微波技术4.ppt

1、 带状线和微带线分别是二十世纪五十年代和六十年带状线和微带线分别是二十世纪五十年代和六十年代发展起来的导波系统。主要特点是：代发展起来的导波系统。主要特点是： 但由于体积小，因此功率容量小，适用于小但由于体积小，因此功率容量小，适用于小功率场合，一般损耗也较大（和波导相比较）。功率场合，一般损耗也较大（和波导相比较）。传统上：保角变换传统上：保角变换现在：数值解法现在：数值解法积分、微分方程方法积分、微分方程方法边界条件复杂，解析法为近似计算方法边界条件复杂，解析法为近似计算方法（1）（2）（3）（4）带状线可看作是由同轴线演变而成的带状线可看作是由同轴线演变而成的 一般尺寸一般尺寸minmi

2、n22(56)bWaW主模：主模：TEM波波（ 带状线中最小波长，带状线中最小波长， 和介质有关）和介质有关）minminbbrr2)4/W(2 11cTE（）10c(TM）b较大较大（如（如b4.66W)满足上述条件时，带状线以主模满足上述条件时，带状线以主模TEM波传输波传输2030418181Zln 1.6.27rmmm惠勒公式惠勒公式tbWtbWmnxbWxxxxxtbW1 . 1/0796. 02ln5 . 01)1 (2btxxx，1.3212n(3.1-8)功率容量功率容量导体衰减导体衰减微带线演变微带线演变双导线演变成微带线双导线演变成微带线 电场电场磁场磁场min(20.8

3、)41rrWhh单模传输条件单模传输条件微带线等效介电常数微带线等效介电常数(1)rerrqq为填充系数，可表示为为填充系数，可表示为121101 ()2hqwW/h2的宽微带线的宽微带线 1rr02rrr1160Z0.441 0.082()()1.45ln0.94 ( )222WWhhW/h2的窄微带线的窄微带线 2r0rrr128111460ln()(lnln)( )132212hWZWh（误差约为（误差约为1% ）当当t=0时（不考虑导带厚度）时（不考虑导带厚度）惠勒还给出了惠勒还给出了t0以及宽、窄微带线通用近似形式【以及宽、窄微带线通用近似形式【P80，（3.2-203.2-22）式

4、）式】集成波导传输线集成波导传输线 波导常用于高频情况，但是波导体积大，不易于波导常用于高频情况，但是波导体积大，不易于集成。所以产生了一种新的结构：基片集成波导集成。所以产生了一种新的结构：基片集成波导SIW（Substrate integrated waveguide ）。）。SIW是介于微带与介是介于微带与介质填充波导之间的一种传输线。质填充波导之间的一种传输线。 SIW兼顾传统波导和兼顾传统波导和微带传输线的优点，可实现高性能微波毫米波平面电微带传输线的优点，可实现高性能微波毫米波平面电路。路。 （1）采用）采用PCB、LTCC或薄膜工艺实现两排金属过孔或薄膜工艺实现两排金属过孔（2）

5、电磁波被限制于两排金属过孔和上下金属壁之间）电磁波被限制于两排金属过孔和上下金属壁之间传输传输（3）由于两排过孔，不易建立）由于两排过孔，不易建立TM波，电磁波以主模波，电磁波以主模TE10传播传播3.1 3.2 3.6（a）矩形介质波导；（）矩形介质波导；（b）介质镜像波导；（）介质镜像波导；（c）隔离介质波导；）隔离介质波导；（d）倒置带状介质波导；（）倒置带状介质波导；（e）圆柱介质波导；（）圆柱介质波导；（f）光纤）光纤传输频率高（传输频率高（适于传输毫米波或光波适于传输毫米波或光波）频带宽频带宽衰减小衰减小便于集成便于集成成本低、性能可靠成本低、性能可靠可以采用场解法进行求解可以采用

6、场解法进行求解I I 区区II II 区区22t0zczekh 122112222200ztczztczekhekh 00eEhH12121212zzzzeeeehhhh00eEhH000011( ) 0( ) 01( ) 0( )1( ) 0;22(1)mcmcmnmcc mcmncmTMJ qTEJ qEHmJ qqJ qHEmJ qmJm222222101012()()crcccqkka 截止频率为截止频率为)(2)(2221210rrccccacqaqf)(2405.2021rracf阶跃型光纤简化模型阶跃型光纤简化模型 模间色散大，传输的信模间色散大，传输的信息容量较小息容量较小 模间色散小，可传输模间色散小，可传输 的的信息容量较大信息容量较大 传输距离远传输距离远405. 2222210nna（利用了圆柱形介质波导的结论）（利用了圆柱形介质波导的结论）阶跃型光纤的主模是阶跃型光纤的主模是HE11作业作业4.1 4.2 4.3