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《共面波导_一种适合非互易磁控器件应用的表面带线传输线》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、共面波导一种适合非互易磁控器件应用的表面带线传输线共,面波导是由在介质板表面薄的金属膜带线构成它有两个接地,。电极紧靠着而且和中心带线平行这种新型的传输线已迅速地在非互易磁控器件中应用,这是因为在导体间的空气介质范围里有园形偏振矢量。共面波导实际的应用已用测量谐振隔离器和制作在高介电常数低损耗介质衬底上的微分相移器的实验来验证过了。电极都在介质衬底一侧的传输线的特性队杭、相速度和衰减范围等的计算已经完成。这些计算很好地和预定的实验结果相符合。共面结构的传输线系,统不仅在混合集成电路里容易避免外部因素影响而且也很适用于
2、单片集成电路。采用低损耗和高介电常数的介质衬底可以减小集成电路,,的纵向尺寸因为共面波导的特性阻杭和衬底的厚度无关这时低须的微波集成系统来说是最重要的。微波集成电路给雷达和通讯工程系统提供了小型化的希望。以前在雷达和通讯系统里包含多种非互易磁学器件,运用这些器件需要有园形的,偏振磁场现在的微带和带状线不能提供这种磁场。另外这些线的接地板在介质的反面,这使许多需要避免外部影响的微波有源器件不容易避免外部因素影响。由于特性阻抗和衬底厚度直接有关,难于使用低损耗、高介电常数的材料,如温度补偿陶瓷。在低频下首先得考虑尺寸,从
3、而在使用这些传输线时受到限制。所有这些缺点都可以用这种新型的传输线来克服或减轻。这种传输线的结构是所有导电元件,其中包括接地板,都在介质衬底的同一边。这叫共面波导,或表面传输线。共面波导〔,!∀#∃是由淀积在介质板表面的薄的金属膜带线组成的有两条接地电极紧靠着,而且和带线平行,,。她率∗都在同一表面如图%所示握+,%!∀,图共面波导,−∃因为是用准&∋(模式传播所。一种表面传输线以这里没有低频切割。然而,与磁场横轴分量上升一样在表,面上电场在中心导电带线和接地板之间的空气介质范围内产生了电流密度移动的不连续。一耐皓
4、残+这些分量为非互易磁控微波器件图)在共面波导,!.、/∃应用。中的磁场结构的需要提供了椭园偏振波如果衬底的相对介电常数远大于,%在交界面上是近似园的磁偏,振波偏振波平面垂直于介质表,。如图)因为这种传输面所示,所以在线容易在衬底表面构成园形偏振磁场集成电路制作技术和非互易磁控器件的应用方面很快采用了这种传输线。所有导电元件的共面结构容易与外部的分路元件连接,也一样容易与串连和分路结构的电容连接。在半导体衬底和铁淦氧半导体上的单片微波集成电路里用来连接多种元件也是理想的。把所有接地板用一金属夹连在一起,如图,。,0所
5、示把它既作公共地线又作为保护盖因为衬底介电常数高大部分能量都贮存在介质里,如果接地盖板到带线表面的距离大于两个槽宽,那么接地盖板所加的影响是可以忽略掉的。‘于乙写‘益山一奋,从山2‘+盆山公奋山盆∗峨只。∗已擒云一于面1一二入一二、和毕吟乙了少+图0连接共面波导接地板的金属夹图把共面波导的上表面变成矩形内表面的保角变换“在相3457对介电常数为的介质半平面上制得的共面波导的特性阻抗)是比值6∗的,,。。函58∗,数这里)4是中心导体的宽度是接地电极的间距采用了零级准静态近似利,。用保角,89变换把介质的半面8转换成矩
6、形的面如图所示:8;<习之厂>,8一∗声,%∃一福弃菇=,,这里;是常量在,%∃式两边同乘:8?并进行积分可算出在8平面的矩形46∗的比值;:Α。8≅2∗一)丁,4,∃Β卜量∃>,Β一∗莹∃>?结果是Χ,Δ∃,0∃Χ尸,Δ∃这里4Δ二6∗,Χ,Δ∃一第一种完全椭圆积分尹声,Χ,Δ∃二Χ,Δ∃,Ε,Ε,,,Ε,、产58乡6苍‘Δ一,一Δ∃如果在图9的“Φ,、8面里充满了相对介电常数为的材料在顶底两板上充了相反极,,性的电荷就在这电容里建立起均匀的电场∋包括耗尽空间半平面的每单位线长电容是“Φ“!一‘≅‘,。令
7、,9∃。零级准静态近似被用来估算相速度和共面波导,!∀#∃的特性阻抗这种近似简Φ。Γ单地把共面波导当做全部浸在介电常数为,≅%∃6)的介质的传输线来处理得到相速度是、?百一Η<,一,‘、。ϑΙ一吸二二%?一】七,Κ∃1己<%6月,,这里!是光在自由空间的速度特性阻抗是83ϑ万专不,Λ∃∀ΜΝΦ。比值Ι6!与的函数关系示于图Κ中在图Λ中列示了在相对介电常数从%到,Φ+,)Κ3范围里作为46∗?的函数的特性阻抗)3介质衬底ΓΟΠΚ%Λ和%03三个点分别经实,。,二4?,验验证并列示在同一图上平行共平面带线元共面波导
8、的特性阻抗作为以6∗,Φ。为自变量ΓΘ在同一图里可以看到这种介质相对介电常数为参变量的函数列示在图中带线结构。,。Φ,“随着介质的相对介电常数增高而介质的临界厚度变小对无穷大的介质当厚,。,一4度从无穷大到∗即槽宽时共面波导的特性阻抗的增加小于%3肠实际上介质衬底是槽宽的一倍或两倍。有限的介质衬底厚度将影响传输线的色散性质,这是
