第四章微波集成传输线

第四章微波集成传输线第1页，共11页，2023年，2月20日，星期三Chap.4微带传输线

优点：体积小、重量轻、频带宽、便于与微波集成电路（MIC：MicrowaveIntegratedCircuit)相连接缺点：损耗大、Q值低、难以承受较大的功率（目前只适用于中小功率范围）基本结构形式：－对称微带线（带状线，stripline） －不对称微带线（标准微带线或简称微带线，microstrip）第2页，共11页，2023年，2月20日，星期三同轴线同轴线(coaxialline)是由同轴的内、外导体构成的双导体传输线，也称同轴波导同轴线主要以TEM模工作方式广泛应作宽频带馈线，设计宽带元件。

但是当同轴线的横向尺寸与工作波长可比拟时，同轴线中将出现TE和TM模，即同轴线的高次模。第3页，共11页，2023年，2月20日，星期三同轴线扁带同轴线带状线§4-1带状传输线第4页，共11页，2023年，2月20日，星期三§4-1带状传输线一、带状线结构：由宽为W，厚为t的矩形截面的中心导带和相距为b的上下接地板构成板间填充介质或空气传输的主模为TEM模，（也存在TE和TM模）与同轴线具有相似特性带状线两面都有接地板，辐射损耗比非对称的微带线小的多适用于高性能（如高Q值、高隔离度）的微波电路第5页，共11页，2023年，2月20日，星期三§4-1带状传输线二、主模TEM波的传输特性参数1、相速和波导波长波导波长v0为自由空间中的光速0为自由空间中的波长TEM模，kc＝0,fc=0,则相速度与频率无关，相速度：传播常数：第6页，共11页，2023年，2月20日，星期三2、特性阻抗关键求出带状线的单位长度分布电容C，常用的是等效电容法和保角变换法。下面给出一组实用的公式

导体带厚度为0时利用保角变换法，可求得

K（·）为第一类完全椭圆积分函数

k为模数，k’为补模数 §4-1带状传输线——二、主模TEM波的传输特性参数第7页，共11页，2023年，2月20日，星期三实际上导体带厚度t不为0(1)宽导体带情况（w/(b-t)0.35)）(2)窄导体带情况（w/(b-t)<0.35)）等效为中心导体为圆柱形的带状线d为等效的中心导体的直径，当t/w0.11时§4-1带状传输线——主模TEM波的传输特性参数第8页，共11页，2023年，2月20日，星期三§4-1带状传输线——主模TEM波的传输特性参数3、带状线的损耗和衰减带状线的辐射损耗可忽略不计

一般情况下，带状线的接地板宽度要比中心导体带的宽度w大很多，且上下接地板的间距b也远小于工作波长(1)导体的衰减常数损耗主要取决于导体(包括接地板)损耗和介质损耗宽导体带窄导体带第9页，共11页，2023年，2月20日，星期三§4-1带状传输线——主模TEM波的传输特性参数4、带状线的功率容量两个制约因素：

1）介质本身的击穿场强（与峰值功率相对应）；

2）介质本身所能承受的最高温升（与平均功率相对应）因此带状线难以传输比较大的功率，尤其是在中心导体带的棱角处最易发生电击穿。把棱角改为光滑的圆角以提高功率容量(2)介质的衰减常数第10页，共11页，2023年，2月20日，星期三§4-1带状传输线——主模TEM波的传输特性参数5、带状线尺寸的选择1）主模为TEM模，应尽量避免出现高次模(a)TE10模为TE模中的最低次模，截止波长为：为抑制TE10模(b)TM01模为TM模中的最低次波