耦合带状线及耦合微带线

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1、 耦合带带状线线及耦合微带线带线 (coupled stripline and coupled microstrp line)耦合传输线：两根或多根彼此靠的很近的非 屏蔽传输线系统 对称 非对称可用于设计各类器件定向耦合器 混合电桥 滤波器coupled stripline and coupled microstrp line (C1)能量为显然除了等耦合外 还有2. 2. 耦合耦合线线理理论论与奇耦模分析方法与奇耦模分析方法 耦合形式分为：常用的耦合微带线是侧边耦合对称耦合微带线耦合耦合线线理理论论与奇耦模分析方法与奇耦模分析方法 ( (续续一一) )这种类型的耦 合线可等效为 三线耦合:

2、假设传输TEM模. 因为导电板和接地板为非导磁体，引入 另一导体带对磁场的分布影响不大，对 电场的分别影响较大。单线L变化不大， 单线C 变化大 耦合耦合线线理理论论与奇耦模分析方法与奇耦模分析方法 ( (续续二二) )三线耦合等效电路如图4.3-3（b） 由对称性必有C11C22 耦合线特性可由有效线间电容变化传输速度变化解出C11为导体2不存在 时的对地自电容C22为导体1不存在 时的对地自电容C12为接地板不存在 时的对地自电容奇耦模分析方法奇耦模分析方法利用利用对对称性称性奇模激励(odd-mode excitation):大小相同，方向相反的电流对耦合线两导带 的激励（中心电壁）偶模

3、激励(even-mode excitation):大小相同，方向相同的电流对耦合线两导带 的激励（中心磁壁）( odd/even excitation methods ) V=0H=0V-Vodd/even excitation methods (continue 1)odd/even excitation methods (continue 2) 奇模电容奇模激励下，单根导带对地 的分布电容C0C0C112C12C222C124.3-1偶模电容在偶模激励下，单根导带 对地的分布电容CeCe=C11=C12 4.3-2odd/even excitation methods (continue

4、3) 奇模电抗奇模激励下，单根导带对地的 特性阻抗Z0o4.3-44.3-3偶模电抗在偶模激励下，单根导带对地 的特性阻抗Z0eodd/even excitation methods (continue 4)是由于假设系统传TEM波，故由4.3-1 4.3-2 和图4.3-4 可见 C0 Ce 所以 Z0eZ0oB. B. 奇耦模方法奇耦模方法由等效图奇耦模激励的场可用电(奇)/磁(偶)壁切分成两半. 只需分别分析单根奇模(电壁边界)/偶模( 磁壁边界)线特性,再迭加即可得到总场的 解 四端口网络(转化为) 两端口网络(可用传输线分析)B. 奇耦模方法（continue1）对耦合线端口 的任何

5、激励电压V1 、V2总可以分解成 一对奇，偶模激励 电压的组合：4.3-5B. 奇耦模方法（continue 2） 对任何V1、V2可具体解出 :4.3-6B. 奇耦模方法（continue 4）等效原理图4.3-5Lm/Cm单位长度耦合电感/电容L1/C1单线得分布电感/电容B. 奇耦模方法（continue 5）设电源时谐变化，由基尔霍夫定律有B. 奇耦模方法（continue 6） 同除dz，注意到L1L CC1+Cm 即有4.3-9式B. 奇耦模方法（continue 7）4.3-9前2个Eq变为:后2个方程变为:即4.3-10式，其中: 对于奇模激励B. 奇耦模方法（continue

6、 8）为耦合系数耦合电感耦合电容B. 奇耦模方法（continue 9）于是4.3-124.3-114.3-13耦模激励状耦模激励状态态利用：类似可解出偶模传输线方程为：耦模激励状耦模激励状态态 (continue 1)(continue 1)据此可求得偶模相速度、偶模波 导波长和偶模特性阻抗分别为：4.3-144.3-154.3-16耦模激励状耦模激励状态态 (continue 2)(continue 2)由上述各种参数的关系可求得耦合线单位长 度自电容、自电感、互电感、互电容分别为: 4.3-18由：由CO=C(1+KC)和 Ce=C(1-KC)相加可得 C=(C0+Ce)/2 相减可得

7、Cm=(C0-Ce)/2再利用vp公式即可得L、Lm的关系均匀填充介质的对称线-TEM波对于均匀填充介质的对称线TEM波奇模偶模相速度必须相等则：由此可知:均匀填充介质的对称线-TEM波(continue 1) 所以4.3-214.3-204.3-194.3-22均匀填充介质的对称线-TEM波(continue 2)4.2-23上面两式相乘有:相除可解得：4.3-24耦合系数的分贝耦合度为:4.3-25对于非均匀介质可采用有效介电常数e再 用奇偶模eo、ee做准静态模拟耦合耦合带带带带状状线线线线的特性的特性参见上面刚推出的公式4.3-18 求解可采用 求奇模静态电容：Co(r)、Ce(r)、

8、Co(1)、Ce(1) 方法；实用公式 4.1-5 4.1-8 准静态 加边界数值法也可用前面4.1-7保角变换公式 复杂求解零厚度零厚度侧边侧边 耦合耦合带带状状线线公式公式io，e式4.3-27（P130）给出了已知Z0i、r算W/b、 S/b的公式。书上给出了零厚度侧边耦合带状线公式 4.3-264.3-28io，e图图解法解法连线与中心线的交点即为所求的W/b,S/b实际可用图4.3-7计算，相应点对有限厚 度，可用 修正公式 4.3-28或图 4.3-8计算 。4 4耦合微耦合微带带特性分析特性分析本质 非均匀填充介质 传输混合模：1.准静 态法（引入有效e）、2.色散模型（保角公式 的拟和）、3.全波分析（Fourier变换） 区别耦合微带线有奇/偶模耦合微耦合微带带特性特性计计算算方法保角变换求出：阻抗、有效介质常数.再使用4.3-3 、4.3-4 、4.3-29计算用图4.3-9