帶狀線和微帶線.ppt

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1、帶狀線和微帶線安徽大學電子科學與技術學院廖同慶08:55:25矩形波導(rectangularwave)截面為矩形,最早使用的導行系統之一，現在也甚為廣泛地應用。[高功率系統、毫米波系統、精密測試系統]ba矩形波導TM波（E波）邊界條件baxyz理想導體表面，電“立”③利用矩形理想導體邊界條件確定系數3.TM波（E波）[6]物理意義：Z向無限長的理想波導中，沿此方向的場有的行波特征。在z＝常數的橫截面內，導波場有駐波分布特征。各場分量的幅度系數D取決于激勵的強度。任意一對m，n的值對應一個基本波函數，為一本征解，所以這些波函數的組合也應是方程（48）的解，故方程的一般解

2、為（56）2.TE10模的場結構（2）abxyabzyzx電場只有Ey分量，不隨y而變化，隨x正弦變化z（60）2.TE10模的場結構（3）zxyabzx磁場是xz面內的閉合橢圓曲線，Hx隨x正弦變化，Hz隨z余弦變化，且Hx和Hz在a邊上有半個駐波分布。圓波導圓波導是空心的金屬管處理圓波導采用圓柱坐標系比較方便我們仍然采用矩形波導的思路并從（24）式開始只不過（69）（24）Jm(p)=0的根pmnJm’(p)=0的根p’mnMn=1n=2n=3n=4n=5Mn=1n=2n=3n=402.415.528.6511.815.003.837.0210.213.313.83

3、7.0210.213.316.411.845.338.5411.725.148.4211.614.817.923.056.719.9713.236.389.7613.016.219.434.208.0211.414.647.5911.114.445.329.2812.7圓波導中的TM波得（1）有限值條件：波導中任何地方的場為有限值（2）單值條件：波導中任何地方的場必須單值（周期邊界）得有n＝0，1，2，…③利用邊界條件確定系數為Jn（u）的第i個零點得必為Jn（u）的零點（3）邊界條件：理想導體壁，在r＝a處TM波縱向電場Ez(r,φ,z)的通解為其中,umn是m階貝

4、塞爾函數Jm(x)的第n個根且kcTMmn=umn/a,于是可求得其它場分量:TM波的通解:這種表示形式是考慮到圓波導的軸對稱性,因此場的極化方向具有不確定性,使導行波的場分布在φ方向存在cosmφ和sinmφ兩種可能的分布,它們獨立存在,相互正交,截止波長相同,構成同一導行模的極化簡并模。同軸線同軸線是一種典型的雙導體傳輸系統,它由內、外同軸的兩導體柱構成,中間為支撐介質。φ＝0φ2a2brz同軸線中的主模——TEM模如圖采用圓柱坐標系。φ＝0φ2a2brzV＝0V＝V0又因為，因此得到位函數在橫平面內滿足拉普拉斯方程：邊界條件為：應用分離變量法：且的通解為單值條

5、件：波導中任何地方的場必須單值（周期邊界）n＝0，1，2，…不隨Ф變化，所以位函數Ф（r，Ф）也不隨Ф變化，故n必須為零，則F（Ф)=A。因此電場為：磁場為：同軸線TEM導模場結構EH傳輸特性相速度與波導波長TEM：相速度波導波長工作波長截止波長波導波長特性阻抗擊穿電壓同軸線中的高次模同軸線中的TM波邊界條件：理想導體壁，在r＝a，b處n＝1，2，…同軸線中的TE波邊界條件：理想導體壁，在r＝a，b處n＝1，2，…同軸線尺寸的確定首要條件是保證同軸線只傳輸TEM模。由上述分析可知，同軸線中的最低次波導模式是TE11。式中λmin是最小工作波長。（固定b不變）（固定b不變

6、）折中考慮微波集成傳輸線規(guī)則金屬波導傳輸系統具有損耗小、結構牢固、功率容量高及電磁波限定在導管內等優(yōu)點,其缺點是比較笨重、高頻下批量成本高、頻帶較窄等。隨著航空、航天事業(yè)發(fā)展的需要,對微波設備提出了體積要小、重量要輕、可靠性要高、性能要優(yōu)越、一致性要好、成本要低等要求,這就促成了微波技術與半導體器件及集成電路的結合,產生了微波集成電路。基本要求對微波集成傳輸元件的基本要求之一就是它必須具有平面型結構,這樣可以通過調整單一平面尺寸來控制其傳輸特性,從而實現微波電路的集成化。歸納起來可以分為四大類：①準TEM波傳輸線,主要包括微帶傳輸線和共面波導等;②非TEM波傳輸線,

7、主要包括槽線、鰭線等;③開放式介質波導傳輸線,主要包括介質波導、鏡像波導④半開放式介質波導,主要包括H形波導、G形波導等。微帶傳輸線微帶傳輸線的基本結構有兩種形式:帶狀線和微帶線。帶狀線是由同軸線演化而來的,即將同軸線的外導體對半分開后,再將兩半外導體向左右展平,并將內導體制成扁平帶線。顯然,帶狀線仍可理解為與同軸線一樣的對稱雙導體傳輸線,主要傳輸的是TEM波。微帶線微帶線是由沉積在介質基片上的金屬導體帶和接地板構成的一個特殊傳輸系統,它可以看成由雙導體傳輸線演化而來,即將無限薄的導體板垂直插入雙導體中間,因為導體板和所有電力線