悬置微带线的频率特性

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1、第卷第期电子科学学刊。,。,年月人月,悬置微带线的频率特性周文表中国科学院电子学研究所,一引官随着微波集成电路的飞跃发展微带线得到了日益广泛的应用为了减小,,其损耗及使其能用于更高的频率进一步提出了悬置微带线如图所示,图悬置微带线,团悬置微带线的特性曾用有限差分法变分法及保角变换法分析过但均是在,波近似下作的分析并未讨论其频率特性因此对于更高波段的应用缺乏必要的,,数据加之文献上发表的曲线不多尚缺乏必要的可供设计应用的曲线数据因此本文用谱域阻纳分析法分析了悬置微带线的频率特性对几种常用的介质材料给出了特性阻抗,及相对导波波长的设计曲线以供工程设计之用二分析方法,色散特性谱域阻纳分

2、析法由于在数值计算方面有效并且推导容易而得到了广‘一‘,泛应用这种方法首先对各场量作傅里叶变换“,,,功一,‘一卜了一式中带号的量表示对应量的傅里叶变换,,其次在谱域内横向匹配关系可由方向的及波的等效传输线表示见图每个区域中等效传输线的特性导纳为,一,,、户、、、、,应适一了、‘,、,,仍拌式中,‘一,吞,一。,了及弓,,,口二。是第区域中方向的传播常数是方向的传播常数等效电路中的电流源及斗年月日收,年月日到修改定稿期周文表悬置微带线的频率特性·。,,从十夕‘‘一,一鄂命图悬置微带线的横向等效电路,分别是由于交界面处几及波的切向磁场分量不连续性引起的,【叼最后由传输线关系式并经适

3、当变换可得’一、伺少了夕少产、、、,咬黔曦圳子归仍怀式中。‘口几口,二二‘八,一一口口,亡内,一勺,矛一︸一二二之十立印二一,了。了、二、,了,月二。‘。丫,解了,,。了,忿一一,。仍那‘,了,二一斗。邵。汤了、。一尹、‘。、’。一、一万于共共“了十广,为了求出传播常数口在傅里叶域内应用法即首先由已知的基函数组‘‘二二汤及舀来表示未知的电流了及了一,了艺子电子科学学刊卷、“一‘雪,了艺,,,把式代人匀式并用每个基函数取内积应用傅里叶变换理论中的定理可得特征方程为”,,勿少,,,,,式中⋯矩阵为阶方阵分块矩阵〔凡了等为阶方阵例如·、,一“子比,,,,,,式中⋯⋯‘,,若电流源的基函

4、数子及乙选择恰当能定性地满足金属带上电流分布的特性则只,需取少数几个基函数甚至只取一个基函数就可求出较精确的传播常数口值铃性阻抗非住波传输线的特性阻抗定义不是唯一的本文采用功率电流定义,,。、。一上二竺此二。,二,。式中是金属带上方向的电流可由积分电流密度求出功率凡可由坡印廷定理,求出应用傅氏变换理论中的定理则,”。’”二,、。凡一生宕月若念,、一。卜斗兀夕,,在傅里叶域内求出各区域中的场分量后便可由式求出功率由式计算特性阻抗价衅一匕二兰匕一—⋯一达一一一︸人溉︶︵一夕’岭之一飞」生。刁〕悬置微带线特性阻抗的频率特性悬置微带线的色散特性图,,求场分量的过程比较冗长此处从略但须指出

5、,的显傅里叶域内各区场分量是期周文表厂悬置微带线的频率特性梦积分可解卜、函数式的析求出因而整个数值计算是很省机时的,只要三橄值计算及结果原则上任何类型的基函数均可应用它们仅仅在金属带的,区域内不为零然而由于谱域分析法的精度及有效性很大程度上取决于基函数因此在,选择基函数时必须考虑到,,为了使解很快收敛摹函数应满足带李电流的边缘特性即在带边缘电流密度二,二,趋于无限大而为零乏刀闷嗯劫‘“刀子卫”丫了石,‘几‘乙肠‘几霭尽嘴忘气力场」扮甲一性卿场叫从习‘‘图悬置微带线的特性阻杭与相对带宽的关系电子科学学刊卷‘‘。,月目知基函数组巾及乙最好是完备系由简单地增加基函数的数目可逼近严格解。

6、到任意的程度。,希望基函数的傅里叶变换可解析地求出据此考虑选取‘一‘,二十一云合」,卜《竺币丫面郭,,⋯召口,二,】一。。声令”·嗯了口甲甲价￡,召,二二月能八即盯丫夕·、恤吞了百而砰丫之甲‘,二‘,图,悬置微带线的相对导波波长与相对带宽的关系期周文表悬置微带线的频率特性‘“‘退丝,’‘’拳石了,⋯的·,尹,’夕苦图及仆分别给出了不同介质基片悬置微带线的特性阻抗及相对导波波长的频,,,率特性曲线由图可知基片的相对介电常数越大则色散越强并且特性阻抗随频率的变化比导波波长的变化更大,,图一对不同介质材料以介质基片厚度为参数给出了特性阻抗与相对带宽。,,。的关系由图可知阻抗总是随着即的

7、增加而减小也随着基片厚度的增加而减小。,,之,丙图一臼对不同介质材料以介质基片厚度为参数给出了相对导波波长,之二,,之与相对带宽的关系由图可知总是随,从增加但当介质基片厚度增加时减小图及图中的数据是在频率下计算的。·‘,特此表示衷心的本项工作曾得到曲教授的指导及帮助感谢参考文献、,﹄月··,,,,·,口‘‘。,一··,,犷‘︸,︸,,,,““一石。,,,斗“一··‘。·,一,了,。月“··,一,,一,,介···,,‘扮亡“。,,微波,,周文表宽边侧边麟合多微带线的频率特性通信技术