微带传输线的分析

微带传输线的分析
钱智 勇
（ 宁县 广 电 中心 ， 安 徽 怀 怀宁 ２６２ ） ４ １ １
［ 摘
要］ 本文介绍 了微带传输线的结构以及其主要参数 ， 在此基础上分析 了利用微带线实现分布参数
器件电感和电容 ， 最后对微带线在 Ｕ Ｆ功放电路 的应用以及频响控制、 带板选取等问题进行 了阐述。 Ｈ 微 ［ 关键词］ 微带传输线 ； 特性 阻抗 Ｚ ； Ｃ 盯型电路 ；阻抗 匹配 ［ 中图分类号 ］ Ｎ ２ Ｔ ９５ ［ 文献标识码 ］ Ａ
质 中的 波长 为 ：
，
ｖｏ
九０
＾ ’ ｓ 而
．
式 ２ ） 在 带 中带 （２而 微 线 ，内 —，
Ｏ
１ ． 利用小于 ／ 的传输线实现 ８
为
程
波长 为 ： 九 ＿ ｇ － ７
、 。ｅ ｆ
式（— ） ２ ３
由于、 值随和Ｗ ｈ ／ ／ 的变化而变化 。 显然 也 取决于衬底介质和微带线结构尺寸 ， 这样 ， 在传输 同
圜园固囫
二 、 带线 主 要参数 微
钱 勇— 带 输 的 析 智 —微 传 线 分
４ 质 因数 Ｑ 局
一
第４ 期
Baidu Nhomakorabea
微 带 线 的主 要 参 数 有 特 性 阻 抗 ｚ、带 内波 长
般来说 ， 微带线的 Ｑ 比波导 Ｑ值或理想传 值
ｇ品质 因数和功率容量等。 、 １ ． 特性 阻抗 Ｚ
三、 利用微 带 线构成 电感和 电容 元件
带线较窄时 ， Ｗ／ 即 ｈ愈小 ， ｚ 愈大 ，／ 愈小 ； 、 而当
微带 线 较宽 时 ， 愈小 ， ／ 愈 大 。 ｚ 、
２带 内波长 入 ．
在 给定 工 作 频 率 的情 况下 ， 自由空 间 的波
长 ，九 ＝ Ｏｆ ｖ ＝ ×０ ｍ ｓ 光速 ） 在均匀介 ｏ Ｙ ／ ， ０ ３ １。 ／ （ 。
、
微 带线 介绍
微 带 传 输 线 是 在 低 损 耗 的介 质 上 覆 盖 一 窄导
体， 介质的另一面覆盖金属作为接地导体 ， 其结构示
意如图 １ 所示 。
金属导带
响， 这就构成了微带线本身的特点 。 实际的微带线是
采用 双 面覆铜 板制 作而 成 的 ，特 别是 在 Ｕ Ｆ波段 ， Ｈ 目前 多 采用 聚苯 乙烯 （Ｆ ． ） 聚 四氟 乙烯 玻璃 纤 ￡ ２５ 和 ５
一
定 的变化 ， 有一 部分 电磁力 线集 中在 基 片介质 中 ，
另 一部 分则 穿过 空气介 质 ，全部 的电磁力 线处 在不
均匀介质中，电磁能量大部分集 中在上导体与下部
接地 导体之 间传 播 。 以在 讨论 微带 线 时 ， 考虑在 所 要 结 构 上 和介 质上 不 均 匀 对 电磁 力 线 分 布带 来 的 影
微带传输线 ， 是用于传输微波波段信号的一种 传输线 ， 简称微带线 。由于改变微带线的结构和尺 寸， 和相关组件配合可 以构成微带元件 ， 电容 、 如 电 感、 谐振 电路 、 滤波器 、 阻抗变换器以及定 向耦合器
等， 因此微 带线 在很 多领 域得 到 了广 泛使 用 。
一
中， 电磁力 线全 部 集 中在 介 质 中 ， 质 是 均 匀 的 ， 介 而 微 带线 由于结 构上 的变 化 ，电磁 力线 的分 布发 生 了
特性 阻抗 的计算公 式 为 ： ｃ＝ Ｚ
、８ ，ｅ
输的 Ｑ值要低得多 ， 因为微带线 的损耗较大 ， 再加
上属 于半 开放 型结构 ，向外扩 散 的功率 也会 和 附近 式 （— ） ２ １ 电路 形 成 杂 散 耦 合从 而 使 Ｑ值 降低 ， 因此 ， 在设 计 微 带 电路 布线 时 ，须 考虑 微带 线之 间保 持足 够 的间
２ １ 年第 ４ ０２ 期
安徽 电子信 息 职 业 技 术 学 院学 报
Ｎ ． ２ １ ｏ ０ ２ ４
第 １ 卷（ ６ 期） 总第 １ １
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［ 文章 编号］１７ － ０ Ｘ ２ １ ）４ ０ ３ — ４ ６ １ ８ ２ （０ ２０ － ０ ６ ０
距。
式 中 ， 为在 真空 或 空气 中的特性 阻抗 ，为 有 ｚ
效介 电常数 。根据计算机仿真计算结果可知 ， ｚ 和
与 微 带 板 的厚 度 ｈ 宽度 Ｗ 和 填 充介 质 有关 。 当微 、
５功率 容 量 ．
微带线的功率容量受到填充介质 的电击穿强 度 、耐热能力 以及微带导体 因电流密度过大发热烧
一
信号 时 ， 由于微带线 的具体尺寸不用 ， 带内波长
也不同。 ３ 耗 ． 损
微 带线 的损 耗分 为 介 质 损耗 、 体损 耗 和 辐 射 导
路
（ ｂ
损耗 。介质损耗是 由高频 电磁场通过填充介 质时， 介质本身 的损耗引起的。导体损耗是由电流通过导
体 发 热而 引起 的 ， 因为 微带 线截 面 积尺 寸很 小 ， 易 容 引起 电流 和 电场集 中 ， 相应 的电阻值 又较 大 ， 以微 所 带 线 引 起 的 导体 损 耗要 比波 导 和 同轴 线 大 得 多 ， 这 是 微 带线 损耗 的主要 部分 。由于微 带线 属 于半 开放 型结 构 ， 有 一部 分能 量 向外辐 射 ， 而形成 辐射 损 会 从
维 （ Ｆ２５ ） 面覆铜 板 。双 面覆铜 板上 的微 带 线结 ８ ．７ 双 构 如 图 ２所 示 。
图 １ 微 带线结 构 示意 图
介 质 基 片一 般用 陶瓷 、 聚苯 乙烯 或 聚 四氟 乙烯 玻 璃纤 维等 做成 。 微 带技 术是 由微 波技 术 和传输线 发展 演变 而来
融 等 因素 的限制 。 中 ， 其 介质 的 电击 穿 是 由最 大场 强 所造 成 的 ， 脉冲 功率有 关 ， 与 而介 质 的耐热程 度及 导 体带 发 热 ， 与平 均功率 有关 。通 常 ， 则 干燥 空气 的 电 击穿 强 度 约为 ３ｋ／ｍ， ０ｖｃ 而填 充介 质 后 ， 穿强 度 可 击 大为 提 高 。
的，所 以有关传输线的基本原理仍适用于微带线。
微带线 的传输效果与同轴线基本类似。但在同轴线
－
图 ２ 双面覆铜板上的微带线结构
ｈ［ － 收稿 日期 ］２ １ － ５ ０ ０ ２－ — ７ ． ０ ［ 者简介 ］ 作 钱智勇 （９ ７ ）男 ， １７ 一 ， 安徽怀 宁人 ， 助理工程师 ， 研究方 向 ： 微波发射 。