Проектирование СВЧ-устройств с помощью пакета программ Serenade 8.0. Алгазинов Э.К - 11 стр.

UptoLike

11
Основные типы линий передач и их расчет
Полосковые и микрополосковые линии
С точки зрения математического расчета наиболее простым типом
линии передач является симметричная полосковая линия, показанная на
рис. 4а. В такой линии могут распространяться поперечные T-волны , сле-
довательно , отсутствует дисперсия. Кроме того, электромагнитное поле
сосредоточено в области диэлектрика, что наряду со свойством простран-
ственной симметрии существенно упрощает анализ. Однако наибольше
распространение получил другой тип линий передач - микрополосковые
линии (рис. 4б). Для микрополосковых линий характерна малая высота
подложки (менее 1 мм) и ее большая диэлектрическая проницаемость
( ε>10). Благодаря высокой диэлектрической проницаемости электромаг -
нитное поле в микрополосковой линии концентрируется в области между
проводником и заземленным основанием . Благодаря этому уменьшаются
потери на излучение, что бывает существенно для СВЧ-диапазона , а кроме
того, ослабевают паразитные связи. В силу своей конструкции микропо -
лосковые линии более компактны . Особенно широко микрополосковые
линии используются в интегральных схемах СВЧ, а также в других миниа -
тюрных устройствах . Отсутствие пространственной симметрии, более
сложная картина поля, которое можно лишь условно описать в виде попе-
речных T-волн (это так называемая квази-Т волна ) приводят к усложнению
анализа. Известные численные методы расчета таких линий связаны с
большим объемом вычислений , однако существуют упрощенные выраже-
ния, приведенные к аналитическому виду. Остановимся подробнее на этих
r
ε
r
W
h
r
ε
r
W
h
а )
б)
Рис.4. Линии передач .
а) симметричная полосковая линия;
б) микрополосковая линия
                                          11

     О с нов ны е т и пы ли ни й переда ч и и х ра с ч ет

               П олос ковы еи м икроп олос ковы елин ии
       С то чки зрения математическо г о расчета наибо лее про сты м типо м
линии перед ач яв ляется симметричная по ло ско в ая линия, по казанная на
рис. 4а. В тако й линии мо г у т распро страняться по перечны е T-в о лны , сле-
д о в ательно , о тсу тств у ет д исперсия. К ро ме то г о , электро маг нитно е по ле
со сред о то чено в о бласти д иэлектрика, что наряд у со св о й ств о м про стран-
ств енно й симметрии су щ еств енно у про щ ает анализ. О д нако наибо льш е
распро странение по лу чил д ру г о й тип линий перед ач - микро по ло ско в ы е
линии (рис. 4б). Д ля микро по ло ско в ы х линий характерна малая в ы со та




                h
                                      W
                                                    εr
                                  а)




                h                  W           εr
                                 б)
                     Рис.4. Линии перед ач.
                     а) – симметричнаяпо ло ско в аялиния;
                     б) – микро по ло ско в аялиния


по д ло ж ки (менее 1 мм) и ее бо льш ая д иэлектрическая про ницаемо сть
(ε>10). Благ о д аря в ы со ко й д иэлектрическо й про ницаемо сти электро маг -
нитно е по ле в микро по ло ско в о й линии ко нцентриру ется в о бласти меж д у
про в о д нико м и заземленны м о сно в анием. Благ о д аря это му у меньш аю тся
по тери на излу чение, что бы в аетсу щ еств енно д ляСВ Ч-д иапазо на, а кро ме
то г о , о слабев аю т паразитны е св язи. В силу св о ей ко нстру кции микро по -
ло ско в ы е линии бо лее ко мпактны . О со бенно ш иро ко микро по ло ско в ы е
линии испо льзу ю тсяв интег ральны х схемах СВ Ч, а такж ев д ру г их миниа-
тю рны х у стро й ств ах. О тсу тств ие про странств енно й симметрии, бо лее
сло ж ная картина по ля, ко то ро емо ж но лиш ьу сло в но о писать в в ид епо пе-
речны х T-в о лн(это так назы в аемаякв ази-Т в о лна) прив о д ятк у сло ж нению
анализа. И зв естны е численны е мето д ы расчета таких линий св язаны с
бо льш им о бъемо м в ы числений , о д нако су щ еств у ю т у про щ енны е в ы раж е-
ния, прив ед енны ек аналитическо му в ид у . О стано в имсяпо д ро бнеена этих