微带线简述
微带线和带状线阻抗
微带线和带状线阻抗导言：微带线和带状线是在高频电路和微波领域中常用的传输线路结构。
它们由于其特殊的结构和材料选择，在高频信号传输中具有重要的应用价值。
本文将从微带线和带状线的概念、结构、特点以及阻抗等方面进行介绍和比较，以便更好地理解和应用这两种传输线路。
一、微带线微带线是一种常用的平面传输线路结构，由导体、介质和地面构成。
导体通常采用金属箔或薄膜形式，介质可以是空气、聚四氟乙烯（PTFE）等。
微带线的特点在于其导体位于介质的一侧，而另一侧与地面相隔一定距离。
1. 结构特点微带线的结构简单，由导体、介质和地面三部分组成。
导体通常是一条细长的金属带，宽度较窄，厚度较薄。
介质可以是空气、聚四氟乙烯等，其厚度相对导体较大。
地面一般采用金属层，作为微带线的底部。
2. 电磁特性由于微带线的特殊结构，其电磁特性与常规传输线路有所不同。
微带线主要有两种电磁模式，即TEM模式和TE模式。
TEM模式是指电磁波既不沿导体方向传播，也不沿介质方向传播，而是沿着微带线的平面方向传播。
TE模式是指电磁波仅沿着微带线的平面方向传播。
3. 阻抗特性微带线的阻抗取决于其结构参数和材料特性。
一般来说，微带线的阻抗较为灵活，可以通过调整导体宽度、介质高度和介电常数等参数来实现不同的阻抗匹配。
常见的微带线阻抗有50欧姆和75欧姆等。
二、带状线带状线是一种平面传输线路结构，其结构类似于微带线，但在导体形状和介质选择上有所不同。
带状线的导体通常是一条细长的金属带，宽度较宽，厚度较薄。
介质可以是聚四氟乙烯等。
1. 结构特点带状线的结构与微带线相似，由导体、介质和地面三部分组成。
导体通常是一条宽度较宽的金属带，厚度较薄。
介质可以是聚四氟乙烯等。
地面一般采用金属层，作为带状线的底部。
2. 电磁特性带状线的电磁特性与微带线类似，也有TEM模式和TE模式。
TEM模式是指电磁波既不沿导体方向传播，也不沿介质方向传播，而是沿着带状线的平面方向传播。
TE模式是指电磁波仅沿着带状线的平面方向传播。
微带线(microstrip)和带状线(stripline)
微带线(microstrip)和带状线(stripline)微带线剖面图适合制作微波集成电路的平面结构传输线。
与金属波导相比，其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等；但损耗稍大，功率容量小。
60年代前期，由于微波低损耗介质材料和微波半导体器件的发展，形成了微波集成电路，使微带线得到广泛应用，相继出现了各种类型的微带线。
一般用薄膜工艺制造。
介质基片选用介电常数高、微波损耗低的材料。
导体应具有导电率高、稳定性好、与基片的粘附性强等特点。
两个方面的作用在手机电路中，一条特殊的印刷铜线即构成一个电感微带线，在一定条件下，我们又称其为微带线。
一般有两个方面的作用：一是它把高频信号能进行较有效地传输；二是与其他固体器件如电感、电容等构成一个匹配网络，使信号输出端与负载很好地匹配。
1.PCB的特性阻抗Z0与PCB设计中布局和走线方式密切相关。
影响PCB 走线特性阻抗的因素主要有：铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。
微带线2.当印制线上传输的信号速度超过100MHz时，必须将印制线看成是带有寄生电容和电感的传输线，而且在高频下会有趋肤效应和电介质损耗，这些都会影响传输线的特征阻抗。
按照传输线的结构，可以将它分为微带线和带状线。
在PCB的特性阻抗设计中，微带线结构是最受欢迎的，因而得到最广泛的推广与应用。
最常使用的微带线结构有4种：表面微带线（surfacemicrostrip）、嵌入式微带线（embedded microstrip）、带状线（stripline）、双带线（dual-stripline）。
2.微带线是位于接地层上由电介质隔开的印制导线，它是一根带状导线(信号线)．与地平面之间用一种电介质隔离开。
印制导线的厚度、宽度、印制导线与地层的距离以及电介质的介电常数决定了微带线的特性阻抗。
如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
微带线
微带线开放分类：it服务信号应用科学科学计算机术语编辑词条分享微带线（Microstrip Line），是一种带状导线，与地平面之间用一种电介质隔离开，其另一面直接接触空气，只有一个地平面作为参考层面。
编辑摘要目录1 解释2 主要参数3 特点微带线- 解释微带线剖面图微带线是一根带状导(信号线)，与地平面之间用一种电介质隔离开。
印制导线的厚度、宽度、印制导线与地层的距离以及电介质的介电常数决定了微带线的特性阻抗。
如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
单位长度微带线的传输延迟时间，仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关。
微带线- 主要参数1、特性阻抗微带线的特性阻抗公式微带线的特性阻抗计算公式如图。
2、衰减常数衰减常数表示微带的损耗，包括导体损耗、介质损耗和辐射损耗。
导体损耗比介质损耗大，它与导带的材料、尺寸和表面光洁度等有关。
介质损耗取决于基片的介电常数、损耗角正切以及导带宽度与基片厚度之比(简称微带的宽高比)。
辐射损耗也取决于基片的介电常数和微带的宽高比。
微带线的任何不连续性，尤其是开路端和弯曲都将使辐射增加。
把微带置于金属封闭壳内的屏蔽微带线可避免电磁能辐射。
3、传输延迟传输延迟计算公式4、固有电容固有电容计算公式固有电感计算公式1、因为微带线一面是FR-4（或者其他电介质）一面是空气（介电常数低）因此速度很快。
2、利于走对速度要求高的信号（例如差分线，通常为高速信号，同时抗干扰比较强）。
带状线，应用学科：通信科技；通信原理与基本技术，其定义是由两个平行延伸的导体表面和其间的带状导体组成的传输线。
编辑摘要带状线：一条置于2个平行的地平面（或电源平面）之间的电介质之间的一根高频传输导线。
一般来说，地平面与导线之间是绝缘介质。
如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的，那么线的特性阻抗也是可控的.带状两边都有电源或者底层，因此阻抗容易控制，同时屏蔽较好，但是信号速度慢些。
微带线和带状线
微带线和带状线微带线和带状线在现代通信领域，微带线和带状线是最常见的两种传输线类型。
它们各自具有独特的优点和应用场景，被广泛用于微波电路、射频电路等领域。
本文将对微带线和带状线进行详细介绍。
1.微带线微带线是一种平板传输线，通常由金属线路和绝缘基板组成。
微带线具有结构简单、成本低廉和易于制造的优点，因此在微波电路和射频电路中被广泛应用。
微带线的特性阻抗随着基板尺寸和介电常数的变化而变化，因此可以通过调整基板参数来实现特定的阻抗匹配。
微带线的主要应用场景包括天线、滤波器、功率分配器、耦合器等。
其中，微带天线是最常见的应用之一。
由于微带线可以在基板表面上实现，因此形成天线的成本和制造难度要低得多。
此外，由于微带线的结构可以自由设计，因此可以用来实现各种不同类型的天线，例如贴片天线、宽带天线、喇叭天线等。
2.带状线带状线是一种同轴传输线，由两个同心的导体组成，中间的空气或绝缘材料将它们分开。
带状线的特点是阻抗稳定，衰减小，可靠性高，因此在高频、高速信号传输系统中得到了广泛应用。
带状线的主要应用场景包括高速数据传输、精密测量、信号传输等。
例如，在高速数据传输系统中，带状线可以用来连接各种高速设备，例如CPU、存储器、芯片等。
由于带状线的阻抗稳定，因此它可以减少信号折射和反射，提高系统的可靠性和传输速度。
另外，带状线还可以用于精密测量。
例如，在用于测量电磁脉冲的场合，带状线可以提供稳定且可靠的传输路径，并保持信号的完整性和准确性。
此外，在信号传输方面，带状线可以用来连接各种高性能设备，例如放大器、滤波器等，以实现高保真、高速度的信号传输。
总之，微带线和带状线均是非常重要的传输线类型，具有独特的应用场景和优点。
在通信领域不断发展的今天，它们将继续发挥着重要作用，为高频、高速信号传输系统的发展提供技术支持。
微带电路的原理
微带电路的原理------------------------------------------------------------------------------------------------微带电路的原理一、微带线简介微带线是制作微波集成电路的平面结构传输线。
可用光刻程序制作，且容易与其他无源微波电路和有源微波器件集成，实现微波部件和系统的集成化。
与金属波导相比，其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等;但损耗稍大，功率容量小。
二、微带线的结构微带线是在介质基片的一面制作导体带，另一面制作接地金属平板而构成。
其结构有两种形式，如图所示:图中a为开放式微带线，b为屏蔽微带线。
图(c)表示其场结构。
由于导体带上面(y>h)为空气，到替代下面为介质基片，所以大部分场在介质基片内，且集中在导体带与接地板之间。
但也有一部分场分布在几篇上面的空气区域内，因此微带线不可能存在纯TEM模。
三、微带线的制作及工艺60年代前期，由于微波低损耗介质材料和微波半导体器件的发展，形成了微波集成电路，使微带线得到广泛应用，相继出现了各种类型的微带线。
一般用薄膜工艺制造。
介质基片选用介电常数高、微波损耗低的材料。
导体应具有导电率高、稳定性好、与基片的粘附性强等特点。
微带线介质基片的种类:常用的有99%的氧化铝陶瓷、石英、蓝宝石、聚四氟乙烯玻璃纤维等。
——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------传统的微带线制作工艺过程首先要用真空蒸发的方法在抛光的介质几面正面镀上一层厚度为20~40mm的铬，再在铬层上镀上厚度约1um的金、铜或银等，然后在表面涂感光胶并贴上所需电路图形照片的底片，置于紫外光下进行光刻，经腐蚀后，只留下感光部分的电路图形。
带状线和微带线
由于其结构简单，易于制作和 加工，因此微带线在微波集成 电路中占据了主导地位。
微带线还具有低辐射、低损耗 和高可靠性等优点，因此在无 线通信、雷达、电子战等领域 得到了广泛应用。
微带线的应用场景
微带线在微波和毫米波频段的应 用非常广泛，如卫星通信、雷达、 电子战、高速数字信号处理等领
域。
在微波集成电路中，微带线被用 作信号传输线、元件和电路之间
带状线和微带线
目录
• 带状线介绍 • 微带线介绍 • 带状线和微带线的比较 • 带状线和微带线的制作工艺 • 带状线和微带线的未来发展
01 带状线介绍
带状线的定义
定义
01
带状线是一种传输线结构，由一条金属带和两侧的接
地面构成。
结构
02 金属带通常由铜、铝或其它导电材料制成，宽度和厚
度根据需要而定。接地面通常为金属板或导电层。
制作过程中需要严格控制工艺参数，如温度、压力、时间等，以确保 导体和绝缘层的厚度、宽度以及间距的精度。
尺寸缩小与精度控制
随着通信技术的发展，对带状线和微带线的尺寸和精度要求越来越高， 需要不断提高制作工艺的精度和稳定性。
可靠性问题
带状线和微带线在制作和使用过程中可能会受到环境因素的影响，如 温度、湿度、机械应力等，需要采取措施提高其可靠性。
导体制作
利用电镀或溅射技术在光刻胶 保护下形成导带，去除光刻胶 后得到微带线导体。
表面处理
对微带线导体表面进行清洗、 干燥和保护处理，确保其具有 良好的导电性能和稳定性。
制作工艺的难点和挑战
材料选择与制备
带状线和微带线对材料的要求较高，需要选择合适的导电材料和绝缘 材料，并确保其性能稳定可靠。
制程控制
微波技术第2章 微波传输线4-微带线基础
3、微带线的色散特性
微带线中传播的真正模式是一种TE模和TM模组成的混合 模式。这种混合模式能在任何频率下传播，但是它是色散 的。频率较低时，混合模就趋近于TEM模。因而微带线中 传播的模式可近似地看成TEM模，或称它为准TEM模。但在 较高的频率下，当传输线尺寸远大于四分之一波长时，就 必须考虑微带线的色散性质，此时高次模已经存在。
2、微带线的特性参量
微带线特性阻抗Z 计算公式可归纳为：
0
' Z0 z0 e 8h w ' Z 0 60 ln w h ' 120 Z 0 w h h 6 2.42 0.44 (1 ) h w w 1 r 1 r 1 10h 2 e 2 2 (1 w )
注意：Buffer（铬）的电阻率10倍于铜，厚400Å左右， 电流将主要集中再铜 / 金上而在铬上分布很少。
铬的趋肤深度：（2GHz，2.7µm）
四、照相制板
光刻制板
面积有限(镜头较差)；
减薄技术； 腐蚀和均匀性的控制。
LNA
MIXER
OSCILLATOR
SMA系列
SMA系列产品是种应用广泛的小型螺纹连接的同轴连接器。 具有体积小，重量轻、抗震性能好、防射频泄漏、低插损、 寿命长、性能优越、可靠性高的特点。工作温度-65～165 摄氏度。广泛用于微波设备和数字通信设备的射频回路中 连接射频同轴电缆或微带。
二、金属材料要求:
电阻率小 (损耗小) ；
电阻率温度系数小 (频漂小) ；
对基片附着力好； 可蚀性和可焊性好； 能电镀，易蒸发。
三、薄膜技术主要工艺
微带线理论
图3.27微带线结构(a) 微带线结构; (b) 微带线的场结构
第3章 微波集成传输线
微带线是在介质基片的一面制作导体带，另一面制作接地金属 平板而构成。微带线是半开放系统，虽然接地金属板可以帮助 阻挡场的泄露。但导体带会带来辐射。所以微带线的缺点之一 是它有较高损耗并与邻近的导体带之间容易形成干扰。 微带线的损耗和相互干扰的程度与介质基片的相对介电常数 εr有关，如果εr增大，可以减小损耗和相互干扰的程度，所以 常用的介质基片是介电常数高、高频损耗小的材料，例如氧化 铝陶瓷（εr=9.5~10，tanδ=0.0002）。 微带线板的种类： 常用的有99%的氧化铝陶瓷、石英、 蓝宝石、聚四氟乙烯玻璃纤维等。
第3章 微波集成传输线
分析法: 由于微带线的传输模式不是纯TEM 波，因此对它的
分析比较困难和复杂，分析方法也较多，大致可归为如下
三类：准静态法、色散模型法和全波分析法。本节主要介 绍用准静态法分析微带线的准TEM 特性及一些实用简化 结果。 与同轴线特性一样，微带线的传输特性参数主要是特
性阻抗Z0、衰减常数α、相速vp和波导波长λg。
微带板的制作工艺过程： 传统的微带线制作工艺过程是首先要用真空蒸发的方法在 抛光了的介质基片正面蒸发上一层厚度为20~40mm的铬，再在 铬层上蒸发厚度约为1μm的金、铜或银等，然后在表面涂 感光 胶并贴上所需电路图形照片的底片，置于紫外光下进行光刻 （曝光），经腐蚀后，只留下感光部分的电路图形。表面金属 层要有一定的厚度，也就是微带导体带的厚度t ，导体带的宽度 和长度视电路的需要而定。 传输模: 微带线也是一种双导体系统。对于空气微带线，由于导带 周围的介质是连续的，其上传输的是TEM波。
第3章 微波集成传输线
3.7 微 带 线 微带线是一种重要的微波传输线， 其结构如下图所示。它是由介质基片 上的导带和基片下面的接地板构成。微带线容易实现微带电路 的小型化和集成化，所以微带线在微波集成电路中获得了广泛 的应用。 微带线的结构如图3.27所示。它由一个宽度为w、厚度为t 的中心导带和下金属接地板组成，导带和接地板之间填充εr的 均匀介质。微带线的结构有两种形式，如图所示，图中a为标准 开放式微带线，c为屏蔽微带线。
3.6微带相关传输线
Vo
−Vo
Ve
Ve
图 2
平行耦合带线的奇偶模电场线分布
偶模(Even Mode)：当给两根微带线输入幅度相等、 偶模(Even Mode)：当给两根微带线输入幅度相等、相位相 同的电压 Ve 时，其电场线分布是一种相互排斥的偶对称分 布，如图 2(b)所示。 这种相对于中心对称面具有偶对称 ( )所示。 分布的模式就称为偶模，用下标“ ”表示。 分布的模式就称为偶模，用下标“e”表示。
(a)带状线的演变过程 )
图 2
带状线和微带线的演变过程
不对称微带线通常简称为微带线。 因此， 不对称微带线通常简称为微带线 。 因此 ， 如果不加特 殊说明，平时所说的微带线指的都是不对称微带。 殊说明，平时所说的微带线指的都是不对称微带。 微带线可以看成是由平行双导线演变而来的， 微带线可以看成是由平行双导线演变而来的 ， 其演变 由图可见， 由图可见 ， 在平行双线两圆柱导 过程如图 2(b)所示。 ( )所示。 体间的中心面上放置一个无限薄的导电平板， 体间的中心面上放置一个无限薄的导电平板 ， 因为电场线 仍与导电平板垂直， 没有改变导体表面的边界条件， 仍与导电平板垂直 ， 没有改变导体表面的边界条件 ， 故在 导电平板两侧的场分布没有改变。 导电平板两侧的场分布没有改变。
上面两式中有效介电常数可按下面经验公式计算
εe =
εr + 1 εr −1
h + 1 + 10 2 2 W
1 − 2
上式的精度为 2％。 ％ 为了工程应用的方便， 为了工程应用的方便 ， 通过计算机把计算结果列成了 表格供设计者使用
平行耦合微带线
一、概述 二、奇偶模参量法 三、平行耦合微带线的特性参量
微带线详解——精选推荐
微带线详解|微带线系列（共4篇）在平时，⼤家对微带线的印象可能是这样的：EMC难过、串扰⼤、损耗⼩、传输速度快、加⼯⼯序多····在这⾥⼩陈将⾃⼰所知和盘托出，看能否为⼤家将微带线抽丝剥茧。
第⼀篇⽂章并⾮原创，翻译⾃Eric Bogatin⼤神。
微带线系列-EMC我刚从2013 IEEE EMC论坛回来，我发现很多EMC⼯程师都还有⼀个错误的观点。
⼤家都认为共模信号是主要的EMC来源，实际上并不是这样的，有⼀些共模信号并不会向外辐射。
在EMC界，⼤家把common currents叫做common mode currents或者CM currents。
看过我的书的⼈都知道我不喜欢这么叫，mode这个单词指的是⼀种互联关系，⽽共模信号只是同⽅向传播的电流⽽已。
共模电流是线缆中的净电流。
共模信号的回流是在附近的任意的导体中。
通常情况下我们会认为共模电流辐射很强。
实际上⼀个3uA的共模电流在1⽶长的线缆上跑100兆的时候，就过不了FCC的part 15 classB了。
这么⼩的电流是很常见的，所以我们会认为共模电流很不好。
EMC⼯程师对此很警惕。
但问题是在不同条件下，共模电流可能是不好的也可能是可以⽆视的。
当信号与地的耦合程度不如信号线之间的耦合程度时，共模信号辐射会很强，是不好的。
但是如果⼯程师能将回流平⾯做得⽐较近的话，共模信号并没有太多辐射，这种情况下就可以不考虑。
添加屏蔽罩的原因也是如此，屏蔽罩并不只是去屏蔽信号辐射，也是作为⼀个回流平⾯给共模信号回流。
屏蔽罩也不会影响双绞线的阻抗，提供这个回流平⾯之后，双绞线就不会辐射了。
微带线就是空⽓在上回流平⾯在下，所有PCB都有微带线在表底层。
有⼀个错误的看法就是微带线辐射严重，还有⼀种看法是因为微带线辐射⼤所以要紧耦合。
他们错误的原因都是⼀样的。
单端信号下⽅会有电流流过，与回流路径之间的耦合就相当于我们的差分信号。
圆波导、同轴线、带状线、微带线简介
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 r 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 min min b W 时可保证TEM波主模单模工 2 r 2 r 作。
2.7 10 Rs r Z 0 A 30 (b t ) c 0.16 Rs B Z 0b
r Z0 120
r Z0 120
带状线简介
Rs f / 为导体表面电阻，且 式中，
2W 1 b t 2b t A 1 ln bt bt t
同轴线简介
同轴线结构图
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：
E0 j z Et ar e r E0 j z HБайду номын сангаасt a e r
其中，E0是振幅常数，η ＝120π/ 是TEM波的 波阻抗。
圆波导
圆波导TM01场结构分布图
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 同轴线是一种典型的双导体传输系统, 它由内、 外同轴的两导体柱构成, 中间为支撑介质。其中, 内、 外半径分别为a和b, 填充介质的磁导率和介电常数 分别为μ 和ε。 同轴线是微波技术中最常见的TEM模传输线，它 既能支持TEM波传输，也能支持TE、TM波传播。 同时，同轴线是一种宽频带微波传输线，因此它得 到广泛的应用。其结构如下图所示。
微带线
微带线一般的传输线由两个或两个以上的导体组成，用来传输横电磁波（TEM波），常见的传输线有双线、同轴线、带状线和微带线等。
其中，微带线是最普遍使用的平面传输线之一，微带线可以用光刻工艺制作，并且易于与其他无源和有源器件集成，因此被广泛应用于印刷电路板中。
在精密电路设计中，人们往往容易忽略印刷电路板本身的电特性设计，而这对整个电路的功能可能是有害的。
如果电特性设计得当，它将具有减少干扰和提高抗干扰性的优点。
在高速电路中，应该把印制迹线作为传输线处理。
常用的印制电路板传输线是微带线和带状线。
微带线是一种用电介质将导线与接地面隔开的传输线，印制迹线的厚度、宽度和迹线与接地面间介质的厚度，以及电介质的介电常数，决定微带线特性阻抗的大小。
微带线的几何形状如图（a）所示，导带的宽度w 是印在薄的、接地的介质基片上，基片的厚度为d，相对介电常数，电磁场示意图如图（b）所示。
实际上，微带线的准确场是一个混合TE-TM波，需要更加先进的分析技术，但在大部分的实际应用中，介质基片电气上很薄（d <<），所以场是准TEM波。
换句话说，场本质上与静电场是相同的。
因此，通过静态或准静态解，可得到相近的相速、传播速度和特性阻抗。
1. 微带线是一根带状导(信号线)．与地平面之间用一种电介质隔离开。
如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
2. 带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。
如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的，那么线的特性阻抗也是可控的.单位长度微带线的传输延迟时间，仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关3. PCB的特性阻抗Z0与PCB设计中布局和走线方式密切相关。
影响PCB走线特性阻抗的因素主要有：铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。
4. 当印制线上传输的信号速度超过100MHz时，必须将印制线看成是带有寄生电容和电感的传输线，而且在高频下会有趋肤效诮和电介质损耗，这些都会影响传输线的特征阻抗。
第三章 微波传输线 4微带线
第3章 微波传输线
微带线可由双导体系统演化而来, 但由于在中心导带和接 地板之间加入了介质, 因此在介质基底存在的微带线所传 输的波已非标准的TEM波, 而是纵向分量Ez和Hz必然存在。
下面我们首先从麦克斯韦尔方程出发加以证明纵向分量的 存在。
第3章 微波传输线
为微带线建立如图 3 - 5 所示的坐标。介质边界两边电磁 场均满足无源麦克斯韦方程组:
t )](w / h h
2)
h
2h
2h
第3章 微波传输线
式中, we为t不为零时导带的等效宽度; RS为导体表面电阻。
为了降低导体的损耗, 除了选择表面电阻率很小的导体材 料（金、 银、 铜）之外, 对微带线的加工工艺也有严格的要求。 一方面加大导体带厚度, 这是由于趋肤效应的影响, 导体带越厚, 则导体损耗越小, 故一般取导体厚度为 5~8 倍的趋肤深度; 另一 方面, 导体带表面的粗糙度要尽可能小, 一般应在微米量级以下。
(2) 介质衰减常数αd
对均匀介质传输线, 其介质衰减常数由下式决定:
ad
1 2
GZ0
27.3
0
tan
第3章 微波传输线
式中, tanδ为介质材料的损耗角正切。由于实际微带只有 部分介质填充, 因此必须使用以下修正公式
式中,
q
ad
e
27.3
(q e ) tan
0
r
为介质损耗角的填充系数。
r
一般情况下, 微带线的导体衰减远大于介质衰减, 因此一般
第3章 微波传输线
同理可得
EZ1 y
r
Ez 2 y
j
(1
1
r
)
E
y
4-2__微带线
（3）用re1重新计算较准确的Z01值
Z 01 Z 0 re1 50 5.02 121
由上述Z01值重复步骤（1），得到更准确的q2=0.635 （4）重复步骤（2），再次计算re2
re 2 1 q2 ( r 1) 1 0.635(9 1) 6.08
§4-3 耦合带状线 和耦合微带线
在微波工程设计中，由于定向耦合器、滤波器等 元件的实际需要，提出了耦合传输线。
偶模(even mode)激励——是一种对称激励； 奇模(odd mode)激励——是一种反对称激励。 不管是哪种激励，它们都是建立在“线性迭加原理”基 础上的。
U1=Ue+Uo，U2=Ue-Uo
reo
C0o ( r ) 1 qo r 1 C0o (1)
ree
C0e ( r ) 1 qe r 1 C0e (1)
po
0 reo
pe
0 ree
po
0 re 0
0 pe ree
Z 0e (1) 1 Z 0e peCe ( r ) ree
Cga Cga
Cf
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偶模特性阻抗Z0e定义为偶模场型分布时单根中心导体对地 的阻抗。 奇模特性阻抗Z0o定义为奇模场型分布时单根中心导体对地 的阻抗。
Z 0o
பைடு நூலகம்
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0 r
Z 0e
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Z 0o (1) 1 Z 0o poCo ( r ) reo
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微带线简述
一、微带线的发展趋势
在未来的微带线工程中，微波印制板电路是微波系统小型化的关键，目前
微带线工程的发展趋势往下面几个方向发展。
（1）设计要求高精度。
微波印制板的图形制造精度将会逐步提高，但受印制板制造工艺方法本身的限制，这种精度提高不可能是无限制的，到一定程度
后会进入稳定阶段。
而微波板设计内容将会有很大程度的丰富。
（2）实现计算机控制。
传统的微波印制板生产中极少应用到计算机技术。
但随着CAD技术在设计中的广泛应用，以及微波印制板的高精度、大批量，在微波印制板制造中大量应用计算机技术已成为必然的选择。
（3）高精度图形制造。
微波印制板的高精度图形制造，与传统的刚性印制板相比，向着更专业化方向发展，包括高精度摸板制造、高精度图形转移、高
精度蚀刻等相关工序的生产及过程控制技术，还包括合理的制造工艺路线安排。
（4）表面镀覆多样化。
随着微波印制板应用范围的扩大，其使用的环境条件也复杂化，但同时由于大量应用铝衬底基材，因而对微波印制板的表面镀覆
及保护，在原有化学沉银及镀锡铈合金的基础上，提出了更高的要求。
（5）数控外形加工。
微波印制板的外形加工，特别是带铝衬板的微波印制板的三维外形加工，是微波印制板批生产需要重点解决的一项技术。
面对成千
上万件的带有铝衬板的微波印制板，用传统的外形加工方法既不能保证制造精
度和一致性，更无法保证生产周期，而必须采用先进的计算机控制数控加工技术。
（6）批生产检验。
微波印制板与普通单双面板和多层板不同，不仅其者结构件、连接件的作用，更重要的是作为信号传输线的作用。
这就是说，对高频
信号和高速数字信号的传输用微波印制板的电气测试，不仅要测量线路（或网络）的“通断”和“短路”等是否符合要求，而且还应测量特性阻抗值是否在
规定的合格范围内。
二、微带线常用的材料和加工工艺
（1）常用材料
微带线是由导体带和接地板构成，而这两者均是由导电良好金属材料（如银，铜，金）构成，导体带和接地板之间填充以介质基片。
有时为了能使导带体，接地板和介质基片牢固地结合在一起，还要使用一些粘附性较好的铬，钽
等材料。
介质基片应采用损耗小，粘附性，均匀性和热传导性较好的材料，并
要求其介电常数随频率和温度的变化也较小。
对介电常数的要求应是具体情况
而定。
一般常用的介质基片的材料有：金红石（纯二氧化钛），氧化铝陶瓷，蓝
宝石，聚四氯乙烯和玻璃纤维强化聚四氯乙烯等。
（2）加工工艺
真正制造微带线常采用薄膜技术，其主要工艺过程为：
1.磨片 把介质基片毛坯通过粗磨和精磨，使片子厚度、厚度的均匀度、表面光洁度都满足要求。
2.蒸发 把磨好的基片置于真空镀膜机内蒸发金属材料。
为使金属材料能牢固地粘附于基片，往往先蒸发一层铬（约及时到几百A 的厚度，而1A 为10^-8cm ）
作为衬底金属，然后再在上蒸发一层金，厚度约为1微米左右，做接地板也应先在基片表面淀积一层金属，但这应在表面光刻腐蚀后进行。
3,.光刻腐蚀 把蒸好金属的基片涂胶，然后在其上覆盖电路图形照片的底片置于紫外线下光刻，再进行腐蚀，此时，不感光部分被腐蚀掉，留下感光部分的图形。
4.电镀 为了保证电路损耗尽可能小，至少应使膜厚为金属材料趋肤厚度的三到五倍，可用电镀的方法直接镀金或先镀铜再镀一层薄金，因为金的性能比较稳定，不易氧化，不受酸碱腐蚀。
三、基本设计参数及软件设计方法
1.基本参数
相关设计参数如下：
（1）基板参数：基板介电常数ε、基板介质损耗正切tan δ、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、锡或铝。
（2）电特性参数：特性阻抗e ε、工作频率0f 、工作波长0λ、波导波长g λ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dB A 。
构成微带的基板材料、微带线尺寸与微带线的电性能参数之间存在严格的对应关系。
微带线的设计就是确定满足一定点性能参数的微带物理结构。
2.设计方法
由于微带线的计算公式极为复杂，每个电路设计都要用一次相关公式是不现实的。
经过几十年的发展，使得这一过程变得相当简单。
微带线设计问题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。
早期微波工作者针对不同介质基板，计算出了物理结构参数与电性能参数之间的对应关系，建立了详细的数据表格。
这种表格的用法步骤
ε三是：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
e
者的对于关系，只要已知一个值，其他两个就可以查出；③计算，通常h已知，ε求出波导波长，进而求出微带线长度。
则W可得，由
e
（2）用软件。
许多公司已开发出了很好的计算微带电路的软件。
如AWR的Microwave Office，输入微带的物理参数和拓扑结构，就能很快得到微带线的电性能参数，并可以调整或者优化微带线的物理参数。
数学计算软件Mathcad11具有很强的功能。
只要写如数学公式，就能完成计算任务。
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