第三章耦合微带

3.3耦合微带线概述间距离接近的传输线之间都有能量耦合：电耦合（耦合电容），磁耦合（耦合电感）可利用有规律、可控的耦合实现特定微波电路功能：定向耦合器，滤波器，匹配电路，混合电桥等耦合微带线：（1）结构：由在介质基片上同一侧面的两根平行金属导带以及基片背面同一金属接地面构成，形成了两根导带侧边间距为s的平行微带线结构；（2）耦合微带线间的耦合是两列TEM波间的电耦合和磁耦合（类似静电耦合和静磁耦合），可由分布互电容CM和分布互电感LM表达。KC：电容耦合系数，KL：电感耦合系数；L和C为考虑另一根线存在但未被激励时，单根线的分布参数电感和分布参数电容。耦合关系：3.3耦合微带线耦合微带线上TEM波传播情况复杂，是两列相互耦合的TEM波传输，电磁分布情况复杂；耦合微带线分析方法考虑复杂的电磁问题简化为多个简单问题的迭加——（迭加方法：比如利用傅里叶级数分析非正弦波、利用泰勒级数分析非线性线性问题等）复杂分布参数电路的奇偶模分析方法：要点：分析奇偶模激励下的电磁场问题，并充分利用对称性使问题简化（3）利用迭加原理得到任意激励下的电路响应（1）利用电路结构对称性，分别对电路馈以反对称激励（偶模激励和奇偶激励），得到不同的、具有对称特性的电磁场分布（2）分别利用对称性简化电磁场分布边界条件，实现简化分析奇、偶模激励下的电路，并得到奇偶模响应结果；3.3耦合微带线此方法即求在奇偶模激励下耦合微带线的传播特性参量与等效分布参数参量之间的关系；考虑理想TEM波耦合微带在奇偶模激励下的情况（1）先考虑空气耦合微带线，部分介质填充情况引入填充因子来考虑；（2）忽略传输损耗；（小尺寸电路）；（3）忽略高次波型影响，线间为纯TEM波耦合（类似于静电耦合和静磁耦合），可完全有互电感和互电容表示；（4）仅仅考虑奇偶模激励情况，其他情况可看做奇偶模情况的迭加奇偶模法分析耦合微带线KC：电容耦合系数，KL：电感耦合系数；L和C为考虑另一根线存在但未被激励时，单根线的分布参数电感和分布参数电容。耦合关系：3.3耦合微带线奇偶模法分析耦合微带线方程中的符号问题？？均匀介质耦合微带线分布参数电路方程电耦合与磁耦合性质不同决定了耦合微带线等效电路网络中的感应电流和感应电压的正负关系3.3耦合微带线奇偶模法分析耦合微带线均匀介质耦合微带线分布参数电路方程3.3耦合微带线奇偶模法分析耦合微带线均匀介质耦合微带线分布参数电路方程3.3耦合微带线均匀介质耦合微带线特性参数奇偶模相速关系奇偶模特性阻抗关系均匀介质填充耦合微带线，电磁耦合系数相等，奇偶模相速/相移常数相等3.3耦合微带线均匀介质耦合微带线特性参数均匀介质耦合微带线各种特性阻抗关系均匀介质耦合微带线特性阻抗与耦合系数的关系3.3耦合微带线均匀介质耦合微带线特性参数：Zce＞Zco;紧耦合时，K>>1，Zce>>Zco;弱耦合时，K

→0，Zce=Zco=Zc;弱耦合时，耦合微带特性参数接近单根微带线特性参数，可得到宽带工作特性；均匀介质填充时，奇偶模特性相移常数、相速、耦合系数等参数相等，可用于实现高方向性定向耦合器奇偶模特性参量可充分表达耦合特性：3.3耦合微带线耦合微带线奇偶模特性参数求解耦合微带线奇偶模特性阻抗可由分布参数电容表达3.3耦合微带线空气耦合微带线奇偶模特性阻抗的求解3.3耦合微带线部分介质填充耦合微带线空气引入等效介电常数e概念，将部分填充介质r情况等效为均匀填充介质eo、ee情