圆波导、同轴线、带状线、微带线简介.ppt

1、1 圆波导 若将同轴线的内导体抽走, 则在一定条件下, 由外导体所包围的圆形空间也能传输电磁能量, 这就是圆形波导, 简称圆波导。 圆波导中的场 圆波导 圆波导 圆波导 且 圆波导 函数；设 是m阶贝塞尔函数的第n个根 则对于TM波，有： 即 圆波导的传输特性 圆波导 ①截止波长 圆波导 圆波导 圆波导 TE0n模和TM1n模的简并；再一种是由场分量沿φ的分布存在cosmφ和sinmφ两种可能导致的极化简并，即对同一组m，n，有两种场结构完全一样，只是极化面相互旋转了90°。只有轴对称的TE0n和TM0n波才没有这种简并现象。 圆波导中的几种常用波形 主模TE11波 圆波导 圆波导 将m=1，n=1代入TE波的各分量表达式，得到： 圆波导 TE01模 圆波导 圆波导 圆波导 TM01模 圆波导 圆波导 线（ρ＝0）附近最强。根据上述特点，它可以有效地和轴向流动的电子流交换能量, 由此将其应用于微波电子管中的谐振腔及直线电子加速器中的工作模式。  1、2 同轴线简介 同轴线的概念 同轴线简介 同轴线简介 同轴线的场方程 求解同轴线中的TEM波各场量，就是在柱坐标系下求解横向分布函数φ所满足的拉普拉斯方程。求得的同轴线中TEM波的横向场分量为： 同轴线简介 同轴线的传输参数 相移常数 同轴线简介 同轴线的传输功率与衰减 传输功率 同轴线传输TEM波的平均功率为： 同轴线简介 其中Ubr为击穿电压，由击穿电场Ebr决定。由击穿电压和击穿电场的关系，可得到功率容量的计算式： 衰减 同轴线简介 同轴线中的高次模 若同轴线的尺寸与波长相比足够大时，传输线上有可能传输TM或TE波。 同轴线简介 ①对TM波 同轴线简介 保证TEM波单模传输 获得最小的导体损耗 获得最大的功率容量 1、3 带状线简介 带状线的结构 带状线的结构如下图所示，由一个宽度为W，厚度为t的中心导带和相距为d的上、下两块接地板构成，接地板之间填充 的均匀介质。 带状线支持TEM波传输，这也是带状线的主模式。同时带状线可认为是由同轴线演变而来，故存在高次波形TE或TM模。一般可通过选择带状线的横向尺寸来抑制高次模的出现，当取 带状线简介 带状线简介 带状线的传输参数 带状线简介 特性阻抗的计算公式。 ①对于零厚度(t=0)的带状线，其特性组抗近似计算 带状线简介 带状线简介 带状线得衰减常数 带状线得衰减由介质衰减和导体衰减两部分组成。其中介质衰减： 带状线简介 式中， 为导体表面电阻，且 1、4 微带线简介 微带线的结构 微带线的结构如下图所示，由厚度为t，宽度为W的导带和下金属接地板组成，导带和接地板之间是 的介质基片。 微带线的加工与印制电路工序基本一致。一种是采用双面聚四氟乙烯（ ＝2.1，tanδ＝0.0004）或聚四氟乙烯玻璃纤维（ ＝2.55，tanδ=0.008）敷铜板，做成电路。再一种就是在氧化铝陶瓷（ ＝9.5－10，tanδ=0.0003）基片上用真空镀膜技术蒸发上电路。微波单片集成电路所用的半导体基片材料主要是砷化镓 微带电路简介 微带电路简介 （ ＝13，tanδ=0.006）。则微带电路与普通晶体管印刷电路的区别为：微带电路要求基片介质必须损耗小，不易变形，介电常数 在2－20之间，金属板的导电性能好，加工线条精度高。 微带线是一种双导体结构。对于空气微带线，其上传输的波形是TEM波；对于实际填充 介质的标准微带线，导带周围有两种介质，其场大部分集中在导带与接地板之间。由于相速度在介质不连续的界面处不能与TEM模匹配，因此实际上，微带线中传输的是一种TE-TM混合波。其纵向场分量主要是由介质、空气分界面处的边缘场 微带线简介 Ez和Hz引起。但由于Ez和Hz与导带和接地板之间的横向场分量相比要小的多，在工作频率不很高时，适当选择微带线尺寸，便可忽略纵向场分量的影响，因此微带线中传输模的特性与TEM波相差很小，故称其为准TEM波。 微带线的准TEM特性 由准静态法分析微带线的准TEM特性。准静态法是将这种准TEM模式看成纯TEM模，通过引入相对有效介电常数为 的均匀介质来代替原微带的混合介质，从而使导带处在 的连续介质中。 微带线简介 这种等效的条件是标准微带的单位长分布电容C1，应等于全填充等效介质 的微带线的单位长分布电容C’1。