Chp3s4 - 3.4 3.4 耦合带状线和耦合微带线

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Unformatted text preview: 3.4 3.4 耦合带状线和耦合微带线 一、耦合带状线和耦合微带线的结构 当两对传输线互相靠近时,彼此会产生电磁耦合, 当两对传输线互相靠近时 当两对传输线互相靠近时,彼此会产生电磁耦合,这 种传输线称为耦合传输线,如下图所示。 种传输线称为耦合传输线,如下图所示。 为耦合带状线, 为耦合微带线。 其中图(a)为耦合带状线,图(b)为耦合微带线。 耦合带状线 耦合微带线 二. 奇偶模参量法 奇偶模参量法 可以分解成对称与反对称矩阵之和: 任意矩阵(matrix)可以分解成对称与反对称矩阵之和: 1 1 T T [ A] = {[ A] + [ A] } + {[ A] − [ A] } 2 2 完全类似: 完全类似: 1 1 2 (V1 + V2 ) 2 (V1 − V2 ) V1 + V = 1 2 (V + V ) − 1 (V − V ) 2 2 21 2 1 1 2 (V1 + V2 ) Ve V = 1 e (V + V ) 2 1 2 1 (V − V2 ) V0 2 1 − V = 1 0 − (V − V ) 2 21 —— 偶模激励 —— 奇模激励 偶模( 激励: 偶模(even mode)激励:是一种对称激励 激励:是一种反对称激励。 奇模( 奇模(odd mode)激励:是一种反对称激励。 V1 Ve + V0 = V2 Ve − V0 I1 = I e + I 0 I 2 I e − I 0 其中关系: 其中关系: 1 1 Ve = (V1 + V2 ) I e = ( I1 + I 2 ) 2 2 1 1 V0 = (V1 − V2 ) I 0 = ( I1 − I 2 ) 2 2 三、耦合带状线和耦合微带线的奇偶模参量法 分别与地构成两对传输线, 令A和B分别与地构成两对传输线,其激励电压分别为U1和 U2 , 如图 (a) 所示,将它分解成一对等幅反相的奇模电压 Uo 所示, 分别如图 所示。 和一对等幅同相的偶模电压Ue,分别如图(b)和(c)所示。 U1 = U e + U o , U1 + U 2 Ue = , 2 U2 = Ue −Uo U1 − U 2 Uo = 2 Ue = Uo = U1 2 在一般情况下, 在一般情况下, U2=0,故 1. 耦合带状线和耦合微带线在奇、偶模激励下的电场分布: 1. 耦合带状线和耦合微带线在奇、偶模激励下的电场分布: 奇模激励下的奇模场型,其对称面为电壁。 奇模激励下的奇模场型,其对称面为电壁。 偶模激励下的偶模场型,其对称面为磁壁。 偶模激励下的偶模场型,其对称面为磁壁。 2. 奇、偶模电容 偶模的场分布不同,单位长度上对地的奇、 奇、 偶模的场分布不同,单位长度上对地的奇、偶模 来表示。 电容不同, 电容不同,分别用C0o和C0e来表示。 Ce=Cp+Cf+Cf’ Co=Cp+Cf+Cg Cf/2 Cp/2 Cf’/2 Cf/2 Cp/2 Cg/2 3. 耦合带状线和耦合微带线的传输参数计算 根据传输线理论, 根据传输线理论,耦 合带状线的奇、 合带状线的奇、偶模 特性阻抗分别为: 特性阻抗分别为: 1 Z 0o = v poC0o 1 Z 0e = v peC0 e 式中 分别表示奇、偶模的相速度。 式中vpo和vpe分别表示奇、偶模的相速度。 耦合带状线周围介质是均匀 的,奇、偶模速度相等: 偶模速度相等: v po = v pe = v0 εr 奇、偶模的相波长为: 偶模的相波长为: λ0 λ po = λ pe = εr 相对介电常数为 空气): 相对介电常数为1(空气): 耦合微带线中每条导带单位长度上对地的奇、 耦合微带线中每条导带单位长度上对地的奇、偶模电 容C0o(1)、C0e(1); 介质基片) εr(介质基片)耦合微带线中每条导带单位长度上对地 的奇、 的奇、偶模电容C0o(εr)、C0e(εr)。 则耦合微带线的奇、偶模等效介电常数分别为: 则耦合微带线的奇、偶模等效介电常数分别为: ε reo ε ree C0o (ε r ) = C0o (1) C0 e (ε r ) = C0 e (1) 耦合微带线的奇、 耦合微带线的奇 耦合微带线的奇、偶模相速度和相波分别为 v po = v pe = v0 ε reo v0 λ0 λ po = ε reo λ0 λ pe = ε ree ε ree 薄带侧边耦合带状线的奇、 薄带侧边耦合带状线的奇 薄带侧边耦合带状线的奇、偶模阻抗Z0o、Z0e与耦合带状 线尺寸s/b的列线图: 的列线图: s:为耦合带状线中心 导带间的间距, b:两接地板间的距离, w:中心导带的宽度 表示薄带侧边耦合带状线的奇、 表示薄带侧边耦合带状线的奇 表示薄带侧边耦合带状线的奇、偶模阻抗Z0o、Z0e与耦合 带状线尺寸w/b的列线图 s:为耦合带状线中心 导带间的间距, b:两接地板间的距离, w:中心导带的宽度 耦合微带线的奇、 耦合微带线的奇 耦合微带线的奇、偶模特性阻抗 Z0o 、 Z0e与耦合微带线尺 寸w/h和s/h的关系曲线(εr=9)。 当已知耦合微带线 的尺寸w/h s/h及 w/h、 的尺寸 w/h 、 s/h 及 基片的相对介电常 数 εr 时 , 由图可很 方便地求得奇、 方便地求得奇 、 偶 模特性阻抗Z 模特性阻抗Z0o、Z0e; 反之若已知Z 反之若已知Z0o和Z0e, 由 图 可 求 出 w/h 和 s/h,但比较麻烦 但比较麻烦。 s/h,但比较麻烦。 耦合微带线的奇、 耦 合微带线的奇 耦合微带线的奇 、 偶特性阻抗 Z0o 和 Z0e 与耦合微带 线尺寸w/h和s/h的另一组曲线(εr=10)。 利用该图很方 便地根据已知的 求得w/h Z0o 和 Z0e 求得 w/h s/h。 和s/h。 ...
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