3-8 带状线

1. 3-8 带状线 带状线的结构如图所示，带状线属双导体类传输线，传输的主模是TEM模。 带状线结构示意图 对于带状线的分析可以用传输线理论来分析。表征带状线的主要特性参量有传播常数、相速、相波长和特性阻抗。 《微波技术》

2. 3-8 带状线 一、特性参量 当工作频率满足条件 及 时，有如下关系式 传播常数 衰减常数 相移常数 相速 相波长 特性阻抗 《微波技术》

3. 3-8 带状线 (一)中心导带厚度为零时的特性阻抗 在导带的厚度 的情况下，利用保角变换法可求得特性阻抗的精确表达式为 一般文献资料中都给出k值相对应的 值，根据k即可求出Z0。 (二)中心导带厚度不为零时的特性阻抗 (1) 宽导带情况( ) 特性阻抗为 (2) 窄导带情况( ) 特性阻抗为 《微波技术》

4. 3-8 带状线 为了便于工程计算，下图给出了带状线的尺寸与特性阻抗之间的关系曲线，以便查阅。 《微波技术》

5. 3-8 带状线 二、带状线尺寸的确定 带状线传输的主模是TEM模。但若尺寸选择不当，可能出现高次模。为了抑制高次模的传输，确定带状线尺寸时应考虑下面一些因素。 1. 中心导带宽度w 在TE模中最低次模为TE10, 它沿中心导带宽度有半个驻波分布，其截止波长为 为了抑制TE10模，最短的工作波长为 即 《微波技术》

6. 3-8 带状线 2. 接地板间距b 增大接地板间距b有助于降低导体损耗和增加功率容量，但b加大后除了加大横向辐射损耗之外，还可能出现径向TM高次模，其中TM01为最低次模，它的截止波长为 为了抑制TM01模，最短的工作波长为 即 根据上述要求即可确定带状线的尺寸w和b。 另：为了减小衰减、横截面方向的能量泄露，一般 b>（3~6）w。 《微波技术》

7. 例 已知带状线两接地板间距b=10mm，中心导带宽w=1.4mm，厚t=0.1mm，工作频率为5GHz，填充介质εr=2.1，试求带状线的特性阻抗和波导波长。

8. 3-9 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。 微带线可看作是由平行双线演变而来的，如下图所示。 《微波技术》

9. 3-9 微带线 一、微带线传输的主模 空气介质的微带线存在无色散的TEM模。但实际上的微带线是制作在介质基片上的，虽然它仍然是双导体系统，但由于存在空气和介质的分界面，这就使得问题复杂化。利用电磁场理论可以证明，在两种不同介质的传输系统中，不可能存在单纯的TEM模，而只能存在TE模和TM模的混合模。但在微波波段的低频端，由于场的色散现象很弱，传输模式类似于TEM模，故称为准TEM模。 二、微带线的特性参量 在微波波段微带线一般工作在弱色散区，因此把微带线的工作模式当作TEM模来分析，这种分析方法称为“准静态分析法”。 TEM模传输线的特性阻抗 求出微带线的相速vp和单位长度分布电容C0即可求出微带线的特性阻抗。 《微波技术》

10. 3-9 微带线 对于空气微带线，微带线中传输TEM模的相速 (光速)，并假设它的单位长度分布电容为 ，则其特性阻抗为 当微带线的周围全部用相对介电常数为 的介质填充时，此时微带线TEM模的相速为 ，其单位长度分布电容为 ，则其特性阻抗为 传输波的相速范围 单位长度分布电容范围 特性阻抗范围 《微波技术》

11. 相速为 相波长为 单位长度分布电容为 特性阻抗为 3-9 微带线 下面引入一个相对的等效介电常数 ，其值介于1和 之间，用它来均匀填充微带线，构成等效微带线，并保持它的尺寸和特性阻抗与原来的实际微带线相同。 相对等效介电常数 式中q为填充因子，表示介质填充的程度；是微带线尺寸 w/h的函数： q=0：导带周围填充空气 q=1：导带周围填充介质 P108 例3-2 《微波技术》

12. 3-9 微带线 三、微带线的色散特性和尺寸设计考虑 (一) 微带线的色散特性 微带线中电磁波传播的速度是频率的函数，它使得微带线的特性阻抗Z0和re将随频率而变化，频率愈高，则相速愈小，等效介电常数愈大，特性阻抗愈低。 临界频率的近似值为 (二) 微带线尺寸设计考虑 当工作频率提高后，微带线中除了传输TEM模以外，还会出现高次模。据分析，当微带线的尺寸w和h给定时，最短工作波长只要满足 就可保证微带线中主要传输TEM模。 《微波技术》

13. 传输线类型 主 模 截止波长c 单模传输条件 矩形波导 TE10模 2a a<<2a，>2b 圆波导 TE11模 3.14R 2.62R<<3.41R 同轴线 TEM模  >/2(D+d) 带状线 TEM模  微带线 准TEM模  3-9 微带线 各类传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件列表如下： 《微波技术》