的定义a1a2b1b2网络Port1Port2

S参量是用入射功率波和反射功率波定义的网络参数。a.归一化入射功率an和反射功率bn

（n=1,2）*《射频电路设计》p110-117第十六页，共三十三页，2022年，8月28日b.归一化功率an、bn

与真实功率的关系同理也可以得到由Vn、In单独表达的归一入射波和反射波。散射参量*第十七页，共三十三页，2022年，8月28日c.S参量定义an=0要求入射功率为零，且端口匹配。S参量的分贝表达（m,n=1,2)散射参量*第十八页，共三十三页，2022年，8月28日2.散射参量的物理意义输入端的反射系数：（输出匹配）驻波比：输出端的反射系数：（输入匹配）驻波比同。散射参量*第十九页，共三十三页，2022年，8月28日增益：a1a2b1b2设端口2适当匹配使

a2=0,由此有设端口1适当匹配,并以VG代替V1有(正向电压增益）同理，S12为反向电压增益。电压增益的模平方为功率增益。散射参量*第二十页，共三十三页，2022年，8月28日3.微带不连续性微带的弯曲、宽度（或高度）的突变、与其它传输线的接头等处存在不连续。这种不连续性引入寄生电抗，并影响能量的连续传输，使幅度和相位发生变化，并影响匹配。a.常见的不连续结构：传输线基础—微带线—不连续性第二十一页，共三十三页，2022年，8月28日b.不连续结构传输性的影响：结构一：弯曲-11dB-40dB传输线基础—微带线—不连续性第二十二页，共三十三页，2022年，8月28日弯曲的多种补偿方法*：

因为弯曲处有寄生容抗，所以主要方法是通过去除一部分金属来实现补偿。*《微波固态电路设计》p36-37传输线基础—微带线—不连续性第二十三页，共三十三页，2022年，8月28日-30dB20~40GHz2~4GHz-40dB一个实例：斜边长1.55W传输线基础—微带线—不连续性第二十四页，共三十三页，2022年，8月28日结构二：T型分支**《微波固态电路设计》p36-37传输线基础—微带线—不连续性第二十五页，共三十三页，2022年，8月28日一个实例：结构为（a）右传输线基础—微带线—不连续性第二十六页，共三十三页，2022年，8月28日4.端接负载的传输线a.匹配负载与无限长均匀微带线相同，沿线各点阻抗均为特征阻抗。沿线反射均为零，驻波比无限大。b.任意负载(以负载端为参考点）传输线基础—微带线—端接负载的传输线第二十七页，共三十三页，2022年，8月28日特例1：负载短路i)随l的变化ii)随频率的变化传输线基础—微带线—端接负载的传输线第二十八页，共三十三页，2022年，8月28日特例2：负载开路传输线基础—微带线—端接负载的传输线第二十九页，共三十三页，2022年，8月28日特例3：1／4波长传输线或特例3：1／2波长传输线传输线基础—微带线—端接负载的传输线第三十页，共三十三页，2022年，8月28日5.