傳輸線型別



傳統的明線傳輸線不適用於微波傳輸,因為輻射損耗會很高。在微波頻率下,所採用的傳輸線大致可分為三類:它們是:

  • 多導體線
    • 同軸線
    • 帶狀線
    • 微帶線
    • 縫隙線
    • 共面線等。
  • 單導體線(波導)
    • 矩形波導
    • 圓形波導
    • 橢圓波導
    • 單脊波導
    • 雙脊波導等。
  • 開放邊界結構
    • 介質棒
    • 開路波導等。

多導體線

具有多個導體的傳輸線稱為多導體線。

同軸線

這種傳輸線主要用於高頻應用。

同軸線由內徑為d的內導體和圍繞它的同心圓柱形絕緣材料組成。外層被同心圓柱體的外導體包圍,內徑為D。透過檢視下圖可以很好地理解這種結構。

Coaxial Line

同軸電纜中的基本模式和主模式是TEM模式。同軸電纜沒有截止頻率。它透過所有頻率。然而,對於更高的頻率,一些更高階的非TEM模式開始傳播,導致很大的衰減。

帶狀線

這些是平面傳輸線,用於100MHz到100GHz的頻率。

帶狀線由寬度為ω(大於其厚度t)的中央薄導電條組成。它放置在厚度為b/2的低損耗電介質(εr)基板內,位於兩個寬大地平面之間。大地平面的寬度是板間距的五倍。

金屬中心導體的厚度和金屬接地板的厚度相同。下圖顯示了帶狀線結構的橫截面圖。

Strip Line

帶狀線中的基本模式和主模式是TEM模式。對於b<λ/2,橫向將不會有傳播。帶狀線的阻抗與內導體寬度ω與接地板間距b之比成反比。

微帶線

帶狀線有一個缺點,即它無法進行調整和調諧。微帶線避免了這種情況,它允許安裝有源或無源器件,並且允許在電路製造後進行微調。

微帶線是一種不對稱的平行板傳輸線,具有電介質基板,底部具有金屬化接地,頂部具有厚度為't'和寬度為'ω'的薄導電條。透過檢視下圖可以理解這一點,該圖顯示了微帶線。

Micro Strip Line

微帶線的特性阻抗是帶狀線寬度(ω)、厚度(t)和線路與接地平面之間的距離(h)的函式。微帶線有多種型別,例如嵌入式微帶線、反向微帶線、懸空微帶線和開槽微帶傳輸線。

除此之外,一些其他的TEM線,例如平行帶狀線和共面帶狀線也被用於微波積體電路。

其他線路

平行帶狀線類似於雙導體傳輸線。它可以支援準TEM模式。下圖對此進行了說明。

Parallel Strip Line

共面帶狀線由兩條導電條組成,其中一條導電條接地,兩者都放置在相同的基板表面上,以便於連線。下圖對此進行了說明。

Coplanar Strip Line

縫隙線傳輸線由電介質基板上的導電塗層中的縫隙或間隙組成,其製造工藝與微帶線相同。以下是它的示意圖。

Slot Line

共面波導由沉積在電介質板表面的薄金屬膜條組成。該板具有兩個電極,它們與條帶相鄰且平行地執行到相同的表面。下圖對此進行了說明。

Coplanar Waveguide

所有這些微帶線都用於微波應用中,在這些應用中,使用笨重且製造成本高的傳輸線將是一個缺點。

開放邊界結構

這些也可以稱為開放式電磁波導。波導並非完全封閉在金屬遮蔽層中,可以認為是開放波導。自由空間也被認為是一種開放波導。

開放波導可以定義為任何具有縱向軸向對稱性和無界橫截面的物理裝置,能夠引導電磁波。它們的頻譜不再是離散的。微帶線和光纖也是開放波導的例子。

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