西安电子科技大学：《微波技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二十三章 微带线 Microstrip

第章 Microstrip 微带的基本概念 如果说带线可以看成是由同轴线演变而成的,那么 微带则可以看成是双导线演化而成的 图23-1从双导线到微带

第23章 微带线 Microstrip 一、微带的基本概念 如果说带线可以看成是由同轴线演变而成的，那么， 微带则可以看成是双导线演化而成的。 er h w t 图 23-1 从双导线到微带

微带的基本概念 1.微带的第一个特点是非机械加工,它采用金属薄膜 工艺,而不是象带线要做机加工。 基片打孔蒸发光刻腐蚀电镀 图23-2微带工艺 2.一般地说,微带均有介质填充,因此电磁波在其中 传播时产生波长缩短,微带的特点是微

一、微带的基本概念 1. 微带的第一个特点是非机械加工，它采用金属薄膜 工艺，而不是象带线要做机加工。 基片 打孔 蒸发 光刻 腐蚀 电镀 图 23-2 微带工艺 2. 一般地说，微带均有介质填充，因此电磁波在其中 传播时产生波长缩短，微带的特点是微

微带的基本概念 3.结构上微带属于不均匀结构 为了处理方便经常提出有效介电常数(它是全空间填 充的),注意是相对的。 图23-3微带的有效介电常数定义

为了处理方便经常提出有效介电常数(它是全空间填 充的)，注意是相对的。 er er h w w t t 图 23-3 微带的有效介电常数 定义 e 3. 结构上微带属于不均匀结构。 一、微带的基本概念

微带的基本概念 (工)和(工)相同 (23-1) (工)和(工)2相同 3-2) 其中,2是介质微带线的特性阻抗; zo是空气微带线的特性阻抗。 是一个不随介电常数e变化的不变量。 从概念上,考虑到局部填充,显然有 (23-3)

   g r = 0 Z Z r 0 01 =  (Ⅰ)和(Ⅱ)  相同 g (Ⅰ)和(Ⅱ)Z0相同 其中，Z0是介质微带线的特性阻抗； Z01是空气微带线的特性阻抗。 Z01——是一个不随介电常数 r变化的不变量。 从概念上，考虑到局部填充，显然有   e ＜ r (23-3) (23-2) (23-1) 一、微带的基本概念

微带的基本概念 4.严格说来,微带不是TEM波传输线,可称之为准 TEM模( Quasi-TEM mode),然而作为工程分析,这种 概念和精度已足够满足要求。同样,它也是宽带结构。 5.容易集成,和有源器件、半导体管构成放大、混 频和振荡。 常用的基片有两种: 氧化铝Al2O3陶瓷6=90~99 聚四氟乙烯或聚氯乙烯E=2.50左右

4. 严格说来，微带不是TEM波传输线，可称之为准 TEM模(Quasi—TEM mode)，然而作为工程分析，这种 概念和精度已足够满足要求。同样，它也是宽带结构。 5. 容易集成，和有源器件、半导体管构成放大、混 频和振荡。 常用的基片有两种： 氧化铝Al2O3陶瓷  r=90～99 聚四氟乙烯或聚氯乙烯  r=2.50左右。 一、微带的基本概念

微带的基本概念 微带的主要研究问题 特性阻抗→特性阻抗→特性阻抗_特性阻抗 图23-4微带的主要问题

微带的主要研究问题 特性阻抗 特性阻抗 特性阻抗 特性阻抗 图 23-4 微带的主要问题 一、微带的基本概念

二、微带的特性阻抗 工程上,常常认为微带线中近似传播TEM浪 23-4) 其中,v是微带中的相速。根据等价定义:v=C/√E G是微带单位长度的电容,如果我们令表示空气单 位长度电容,则有 (23-5) 代入定义式有 (23-6)

二、微带的特性阻抗 工程上，常常认为微带线中近似传播TEM波 Z v p C 0 1 1 = v p = C r /  C1 = C01 e  Z C C cC Z e e r r 0 01 01 1 1 01 = = =     其中，vp 是微带中的相速。根据等价定义： C1是微带单位长度的电容，如果我们令C01表示空气单 位长度电容，则有 代入定义式有 (23-4) (23-5) (23-6)

二、微带的特性阻抗 对比可知 =Z√。是空气微带的特性阻抗 根据上述思路,问题发生了转化。见图23-5所 原问题 转化问题 介质微带Z 空气微带Z0和有效E 图23-5特性阻抗求解的转化

对比可知 Z01 = Z0 e  是空气微带的特性阻抗 根据上述思路，问题发生了转化。见图23-5所 示 原问题 介质微带Z0 转化问题 空气微带Z01和有效 r  图 23-5 特性阻抗求解的转化 Z Z e 0 01 =  二、微带的特性阻抗

二、微带的特性阻抗 特别要注意从概念上理解 C.+2C W愈大特性阻抗愈低,h愈大特性阻抗愈高 W t 图23-6微带的电容分布

特别要注意从概念上理解 C1 Cp Cf = + 2 W愈大特性阻抗愈低，h愈大特性阻抗愈高。 h C er f Cp Cf w t 图 23-6 微带的电容分布 二、微带的特性阻抗

二、微带的特性阻抗 表1空气微带z0的 Wheeler工作 精确解 ∠01=607 K(k) K(k)

Z K k K k 01 = 60 '( ) ( ) 精确解 表1 空气微带Z01的Wheeler工作 二、微带的特性阻抗