微带的基本概念ppt课件.ppt

第23章微带线,Microstrip,一、微带的基本概念,如果说带线可以看成是由同轴线演变而成的，那么，微带则可以看成是双导线演化而成的。,图23-1从双导线到微带,一、微带的基本概念,1.微带的第一个特点是非机械加工，它采用金属薄膜工艺，而不是象带线要做机加工。,图23-2微带工艺,2.一般地说，微带均有介质填充，因此电磁波在其中传播时产生波长缩短，微带的特点是微。,为了处理方便经常提出有效介电常数(它是全空间填充的)，注意是相对的。,图23-3微带的有效介电常数定义,3.结构上微带属于不均匀结构。,一、微带的基本概念,()和()相同,()和()Z0相同,其中，Z0是介质微带线的特性阻抗；Z01是空气微带线的特性阻抗。Z01是一个不随介电常数r变化的不变量。从概念上，考虑到局部填充，显然有,(23-3),(23-2),(23-1),一、微带的基本概念,4.严格说来，微带不是TEM波传输线，可称之为准TEM模(QuasiTEMmode)，然而作为工程分析，这种概念和精度已足够满足要求。同样，它也是宽带结构。,5.容易集成，和有源器件、半导体管构成放大、混频和振荡。,常用的基片有两种：氧化铝Al2O3陶瓷r=9099聚四氟乙烯或聚氯乙烯r=2.50左右。,一、微带的基本概念,微带的主要研究问题,图23-4微带的主要问题,一、微带的基本概念,二、微带的特性阻抗,工程上，常常认为微带线中近似传播TEM波,其中，vp是微带中的相速。根据等价定义：,C1是微带单位长度的电容，如果我们令C01表示空气单,位长度电容，则有代入定义式有,(23-4),(23-5),(23-6),对比可知,是空气微带的特性阻抗,根据上述思路，问题发生了转化。见图23-5所示,图23-5特性阻抗求解的转化,二、微带的特性阻抗,特别要注意从概念上理解,W愈大特性阻抗愈低，h愈大特性阻抗愈高。,图23-6微带的电容分布,二、微带的特性阻抗,精确解,表1空气微带Z01的Wheeler工作,二、微带的特性阻抗,缺点是k和几何中尺寸宽高比W/h是复杂的超越函数。一般希望给出普通函数的近似解,二、微带的特性阻抗,宽带近似W/h1,二、微带的特性阻抗,二叶Rieman面法,第1Rieman面,第2Rieman面,二、微带的特性阻抗,三、Gupta的闭式工作,微带传输线的难于计算和查表问题使国外发展了与Computer、CAD相联系的闭式工作，也就是把场论复杂的结果用简要的ClosedForm(称为闭式)表示，其目标是计算简单，精度高。,1.分析工作,Gupta的工作分为分析和综合两大部分。,(23-8),(23-7),三、Gupta的闭式工作,2.综合工作,首先判断参数A,当A1.52的窄带情况,(23-10),(23-9),三、Gupta的闭式工作,当A1.52的宽带情况,其中,典型数据有r=9.6，W/h=1，Z0=49.69，e=6.49。,(23-11),三、Gupta的闭式工作,四、微带的衰减和Q值,1.微带的衰减还是包括两部分，在小衰减情况下认为相互不交叉影响，有a=ad+ac其中，ad介质衰减；ac导体衰减。,(23-12),为了便于记忆上面公式还可以写为,出现的原因也是由于局部加载所造成的。,其中,(23-13),四、微带的衰减和Q值,导体衰减还是利用“增量电感法”。,(23-14),具体方式导出比较复杂，可参见计算微波。,(23-15),所定义传输线端接匹配负载，即无反射波。,四、微带的衰减和Q值,因为，消耗能量=介质损耗+导体损耗，于是有,其中，QC导体Q值，Qd介质Q值。,和带线推导完全相似,(23-16),四、微带的衰减和Q值,于是有,于是全部Q值是,这一公式在微带有源电路估计中十分有用。,(23-17),(23-18),四、微带的衰减和Q值,五、微带工作频率限制,(23-19),(23-20),其中，hmm，fGHz，见计算微波p127。,例1如果要提高f0