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1、引言n微波传输线分类nTEM模传输线 （双导体传输线）u平行双线、同轴线、带状线及微带线nTE模和TM模传输线（金属波导传输线）u矩形波导、圆波导、椭圆波导n表面波传输线 （混合模）u介质波导、介质镜像线Date1n规则金属波导传输系统的特点n损耗小、结构牢固、功率容量高、电磁波限定 在导管内。n比较笨重、成本高、 频带较窄。n微波集成传输线的特点n体积小、重量轻、频带宽n微波集成电路、空间技术n损耗大、功率容量小引言Date2主要内容n微带传输线n带状线n微带线（重点）Date3带状线n带状线的结构n带状线是由同轴线演化而来的：即将同轴线的外导体 对半分开后，再将两半外导体向左右展平、 并将
2、内导 体制成扁平带线。n中心的导带相当于同轴线的内导体，根据不同的需要 ，中心导带截面可以是矩形，也可以是圆形；上下金 属板是接地板 。Date4带状线n带状线的场分布 带状线仍可理解为与同轴线一样的对称双导体传输线， 主要传输的是TEM波。n带状线的用途n用于微波无源集成电路，特别适合多层微波集成的中 间层。n不便于安装微波半导体器件，不适宜作有源微波器件 。Date5带状线n带状线基本特点n主模为TEM模。n填充均匀介质，不存在色散。n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。Date6微带线n传输模式n传输特性n特性阻抗和相速n波导波长n衰减常数
3、n色散特性n微带线的设计Date7微带线的传输模式n微带线的结构n微带线是由沉积在介质基片上的金属导体带和接地 板构成的一个特殊传输系统。n由双导体传输线演化而来：将无限薄的导体板垂直 插入双导体中间（因为导体板和所有电力线垂直, 所 以不影响原来的场分布）， 再将导体圆柱变换成导 体带、 并在导体带之间加入介质材料，从而构成了 微带线。 Date8微带线的传输模式n微带线的基本特点n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。n不是纯TEM模，存在轻微的色散。n采用照相印刷工艺，精度高，工艺重复性好。n微带线的用途n适用于平面电路，适合有源器件的安装。n最适合作微波
4、集成电路的传输线。Date9微带线的传输模式n微带线的纵向场分量n由于在中心导带和接地板之间加入了介质, 因此在介 质基底存在的微带线所传输的波已非标准的TEM波, 而是纵向分量Ez和Hz必然存在。【证明】由于理想介质表面既无传导电流、又无自由 电荷，满足边界条件：Date10微带线的传输模式 微带线 的纵向场分量 介质边界两边电磁场均满足无源麦克斯韦方程组 ： 由边界条件可得： 设微带线中波的传播方向为+z方向，故电磁场的相 位因子为e j(t-z) ，而1=2=, 故有：Date11微带线的传输模式 微带线 的纵向场分量 当r1时，方程右边0，必然存在纵向分量Ez和Hz ，不存在纯TEM模
5、。 当r=1时，为纯TEM模。 当频率不很高时：由于微带线基片厚度h介质损耗，一般可忽略介 质衰减。n当用硅和砷化镓等半导体材料作为介质基片时 ，微带线的介质损耗相对较大，不可忽略。n对均匀介质传输线：n由于实际微带只有部分介质填充，因此必须修 正：Date26微带线的色散特性n微带线的色散 色散指电磁波的传播速度随其频率变化而变化的现象 。n一般分析都认为微带线上传播的是TEM模，波导波 长、相速或有效介电常数均与频率无关，没有色散现 象。n实际微带线的真正模式是TE模和TM模组成的混合模 ，有弱色散。u低频时：混合模趋近于TEM模，称为准TEM模。u高频时：当传输线尺寸l/4时，此时高次模
6、已经存在， 必须考虑微带线的色散性质。u频率愈高，等效介电常数愈大，则相速度愈小，特性阻抗 愈低。n当频率低于某一个临界值f0时，微带线的色散可以不 予考虑：Date27微带线的色散特性Date28微带线的设计n微带线的高次模微带线的高次模有两种模式: 波导模式和表面波模式。 n波导模式存在于导带与接地板之间。uTE模最低模式为TE10模。uTM模最低模式为TM01模。n表面波模式则只要在接地板上有介质基片即能存在。是导体表面的介质基片使电磁波束缚在导体表面附近而不扩 散,并使电磁波沿导体表面传输。 u最低次模是TM0模。u其次是TE1模。Date29微带线的设计n微带线的尺寸设计为抑制微带线
7、的高次模产生，微带的尺寸应满足： Date30微带线的设计n微带线的参数设计n基板参数：基板介电常数r、基板介质损耗角正切tan 、 基板厚度h和基板宽度w。u基片厚度：一般在0.0080.08 mm之间。u一般都有金属屏蔽盒, 使之免受外界干扰。屏蔽盒的高 度取H(5-6)h。u接地板宽度取a(5-6)w。 u常用基片：材料氧化铝陶瓷9.5100.0003聚四氟乙烯2.10.0004聚四氟乙烯 玻璃纤维板2.550.008Date31微带线的设计n微带线的参数设计n微带线参数：导线厚度t、宽度w、 长度L和单位长度衰减量。n电特性参数：特性阻抗Z0、 工作频率f0、 工作 波长0、波导波长g和电长度（角度）。Date32微带线的设计n微带线的设计方法n查图表u（ Z0 w/h， Z0a ，e ,g , L）n软件法uMicrowave officeuADSDate33微带线的设计在厚度在h=1mm的陶瓷基片上(r=9.6)制作g/4的50的微带线, 求它的导体带宽度w和长度L。 设工作频率为6GHz，导带厚度t0 。【解】 例3.1Date34微波集成传输线n作业3.3Date35
