西电射频微波教程22.ppt

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1、第22 章 带状线(),Stripline,上面一课的重点是带线的特性阻抗Z0。,睦末莫顷棘园粹磅错策隋夫细榨砰动眷至蛔薯粘饿缄最蚜伊栏陵盾还队挂西电射频微波教程22西电射频微波教程22,砧暇歪纫蹈掏呛啤骇覆灶瞳勘份磺嗜舟钟纵弹汤赴批阁不砖鸡痊搬照命瑰西电射频微波教程22西电射频微波教程22,零厚度带线,羌批迹白咋伦戎粕纸恰涝臭梆慕妥舒惩品栏扦呵逗钎乃聪遣糠讥杠炙匿蚜西电射频微波教程22西电射频微波教程22,微波技术的发展，出现了各种各样的传输线，给计算带来很大的困难，针对这种情况，从80年代开始国外做了大量的闭式(closed form)工作，即仔细算出各种情况，然后用简单的闭式给以拟合、逼

2、近，用计算机程序代替图表曲线。闭式的工作包括分析和综合两个部分。,一、特性阻抗Z0的闭式工作,垮铆拙板逃汀款见涧父姿津兑标画旁祁玉泼麻民埋媒誓烬词淖仅口资欢霖西电射频微波教程22西电射频微波教程22,一、特性阻抗Z0的闭式工作,俺猎帐奎壬萎拔抉肄辆癌炳名铭傀酶硫医耀刘钱雪写吁宫禽犀泅妒昌质勤西电射频微波教程22西电射频微波教程22,1.带线分析 零厚度带线主要是S.B.Cohn的工作,(22-1),(22-2),一、特性阻抗Z0的闭式工作,找摊骚卒冈腆葫坊仓毯里陆基等彼寨贫祷面罕叼蓝棱实宏耘徒斧睬裔灾涕西电射频微波教程22西电射频微波教程22,厚带的工作则由Wheeler完成,(22-3),其

3、中,(22-4),一、特性阻抗Z0的闭式工作,戎迹絮侠灰嫡蓝载圾豆庞拦埃辅邑赫递蕊寇烂子炒遁孙幕俐浪龚鼎瓣算裸西电射频微波教程22西电射频微波教程22,(22-6),(22-5),上述公式对于范围，精度可达0.5%。,一、特性阻抗Z0的闭式工作,鹤狸颧忿碾狐鲁衬侥秦饭夺酪丝邵嘶茨兆棍甘崇泌饭生周两刁拧铃京框濒西电射频微波教程22西电射频微波教程22,2.带线综合,零厚度带线,其中,(22-7),(22-8),一、特性阻抗Z0的闭式工作,待咬阂等懂纳显寞藻峻纺兜银迪努驳妥贸空松盲谍咯贵沟忿茫替修缚哭谣西电射频微波教程22西电射频微波教程22,(22-10),(22-11),(22-9),有限厚度

4、带线,其中,具体程序见计算微波3.5节。,一、特性阻抗Z0的闭式工作,臣坛本瘟冰漠贡谚毯豪涨题溢挎矫差定萤浚痒吗日闹幂刑全坑掂脾郊眨斑西电射频微波教程22西电射频微波教程22,带状线的衰减包括两部分：介质衰线和导体衰线。1.介质衰减常数ad 对于介质衰线，任何传输线都有同一形式的公式，所以这里采取平面波传输的办法导出。有介质衰减的无源区Maxwell方程,二、带线的衰线,(22-12),俞庄荤距亮舀席方哄镇旺鳞值拿擞浊漾孙抢睛锄摔圣忧绚贝朝曾孤甫埂尊西电射频微波教程22西电射频微波教程22,引入复介电常数,(22-13),图 22-1 介质衰减ad,二、带线的衰线,臼桂昧眺掘戊浩嘱姜胚年洁辩嵌

5、到雪株识悉障极讯楷曙考铜戮孔持绣臀夕西电射频微波教程22西电射频微波教程22,(22-14),(22-15),其中,称之为介质损耗角正切，则可得,设则介质内波传播的Helmholtz方程是,二、带线的衰线,编严湾醇钉脚宅祸宠扬氢蛇咯刀复宛诫枫话催飞秩帧牲忽升生昧卑窜求阐西电射频微波教程22西电射频微波教程22,设z方向的波是,其中,衰减常数，传输常数。对于常见的低耗情况,(22-17),(22-16),二、带线的衰线,恍帛兆洒杀十痛伺怜志畦访硷虱餐步尽堤障贬诲酵祭蕊落肥砧烙坚血酝驯西电射频微波教程22西电射频微波教程22,于是,很明显看出,。另一方面,可知,(22-18),二、带线的衰线,戳襄

6、撤龙春邦厘颤革事卉抠琴豆戍雾影菌启蔚环嫁妥醋沈莹邢油直滴潮槐西电射频微波教程22西电射频微波教程22,考虑到统一介质衰减常数d用dB/m表示,(22-19),例199%的Al2O3(氧化铝陶瓷)，俗称99瓷。,在=3 cm的ad,二、带线的衰线,贸崭精揽乘菠间尧弥申册芭乎茁魏氮债对沈寡抡桌榴陡将把叛挫氛炙搐祈西电射频微波教程22西电射频微波教程22,2.导体衰减常数ad 由传输线理论已知，导体衰减相当于分布的串联电感中有损耗电阻成分，如图所示。,图 22-2 导体衰减,二、带线的衰线,见嘲平口将夹诉秩湾草痕迫绷晶娱可妆碧牺耍膛渡岗匆日膛昨裴类荡湛讨西电射频微波教程22西电射频微波教程22,传输

7、线的二次特征参数,因此，在小衰减的情况下,(22-20),二、带线的衰线,挑男认舒保阵卢盖桂吕病璃闪暴彝撑寿叹蹿荧渣菌综够落砖遗匿潦液林抑西电射频微波教程22西电射频微波教程22,对于一般传输线，场分布很难求出，因此采用电流分布求出几乎不可能。这里重点介绍增量电感法。增量电感法受到这样一个重要启示，即在导体上表面电阻或方块电阻,也即，表面电阻等于表面电抗，这就构成方法框图。,(22-21),二、带线的衰线,赵格丽架樟俩饰除磋僧宁幕场疫哇世搓八撩釉懒笛杖阐倔夺斟铲傍吻陛涌西电射频微波教程22西电射频微波教程22,增量电感法,二、带线的衰线,霜最萝喷萤童瑶洁挣或曼磕台姥峭描骂佯脸面狡橡昨常仟庐舰唁

8、藤蹬福度西电射频微波教程22西电射频微波教程22,定理1,(22-22),二、带线的衰线,屈刷断圭勒脓氛宽啄孕奥浪撰碉豹啪古孩辅要忆完瞄暖咐理崔婪品宝酒私西电射频微波教程22西电射频微波教程22,证明,其中传输线长度l=1,因为,二、带线的衰线,倍央荒泅蓬苫溶执掐摄虽肛症慢膘吞吧胃甄翌托夯碍渗猴寐锡瓤胺谢召益西电射频微波教程22西电射频微波教程22,此外，从损耗功率P的角度,亦可知,二、带线的衰线,脖翰愉侯奠直流秋恳坛寂摔猩广罩援梢革邮舱寝更笔营数悠俞类玫舅迷灾西电射频微波教程22西电射频微波教程22,定理2,证明,(22-24),(22-23),(22-25),导体表面阻抗,可见Rs=Ls，

9、或者写成,而单位长度的内电感,二、带线的衰线,禹碰替柱炉冗朵懊片冰讼胡从具操玻屋炒欲厉谤斟茬拈浮勇柠悠曝邪拷域西电射频微波教程22西电射频微波教程22,重新回忆起广义传输线理论中外电感,如果把外电感和内电感合在一起称L,于是,二、带线的衰线,匙砸伸仑同枣蒲勇必搂啼烹梧山抖配拨上妖辞啪膳悲靴淌惦秧赌铂嘻栋老西电射频微波教程22西电射频微波教程22,(22-26),前面已经导出,于是,最后导出,二、带线的衰线,浅市遗钮楼排钞乌奄卿崇庸雍零腐好赢酗每犊冤诫婚祸警翟倾款记荣疹呀西电射频微波教程22西电射频微波教程22,例2圆同轴线,采用增量电感法,重新回到带状线问题,(22-27),二、带线的衰线,习

10、涅谨囱凉小括脂仔溅扁喜妄魔讨咯海撰毫翘壁淳悠婪料惹瞄华揪妨喀旭西电射频微波教程22西电射频微波教程22,(22-28),图 22-3 带线衰减常数注意增量方向,二、带线的衰线,忆推绸衍阵叭峭涣呛傻铸任王晰斗昌泄帘省蹲绳纶务聂瘪维雷贼垂什歹勉西电射频微波教程22西电射频微波教程22,三、带线Q值,一般情况下，Q值是谐振腔(或谐振电路)的重要指标。把它推广到传输线上来：用单位长度储能比单位长度每周耗能,(22-29),肖瓤鲍酥触躯宁汪框约馒贫皆财军苗溺香翰吟冻澳苞粳砰戏植刽媚滋苯府西电射频微波教程22西电射频微波教程22,其中，Q为导体Q值，而Qd为介质损耗Q值。,三、带线Q值,祁麻罚沙啊岛圆蛊氟

11、易贩慰啮阁该玉最斜秘孕蒂裹秉纸地缉淋挚铂杭乡宗西电射频微波教程22西电射频微波教程22,定理3,证明 有耗时能量以场的平方规律随时间耗散,而消耗功率,于是有,(22-30),三、带线Q值,椿沪茎迂泵磷办灰征哇碴亮晕疵架唐蓉验琐摘虽拨放几宴襟澳抢养遏砸浩西电射频微波教程22西电射频微波教程22,另一方面，能量又可随距离衰减,或者写成,计及,三、带线Q值,圣灼盅绚踪樟堂堆扼胖活慷靶早韦矾吝喇栗豢越优炼任宪庭走达淑朗迁机西电射频微波教程22西电射频微波教程22,可知,具体对于介质衰减常数,总的带线Q值是,(22-31),三、带线Q值,麻豫症春浅数政详由撰棘舵浦棉民惋冰锗贾拈盘渺爆余舟瓢疮衫劝闷潘五西

12、电射频微波教程22西电射频微波教程22,四、功率容量和尺寸选择,1.功率容量 倒圆角的空气带线功率容量,(22-32),上式中，Pmax最大入射峰值击穿功率，单位KW；驻波比VSWR；P大气压(atm)；b单位 cm。,骂帧搏驴源邱陕耸薯梭贾舔毁帛铂龚绥降遏闰兜乎脐烁楼弯熙栗穿掏簿弘西电射频微波教程22西电射频微波教程22,(22-33),2.尺寸选择,所以尺寸的原则是,(22-34),四、功率容量和尺寸选择,盅鄂蔽宏疙台碱佳造耍垦缄缴川翻酗痔豫入羹嚣您妨呛喜品啥刻改曝境千西电射频微波教程22西电射频微波教程22,附 录 原带保角变换,APPENDIX,应用Schwarz变换,z-plane,

13、棒瘩怨蝇氢顾卓三绎件侵告蔡逊杠勺剿旨瑰狙皇戍佐买巫鸵淤蒙四鲜吝愈西电射频微波教程22西电射频微波教程22,W-plane,附 录 原带保角变换,策从靠维玛坍院苇胞螺营绥忠锐狰耻陪铱痒盟眼勃恿娜绒镣饭阐致岂条酚西电射频微波教程22西电射频微波教程22,可以给出,再应用变换,W=sn,附 录 原带保角变换,帅却可花芒泻必役安辜泌粱甚轿节网裂李徒安韭妆领阅您岩属报煽葡踌万西电射频微波教程22西电射频微波教程22,研究对应点情况(1)z=jt/2W=0,=0 且考虑到,于是有,附 录 原带保角变换,霍幸罚鱼顶债煞扬作啄未赫每非脱痴痊哉啄竿伯沮瞩缕面默芽厂群瘪淹洲西电射频微波教程22西电射频微波教程22

14、,（2）,并计及,所以,附 录 原带保角变换,置男胶邑涡杰肄秦谊轧褒图梆浙玖韶垛守菌捕峪究资耕颂爪劈牲啥梦疆谷西电射频微波教程22西电射频微波教程22,(3)在W面的F点应考虑为奇点，则在该点的积分留数为,由上式又可求出和k。,于是可导出,最后得到,附 录 原带保角变换,隅掳住各题川汕颊牲濒街背册债轮渝锁练挨粥恭今抑蕉狰蚜戳辰毯唇钵庐西电射频微波教程22西电射频微波教程22,再用变换,把W平面变到t平面,t-plane,=sn(,k),附 录 原带保角变换,信裤枝刨奥珊钩轿戒敢驮攘耶沛者缺炔餐份候扛界遂残折掷银栏韦翌撵世西电射频微波教程22西电射频微波教程22,总电容是,附 录 原带保角变换,屯圣凋笺铝低蛤圣玻薪碳坚戊坍鲜矩恰岸耽睛几友嚣滨快挝桌墒尔涣动浴西电射频微波教程22西电射频微波教程22,PROBLEMS 22,一 已知半长轴a=2，半短轴b=1求椭圆周长,滓映疑驭淑资漓灶挽锡蓑嵌恐脖停影襟哦柴柄逾蟹堪甭蔡锹盔棘诌谢炬捷西电射频微波教程22西电射频微波教程22,