射频电路设计——传输线理论

最新推荐文章于 2025-10-22 14:26:26 发布

原创最新推荐文章于 2025-10-22 14:26:26 发布 · 1.2w 阅读

136 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#射频 #集成电路

射频微波专栏收录该内容

4 篇文章

订阅专栏

本文探讨了微带传输线的理论基础，包括特征阻抗、传播常数和相速等概念。强调了有效介电常数对波长和相速度的影响，并指出微带线的宽高比、厚度及材料选择对传输特性的重要作用。通过分析微带线的等效电路模型，解释了如何根据物理尺寸推导特征阻抗或反之。内容适合电子工程和通信技术领域的读者参考。

本文仅供自己复习使用，严禁转载！

为何要传输线理论

在这里插入图片描述

各种概念

特征阻抗、传播常常数

相速、TEM模

在这里插入图片描述

何时用分布参数

在这里插入图片描述

传输线种类

双绞线

在这里插入图片描述

同轴线

在这里插入图片描述

微带线

在这里插入图片描述

基片集成波导

在这里插入图片描述

传输线等效电路模型

在这里插入图片描述

这个阻抗不是只电阻那种阻抗。

微带传输线

在这里插入图片描述
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。

在这里插入图片描述

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。）

在这里插入图片描述
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。

在这里插入图片描述
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。
在这里插入图片描述
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