射频电路预备基础知识_0_2_射频传输线

《射频电路预备基础知识_0_2_射频传输线》由会员分享，可在线阅读，更多相关《射频电路预备基础知识_0_2_射频传输线（54页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、电子科技大学电子科技大学 游长江游长江射频传输线及特性分析射频传输线及特性分析射频前端电路射频前端电路射频微波传输线是用来传输微波信号和微波能射频微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的，按其传输电磁波的性质可分为三类：量的，按其传输电磁波的性质可分为三类：a. TEM模传输线模传输线(包括准包括准TEM模传输线模传输线)，如平行双，如平行双线、同轴线、共面波导及微带线等双导线传输线；线、同轴线、共面波导及微带线等双导线传输线；b. TE模和模和TM模传输线模传输线, 如矩形波导、圆波导、椭如矩形波导、圆波导、椭圆波导、脊波导等金属波导传输线；圆波导、脊波导等金属波导传输线；c. 表面波传输线

2、表面波传输线，其传输模式一般为混合模，如介，其传输模式一般为混合模，如介质波导，介质镜像线等。质波导，介质镜像线等。在射频微波的低频段，可以用平行双线来传输微波能量和信号；在射频微波的低频段，可以用平行双线来传输微波能量和信号；而当频率提高到其波长和两根导线间的距离可以相比时，电磁能量会而当频率提高到其波长和两根导线间的距离可以相比时，电磁能量会通过导线向空间辐射出去，损耗随之增加，频率愈高，损耗愈大，因通过导线向空间辐射出去，损耗随之增加，频率愈高，损耗愈大，因此在微波的高频段，平行双线不能用来作为传输线。此在微波的高频段，平行双线不能用来作为传输线。 随着频率的提高，同轴线的横截面尺寸必须

3、相应减小，才能保随着频率的提高，同轴线的横截面尺寸必须相应减小，才能保证它只传输证它只传输TEM模，这样会导致同轴线的导体损耗增加，尤其内导模，这样会导致同轴线的导体损耗增加，尤其内导体引起损耗更大，传输功率容量降低。因此同轴线又不能传输很高体引起损耗更大，传输功率容量降低。因此同轴线又不能传输很高频率的电磁波，一般只工作到毫米波段的较低段（一般小于频率的电磁波，一般只工作到毫米波段的较低段（一般小于60GHz）。）。 它是由介质基片的一边为中心导带，另一边为接地板所它是由介质基片的一边为中心导带，另一边为接地板所构成，其基片厚度为构成，其基片厚度为d，中心导带的宽度为，中心导带的宽度为w。其

4、制作工艺。其制作工艺是先将基片研磨、抛光和清洗，然后放在真空镀膜机中形成是先将基片研磨、抛光和清洗，然后放在真空镀膜机中形成一层铬一层铬-金层，再利用光刻技术制成所需要的电路，最后采金层，再利用光刻技术制成所需要的电路，最后采用电镀的办法加厚金属层的厚度，并装接上所需要的有源器用电镀的办法加厚金属层的厚度，并装接上所需要的有源器件和其它元件，形成微带电路。件和其它元件，形成微带电路。 它是由一条厚度为它是由一条厚度为t，宽度为，宽度为W的矩形截面的中心导带和上、下的矩形截面的中心导带和上、下两块接地板构成。两接地板的距离为两块接地板构成。两接地板的距离为b。中心导带的周围媒质可以是。中心导带的

5、周围媒质可以是空气，也可以是其它介质。带状线中传输的主模为空气，也可以是其它介质。带状线中传输的主模为TEM模。为了减模。为了减少横向辐射，接地板宽度少横向辐射，接地板宽度D和接地板间距和接地板间距b必须满足：必须满足： (3 6),2DWb在介质基片的一个面上制作出中心导体带，并在紧邻在介质基片的一个面上制作出中心导体带，并在紧邻中心导体带的两侧制作出导体平面，这样就构成了共面波中心导体带的两侧制作出导体平面，这样就构成了共面波导，又叫共面微带传输线。共面波导传播的是导，又叫共面微带传输线。共面波导传播的是TEM波，波，没有截止频率。由于中心导体与导体平板位于同一平面内，没有截止频率。由于中

6、心导体与导体平板位于同一平面内，因此，在共面波导上并联安装元器件很方便，用它可制成因此，在共面波导上并联安装元器件很方便，用它可制成传输线及元件都在同一侧的单片微波集成电路。传输线及元件都在同一侧的单片微波集成电路。通常由金属材料（铜、铝等）制成的，矩形截面的、通常由金属材料（铜、铝等）制成的，矩形截面的、内部填充空气介质的规则金属波导称之为矩形波导。内部填充空气介质的规则金属波导称之为矩形波导。注意：矩形波导中有无穷多个满足边界条件的模式。矩形波导宽注意：矩形波导中有无穷多个满足边界条件的模式。矩形波导宽边边a一般大于窄边一般大于窄边b，故在矩形波导中，故在矩形波导中，TE10模的截止波长最

7、长，模的截止波长最长，是最低传播模式。当波导中传输的电磁波的工作频率低于是最低传播模式。当波导中传输的电磁波的工作频率低于TE10模模的截止频率时，电磁波将很快衰减，不能在波导中传播。的截止频率时，电磁波将很快衰减，不能在波导中传播。通常由金属材料（铜、铝等）制成的，圆形截面的、通常由金属材料（铜、铝等）制成的，圆形截面的、内部填充空气介质的规则金属波导称之为圆波导。内部填充空气介质的规则金属波导称之为圆波导。注意：圆波导中有无穷多个满足边界条件的模式，注意：圆波导中有无穷多个满足边界条件的模式，。它的。它的。 传输线有传输线有长线长线和和短线短线之分。所谓长线是指传输线的之分。所谓长线是指传

8、输线的几何长度与线上传输电磁波的波长比值几何长度与线上传输电磁波的波长比值(电长度电长度)大于或大于或接近接近1，反之称为短线。，反之称为短线。 长线长线(Long Line)分布参数电路分布参数电路 忽略分布参数效应忽略分布参数效应 短线短线(Short Line)集中参数电路集中参数电路 考虑分布参数效应考虑分布参数效应 当频率提高到射频微波波段时，这些分布效应不可当频率提高到射频微波波段时，这些分布效应不可忽略，所以微波传输线是一种分布参数电路。这导致传忽略，所以微波传输线是一种分布参数电路。这导致传输线上的电压和电流是随时间和空间位置而变化的二元输线上的电压和电流是随时间和空间位置而变

9、化的二元函数。函数。 根据传输线上的分布参数是否均匀分布，可将其分为根据传输线上的分布参数是否均匀分布，可将其分为均匀传输线均匀传输线和和不均匀传输线不均匀传输线。我们可以把均匀传输线分割。我们可以把均匀传输线分割成许多小的微元段成许多小的微元段d dz z (d (dz z) )，这样每个微元段可看作集，这样每个微元段可看作集中参数电路，用一个中参数电路，用一个L L型网络来等效。于是整个传输线可型网络来等效。于是整个传输线可等效成无穷多个等效成无穷多个L L型网络的级联。型网络的级联。 ()( )() ( )V zzV zRj L I zz ()( )() ()I zzI zGj C V