10传输线-带状线与微带线介绍.ppt

波导 同轴线 带状线 微带线 1.主要用途 2.构成（金属导带、接地板、介质板）及要求 3. 基本结构（对称微带、不对称微带） 引言 带状线 微带线 介质基板的要求： 介电常数高，随频率的变化小 损耗小 纯度高，均匀、各向同性 与导体的粘附性好 导热性好 有一定的机械强度、便于切割等 化学稳定性好，耐腐蚀 价格便宜 导体的要求： 电阻率低 电阻随温度的变化系数小 粘附性好 易腐蚀，易焊接 易于沉积电镀 结构 基本要素 支撑介质的介电常数εr 上下接地板间距b 中心导带宽度W 同轴线 电力线 磁力线 制作方法 基模为TEM模。 填充均匀介质，不存在色散。 也可以存在TE和TM的高次模，即有单模传输的频率上限。可由上下接地板的距离来控制。 采用静场分析方法 保角变换 求解电位的拉普拉斯方程 微波无源集成电路。特别适合多层微波集成的中间层。 特点： 主要分析方法（TEM模） 用途： 表征参数： 特征阻抗Z0 传播常数β 衰减常数α 相速 传播常数 特征阻抗 计算特征阻抗的经验公式（中心导体零厚度） We是中心导体的有效宽度，即 带状线设计的逆公式 其中 t为带状线中心导体的厚度 导体衰减 其中 1.有一根聚四氟乙烯（εr＝2.1）附铜板带状线，已知b＝5mm，t＝0.25mm，W＝2mm，求此带状线的特性阻抗。 若W＝4mm，求此带状线的特性阻抗。 2.设计一根特性阻抗为50欧姆的带状线，所选基板为罗杰斯5880的附铜板带状线（ εr＝2.2），求此带状线的W/b的值。 若所选基板的εr＝9，求W/b的值。 Z0随W的增加而减小 Z0相同，基板的介电常数εr越小，W/b的值越大 屏蔽带状线的电位方程和边界条件 由于中心导带上存在电荷密度，在y=b/2处场不连续。应分别求两个区域（0<y<b/2和b/2<y<b的解。 由分离变量法，并考虑到边界条件，有 电位在b/2处必须连续，有An=Bn 电场强度y分量 中心导带上的电荷密度 系数An的求解 中心导体表面电荷分布的简单假设 利用三角函数的正交性，得到系数An 带状线单位长度电容 中心导体的电压 中心导体单位长度的电荷 单位长电容 中心导带宽度W 介质基片厚度 d 介质相对介电常数εr 传输准TEM模，特征阻抗、相速、传播常数等可由静态或准静态方法获得 不是纯TEM模，存在轻微的色散 采用照相印刷工艺,精度高,工艺重复性好。 平面电路，适合有源器件的安装，是最适合微波集成电路的传输线 微带线的结构与基本要素 基本特点 平行双导线 电力线 磁力线 表征参数： 特征阻抗Z0 传播常数β 衰减常数α 有效介电常数 特征阻抗 给定特征阻抗和介电常数求W/d 其中 介质损耗 导体损耗 传播常数 1.聚苯乙烯（εr＝2.55）微带的特性阻抗Z0＝50欧，求其形状比W/h值。 若Z0＝50欧的微带制作在Al2O3 （εr＝9.9）基板上，求其形状比W/d值。 2.计算微带线的宽度和长度，要求在3.0GHz有75欧的特性阻抗和90o相移。基片厚度为d＝0.127cm， εr＝2.20。 Z0随W的增加而减小 Z0相同，基板的介电常数εr越小，W/d的值越大 屏蔽带状线的电位方程和边界条件 由于金属带上有电荷不连续性，在空气和电介质分界面定义的两个区域上分别求电位方程的表达式。（0<y<d和d<y<∞）的解。 由分离变量法，并考虑到边界条件，有 电位在d处必须连续，有 电场强度y分量 中心导带上的电荷密度 系数An的求解 中心导体表面电荷分布的简单假设 利用三角函数的正交性，得到系数An 带状线单位长度电容 中心导体的电压 中心导体单位长度的电荷 单位长电容 令C表示具有电介质基片（εr≠1）的微带线的单位长度电容 令C0表示具有电介质基片（εr＝1）的微带线的单位长度电容 因为电容与围绕导体的区域的均匀填充材料的介电常数成正比，所以有 微带线的特性阻抗 常见传输线和波导的比较 特性 同轴线 波导 带状线 微带 基模 TEM TE10 TEM 准TEM 其他模式 TE,TM TE,TM TE,TM 混合TE-TM 色散(基模) 无 中等 无 低 带宽 高 40% 高 高 损耗 中等 低 高 高 功率容量 中等 高 低 低 物理尺寸 大 大 中等 小 加工难度 中等 中等 容易 容易 与其它元件的集成 难 难 无源集成 容易