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《微帶線設計和微波傳感器》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第22卷第4期上海第二工業(yè)大學學報Vol.22No.42005年10月JOURNALOFSHANGHAISECONDPOLYTECHNICUNIVERSITYOct.2005文章編號:1001-4543(2005)04-0005-05微帶線設計和微波傳感器周南山（通信與電子信息系）摘要：首先給出了三種基本形式微帶線的特性阻抗計算公式，然后以混合環(huán)形微帶橋路做成的傳感器為例設計了幾何尺寸，最后歸納了反射式和透射式的測量方法。關鍵詞：微帶線；反射；透射；漏油傳感器中圖分類號：TN455文獻標識碼：A1微帶線設計方法1.1微帶線特點和結(jié)構(gòu)與較早應用的微波傳輸線——同軸線
2、和波導管相比，微帶線及其所構(gòu)成的微波集成電路（MIC），具有小型、可靠、寬帶、易于制作和集成等優(yōu)點，而其缺點是損耗大，Q值低和功率容量小等。將微帶線用于射頻接收機和微波傳感器，可充分利用其優(yōu)點。微帶線電路的設計，關鍵在于設法準確地確定其特性阻抗，現(xiàn)按圖1結(jié)構(gòu)提出特性阻抗的計算公式。金屬帶線W'εr有效（復合）介電常數(shù)ε{eεrh介質(zhì)基片接地金屬板圖1微帶線結(jié)構(gòu)相對導磁系數(shù)μ=1的微帶線種類很多，其結(jié)構(gòu)形式有對稱微帶(帶狀線)和不對稱微帶(微帶線)兩類，r后者的基本形式又有空氣微帶、復合微帶和應用較多的標準微帶。1.2空氣微帶,,有效(復合)介電常數(shù)ε=ε=ε=1，
3、ε和ε分別為兩種介質(zhì)的相對介電常數(shù)，現(xiàn)均為空氣。已知金errrr[1]屬帶線寬度w和介質(zhì)基片厚度h時，忽略金屬帶線厚度則特性阻抗為：2?w?????376.73?f()2h2?w??30.666??h??Zc1=ln?+1+???，其中f()=6+()2π?6exp?????2π?w?w??h??w?????h????h???1.3復合微帶,,介質(zhì)基片的相對介電常數(shù)ε≠ε≠1，當已知w、h和兩種介質(zhì)εε時，其特性阻抗rrrr,,Zc1ε=εr+εr+εr?εr1≈ε,+qε?ε,為：Zc=，其中，復合介電常數(shù)er()rrεe22?12h?1+???w?收稿日期:2
4、005-02-01;修回日期:2005-09-07作者簡介:周南山(1938—)，男，浙江寧波人，高級工程師，從事通信電子技術(shù)和微波技術(shù)6上海第二工業(yè)大學學報2005年第4期1???這里，q是ε,=1時的填充系數(shù)1??12h?2?0.7rq=1+?1+?≈2??w????1.4標準微帶,當ε≠ε=1時，又已知w、h和介質(zhì)基片的ε時，其特性阻抗為：rrr60?8hw?--------------------------------ln?+?wZεe?w4h?≤2Z=c1=hcεe?1w??----w?w???>2120π?εe??+1.393+0.667ln?+1.
5、4444????h??h?h???εr+1εr?11ε=+≈+qε?≈+ε?其中，e1()r110.7()r12212h1+w[2]這里，可算出：A8ew-------------------------------------------------------≤22Ae?2hw=h2?---------ε?1?0.61??wr???B?1?ln()2B?1+?ln()B?1+0.39???>2π2εεh?r?r??Zε+1ε?1?0.11?377π其中，crr??，B=A=+0.23+??602εr+1?εr?2Zcεr這樣，當已知ZC，ε和h時，可先計算出常
6、數(shù)A，代入上式。如w≤2，即可求得標準微帶線的寬度rhw；如果w>2，需計算B值，才可求得w值。在應用時往往已知工作頻率f0，可求出微帶線長度l,其步驟h如下：,[1]求出有效（復合）介電常數(shù)ε。ec[2]求出有效波長λ=λ0=f0，以及相移常數(shù)β=2π。eεeεeλeλλ[3]電波單行程的帶線長度l=e,e,λ.....e42????λ[4]如已知來回行程相差，則??=???=2βl，l==0。ir2β4πεe,??λ[5]如εr改變，則??=?1??2=2()β1?β2l，l=0，這里?ε=ε=ε，ee1e24π?εe,,，,,。ε+εε?ε1ε+εε?ε1r
7、r1rr1rr2rr2其中εe1=+εe2=+2212h2212h1+1+ww,,,已知ε的改變值ε和ε，便可以求得微帶長度l。rr1r2由此可見，微帶電路設計的三要素是：特性阻抗ZC，它與w、h有關；有效(復合)相對介電常數(shù)εe，,它與εr,εr有關；有效波長λe，它與f0,εe有關。對于前者，設計時往往告知ZC和h，計算w值。第22卷周南山：微帶線設計和微波傳感器72微波傳感器2.1微波傳感器的原理、結(jié)構(gòu)和特點當微波定向輻射時，遇到被測物，就有反(散)射波和透(折)射波等。測出與入射波的幅度比(衰減)，頻率差或相位差，就可做成微波傳感器，其敏感元件是具有微波場
8、的傳輸線或
