第一章传输线和集总参数元件.pptVIP

* 阻抗圆图----特点 Smith圆图可以直接提供如下信息 直接给出归一化输入阻抗值zin ，乘以特性阻抗即为实际值； 直接给出反射系数的模值|?|及其相位； 根据反射系数模值计算出驻波系数的值 平面传输线的特性 对于适合在微波集成电路中作为电路元件的传输线结构，主要要求之一是这种结构应是“平面”的，即电路的特性可以由单一平面内的结构和尺寸来决定。可在MIC中使用的各种形式的平面传输线中，带状线、微带线、悬置（倒置）微带线、槽线、共面波导和共面带状线是有代表性的几种。 常用射频/微波传输线 微带线 微带线是一种准TEM波传输线，结构简单, 工程效果佳,便于器件的安装和电路调试,产品化程度高, 已成为射频/微波电路中首选的电路结构。 1. 微带线基本设计参数 （1）基板参数: 基板介电常数εr、基板介质损耗角正切tanδ、 基板高度h和导线厚度t。导带和底板（接地板）金属通常为铜、 金、 银、 锡或铝。 （2）电特性参数: 特性阻抗Z0、工作频率f0、工作波长λ0、波导波长λg和电长度（角度）θ。 （3）微带线参数：宽度W、 长度L和单位长度衰减量A dB。 2. 微带线的设计方法 微带线设计的实质就是求给定介质基板情况下阻抗与导带宽度的对应关系。目前使用的方法主要有： （1）查表格。 用法步骤是： ① 按相对介电常数选表格； ② 查阻抗值、宽高比W/h、有效介电常数εe三者的对应关系； ③ 计算,通常h已知,则W可得,由εe求出波导波长,进而求出微带线长度。 （2）用软件。 仿真软件AWR的Microwave Office，Agilent ADS，CST，HFSS，Ansot Designer 数学计算软件matlab 3. 微带线常用材料 1） 介质材料 高速传送信号的基板材料一般有陶瓷材料、玻纤布、 聚四氟乙烯、其他热固性树脂等。 2） 铜箔种类及厚度选择　 3） 环境适应性选择　 与电解铜箔相比，压延铜箔更适合于制造高精密图形　 湿度和通孔对基板选择的影响　 表1-2 覆铜板基材的国内外主要生产厂家 3. 微带线的局限 最高工作频率受许多因素限制，譬如寄生模的激励、较高的损耗、严格的制造公差、处理过程中的脆性、显著的不连续效应、不连续处的辐射引起低的Q值。 基板最大厚度受微带线不连续处高辐射损耗的限制，譬如开路端、间隙、裂缝、宽度裂变、拐弯等不连续点。 悬置微带线与倒置微带线 比微带线有更高的Q值，可以实现很宽范围内的阻抗值，特别适用于滤波器。 共面波导（CPW）和共面带状线（CPS） 两种结构互补，无论安装并联还是串联的有源或无源元件都很方便，无需开孔和开槽。 带状线 TEM波为其主模,性能更好，结构稍为复杂。 槽线 传播模式基本是横电波（TE），适用于高阻抗线、串联短线、短路电路。 耦合线 由彼此平行放得非常近的两根传输线构成，在定向耦合器、滤波器、移相器、对称—不对称变换器等多种电路中广泛用作基本元件。 宽边耦合带状线广泛应用于紧耦合的场合。 不连续性 不连续性对电路的影响 窄带电路中频率偏移 输入输出电压驻波比变差 宽带电路指标较大起伏 多功能电路中接口问题 由于电路性能变坏使成品率降低 高增益放大器中表面波和辐射耦合引起振荡 不连续性的补偿设计 波导和同轴传输线 波导 通常使用的是矩形波导,基本结构尺寸是a×b的矩形横截面,长度一般要大于几个波长。 图 1-18 矩形波导 ① 截止波长与相移常数: kc= ② 波导波长与波阻抗： ZTE10= ④ 传输功率: E10= 是Ey分量在波导宽边中心处的振幅值。功率容量为 ③ 相速与群速: 根据给定的工作波长来确定波导横截面尺寸 设计原则： 保证在工作频带内只传输一种模式 损耗尽量小 功率容量尽可能大 尺寸尽可能小 制造尽可能简单 标准波导 对于软同轴电缆和半刚性电缆,其标准国内外厂家均有手册可参阅,这类电缆要和同轴接头配套使用。 尺寸选择原则： 只有主模TEM模传输,有足够的功率容量,损耗小, 尺寸尽可能小。其内容是决定内导体外半径a和外导体内半径b的值。 同轴线 * * * * * * * * * * * 传输线和集总参数元件 金属导线的射频特性 在射频/微波范围内, 金属导线不仅具有自身的电阻和电感或电容,而且还是频率的函数。寄生参数对电路工作性能的影响十分明显。 直流电阻? 及其电流密度 （1-