传输线类型



传统的明线传输线不适用于微波传输,因为辐射损耗会很高。在微波频率下,所采用的传输线大致可分为三类:它们是:

  • 多导体线
    • 同轴线
    • 带状线
    • 微带线
    • 缝隙线
    • 共面线等。
  • 单导体线(波导)
    • 矩形波导
    • 圆形波导
    • 椭圆波导
    • 单脊波导
    • 双脊波导等。
  • 开放边界结构
    • 介质棒
    • 开路波导等。

多导体线

具有多个导体的传输线称为多导体线。

同轴线

这种传输线主要用于高频应用。

同轴线由内径为d的内导体和围绕它的同心圆柱形绝缘材料组成。外层被同心圆柱体的外导体包围,内径为D。通过查看下图可以很好地理解这种结构。

Coaxial Line

同轴电缆中的基本模式和主模式是TEM模式。同轴电缆没有截止频率。它通过所有频率。然而,对于更高的频率,一些更高阶的非TEM模式开始传播,导致很大的衰减。

带状线

这些是平面传输线,用于100MHz到100GHz的频率。

带状线由宽度为ω(大于其厚度t)的中央薄导电条组成。它放置在厚度为b/2的低损耗电介质(εr)基板内,位于两个宽大地平面之间。大地平面的宽度是板间距的五倍。

金属中心导体的厚度和金属接地板的厚度相同。下图显示了带状线结构的横截面图。

Strip Line

带状线中的基本模式和主模式是TEM模式。对于b<λ/2,横向将不会有传播。带状线的阻抗与内导体宽度ω与接地板间距b之比成反比。

微带线

带状线有一个缺点,即它无法进行调整和调谐。微带线避免了这种情况,它允许安装有源或无源器件,并且允许在电路制造后进行微调。

微带线是一种不对称的平行板传输线,具有电介质基板,底部具有金属化接地,顶部具有厚度为't'和宽度为'ω'的薄导电条。通过查看下图可以理解这一点,该图显示了微带线。

Micro Strip Line

微带线的特性阻抗是带状线宽度(ω)、厚度(t)和线路与接地平面之间的距离(h)的函数。微带线有多种类型,例如嵌入式微带线、反向微带线、悬空微带线和开槽微带传输线。

除此之外,一些其他的TEM线,例如平行带状线和共面带状线也被用于微波集成电路。

其他线路

平行带状线类似于双导体传输线。它可以支持准TEM模式。下图对此进行了说明。

Parallel Strip Line

共面带状线由两条导电条组成,其中一条导电条接地,两者都放置在相同的基板表面上,以便于连接。下图对此进行了说明。

Coplanar Strip Line

缝隙线传输线由电介质基板上的导电涂层中的缝隙或间隙组成,其制造工艺与微带线相同。以下是它的示意图。

Slot Line

共面波导由沉积在电介质板表面的薄金属膜条组成。该板具有两个电极,它们与条带相邻且平行地运行到相同的表面。下图对此进行了说明。

Coplanar Waveguide

所有这些微带线都用于微波应用中,在这些应用中,使用笨重且制造成本高的传输线将是一个缺点。

开放边界结构

这些也可以称为开放式电磁波导。波导并非完全封闭在金属屏蔽层中,可以认为是开放波导。自由空间也被认为是一种开放波导。

开放波导可以定义为任何具有纵向轴向对称性和无界横截面的物理装置,能够引导电磁波。它们的频谱不再是离散的。微带线和光纤也是开放波导的例子。

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