毫米波傳輸線鰭線優(yōu)選ppt資料

第章毫米波傳輸線鰭線第一頁，共17頁。2.4鰭線〔a〕雙側(cè)鰭線；〔b〕單側(cè)鰭線；〔c〕對極鰭線；〔d〕單側(cè)絕緣(juéyuán)鰭線；〔e〕雙側(cè)絕緣(juéyuán)鰭線鰭線橫截面結(jié)構(gòu)(jiégòu)示意圖損耗(sǔnhào)小，最常用隔離鰭線，偏置低阻抗電路使用雙面做電路，但損耗較大第二頁，共17頁。鰭線傳播模式鰭線傳播的不是準TEM模，是TE和TM模系組成的混合模。假設以TE模為主，習慣叫HE?！泊烹娔！?，假設以TM為主，那么用EH?！搽姶拍ぁ潮硎尽ＴO計得當，可以保證傳輸?shù)臑橹髂E10模，最高工作頻率140GHz。鰭線的組成鰭線可認為是準平面結(jié)構(gòu)，既要制作電路圖形，又要考慮金屬波導盒影響。鰭線常用的基片材料有微纖強化覆銅板〔PTFE〕，如RT-duroid5880?；ǔ０卜旁诰匦尾▽面中心，用尼龍或者其他金屬螺釘(luódīng)固定裝配。為保持金屬鰭和金屬波導內(nèi)壁的射頻連續(xù)性，基片放置處的金屬波導寬壁壁厚應等于λg/4。2.4鰭線第三頁，共17頁。2.4鰭線〔a〕濾波器；諧振器；〔b〕阻抗(zǔkàng)變換器；耦合器矩形波導中的過度(guòdù)段(a)漸變式；〔b〕多階梯式第四頁，共17頁。E面鰭線濾波器模型(móxíng)圖E面鰭線濾波器的實物(shíwù)照片2.4鰭線第五頁，共17頁。鰭線的特點(tèdiǎn)與微帶電路相比鰭線的Q值較高，傳輸衰減較小;對導體條帶的加工公差要寬松些〔因其導行波長比微帶的導行波長要長〕;色散較弱，在多個電路集成時，無須模式濾波器和去耦隔離裝置;鰭線的屏蔽外殼可直接采用標準矩形波導，可以在整個波導帶寬內(nèi)實現(xiàn)電路，與矩形波導的兼容性好;與矩形波導相比鰭線的結(jié)構(gòu)和尺寸都易于(yìyú)集成固態(tài)器件;單模傳輸帶寬更大，對金屬矩形波導盒內(nèi)壁公差的要求更為寬松；損耗更大。2.4鰭線第六頁，共17頁。鰭線設計(shèjì)考慮的問題導行波長和特性阻抗不連續(xù)性金屬(jīnshǔ)鰭的厚度腔體及裝架槽損耗和Q值2.4鰭線鰭線的分析方法鰭線的分析方法主要(zhǔyào)有：橫向諧振法〔TRM〕，傳輸線矩陣法〔TLMM〕，有限元法〔FEM〕，譜域法〔SDM〕，譜域?qū)Э狗ā睸DIM〕等數(shù)值方法，以及經(jīng)驗公式近似法。第七頁，共17頁。P.J.Meier的近似公式，將鰭線看成帶有介質(zhì)襯底的加脊波導：適用條件：低介電常數(shù)的薄基片〔d/a<0.1，εe近似看作(kànzuò)一個常數(shù)〕導行波長(bōcháng)和特性阻抗同尺寸空氣(kōngqì)填充加脊波導f→∞的特性阻抗同尺寸空氣填充加脊波導的截止波長有效介電常數(shù)2.4鰭線第八頁，共17頁。對εr較大的基片，需考慮εe與f的依賴關系Sharma和Hoefer的頻率相關εe〔MTT1983〕：εe=εc·F(w/b，d/a，λ，εr)其中，εc為截面上的有效介電常數(shù)，并由下式給出εc=〔λcf/λcr〕λcf和λcr分別(fēnbié)為鰭線中的截止波長和等效的空氣填充脊波導的截止波長，修正因子F由數(shù)值計算獲得。(范圍：1/16<w/b<1/4，1/32<d/a<1/4，εr=2.22和3等〕Pramanick和Bhartia的單側(cè)鰭線近似公式〔1985MTT〕具有更寬的適用范圍〔1/32<w/b<1，d/a<20，εr<3.75〕。前提：εe=εc，因此只適用于低介電常數(shù)和薄基片。頻率相關近似(jìnsì)公式2.4鰭線第九頁，共17頁。導行波長(bōcháng)與特性阻抗〔Ka頻段單鰭線〕2.4鰭線第十頁，共17頁。當頻率由低向高變化時，λg/λ下降，即頻段高端的導行波長小于低端的導行波長；Zc隨頻率變化不大。當介質(zhì)厚度增加時，λg/λ和Zc略微下降。相同頻率下，λg/λ和Zc隨槽寬的增大而增加。假設槽寬w=0.05mm,對應毫米波頻段的特性阻抗為100~120。對于(duìyú)中等槽寬，λg/λ和Zc隨頻率變化更劇烈。當w接近b時退化成介質(zhì)片加載波導。2.4鰭線第十一頁，共17頁。介質(zhì)(jièzhì)基片橫移的情況2.4鰭線介質(zhì)基片橫移，λg/λ有一定程度增加〔w=0.1mm:0.92增大到0.94〕；當w較大(jiàodà)時，Zc隨介質(zhì)基片的橫移有明顯的降低(w=2mm:400降到330)。第十二頁，共17頁。槽在E面位移(wèiyí)的情況2.4鰭線當s從零增加到(b-w)/2時，λg/λ先增后減，Zc在(b-w)/2時趨于飽和；對于固定(gùdìng)的s,λg/λ和Zc隨槽寬的增大而增加；低阻抗結(jié)構(gòu)可以通過將槽向一側(cè)壁移動時獲得。s趨于零、w=0.1時，Zc=40Ω，利于低阻抗器件的匹配。第十三頁，共17頁。a,b,εr,d公差(gōngchā)的影響2.4鰭線鰭線電路設計過程中，對參量a和εr的公差要求比對b和d的公差要求更為(ɡènɡwéi)嚴格。第十四頁，共17頁。相同頻率下，λg/λ和Zc隨槽寬的增大而增加。雙面做電路，但損耗較大鰭線的Q值較高，傳輸衰減較小;假設以TE模為主，習慣叫HE?！泊烹娔！?，假設以TM為主，那么用EH模〔電磁膜〕表示。εc=〔λcf/λcr〕當w較大(jiàodà)時，Zc隨介質(zhì)基片的橫移有明顯的降低(w=2mm:400降到330)。a,b,εr,d公差(gōngchā)的影響05mm,對應毫米波頻段的特性阻抗為100~120。Zc隨基片厚度t的增加(zēngjiā)而減小；鰭線的結(jié)構(gòu)和尺寸都易于(yìyú)集成固態(tài)器件;基片通常安放在矩形波導E面中心，用尼龍或者其他金屬螺釘(luódīng)固定裝配。設計得當，可以保證傳輸?shù)臑橹髂E10模，最高工作頻率140GHz。鰭線的特點(tèdiǎn)E面鰭線濾波器模型(móxíng)圖槽在E面位移(wèiyí)的情況鰭線設計(shèjì)考慮的問題本征模的色散(sèsàn)特性2.4鰭線分析單模工作帶寬，那么需分析高次模的影響。主模是HE1，其它為高次模。虛線(xūxiàn)的幾種模式不會由TE10模鼓勵，核心是HE3模式。VahldieckR(1951-2021).,MTT,1984第十五頁，共17頁。金屬鰭片厚度(hòudù)的影響2.4鰭線Zc隨基片厚度t的增加(zēngjiā)而減小；在靠近截止頻率的低頻段，鰭線的作用如同脊波導，t增大時，截止頻率降