射频电路设计——传输线理论
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为何要传输线理论
各种概念
特征阻抗、传播常常数
相速、TEM模
何时用分布参数
传输线种类
双绞线
同轴线
微带线
基片集成波导
传输线等效电路模型
这个阻抗不是只电阻那种阻抗。
微带传输线
就是说当我们的微带线是无损的微带线的时候,我们可以把它的特征阻抗看作成与线高度差和宽度的一个函数,微带线越宽(相距越近),它的特征阻抗越小。不过这是建立在它们的介电常数和磁导率不变的情况下的。
注意此时我们要保证微带的厚度足够小,不然微带的厚度也是对特征阻抗有影响的。其实我们从这个w/h的范围划分也能看出,就是w和h会影响整个器件的有效介电常数。
有效介电常数的本质就是把微带上方的介质和微带看成一个整体,然后再进行计算。有效介电常数是会影响相速度的,也就是说还会影响波长,总的来说就是,微带选用的材料和微带上方的介质是会影响电磁波传输的波长的。(记忆方法:有效介电常数是会影响波的相速度的,相速度与波的周期和波长有直接的关系,而波的周期肯定是不变的【因为波的频率不可变】,所以变得就只能是波长了。)
从第一幅图我们可以看出,微带的阻抗与介质的介电常数和宽高比有关,宽高比越大,介电常数越小。
从第二幅图我们可以看出,有效介电常数也和宽高比有关,宽高比越大,有效介电常数越大。
微带的厚度常常是不能忽略的,微带的厚度相对于宽高比的大小不同,可能采用的等效模型不同,这个时候我们就需要用一个公式进行修正,且注意修正的是微带宽度,而不是等效介电常数。观察这幅图我们可以看到,在同样的宽高比的情况下,微带厚度越大,微带的特征阻抗就越小。
总结以上这些东西,我们可以发现,如果我们想从物理尺寸推导到微带的特征阻抗,我们就需要建立一些条件,比如w/h的大小啊,t的大小啊,从而等效出相应的有效介电常数,再来根据经验公式计算得到相应的阻抗。反过来,假如我们在设计中已经知道了一个东西的特征阻抗,这个时候我们需要滑版图,就需要反推得到微带的w、h的大小,就得用相反的公式,但是要注意的一点是,与从阻抗推得物理尺寸一样的,反过来也是要考虑一个分界线的问题。
这道题是要结合前面的图来看的,
从这张图我们可以利用微带的阻抗来判断出w/h的大致范围,从而选定合适的公式,本质上就是阻抗能够决定宽高比
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