微带的基本概念.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 Quasi TEMmode 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 90 99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 h 1 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A 1 52的窄带情况 23 10 23 9 三 Gupta的闭式工作 当A 1 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 h mm f GHz 见 计算微波 p127 例1 如果要提高f0