28、微带线功率处理能力及耦合微带线分析

微带线功率处理能力及耦合微带线分析

1. 微带线功率处理能力概述

微带线的功率处理能力受欧姆损耗、介质损耗导致的发热以及介质击穿的限制。导体和介质损耗引起的温度升高限制了微带线的平均功率，而带状导体与接地平面之间的击穿则限制了峰值功率。

2. 平均功率相关分析

• 适用场景与技术发展 ：微带线适用于中等功率（约100 - 200W）应用，在功率单片微波集成电路（MMIC）放大器中广泛使用。多层微带线技术的进步使得实现紧凑的MMIC、模块、低损耗微带线和高Q值电感成为可能。多层组件中常使用聚酰亚胺或苯并环丁烯（BCB）等低介电常数材料作为多层介质，但它们的热阻约为砷化镓（GaAs）或氧化铝的200倍，因此需要热模型来确保多层组件在高功率应用中的可靠运行。
• 影响平均功率处理能力（APHC）的参数 ：
  1. 传输线损耗
  2. 介质层和基板材料的热导率
  3. 带状导体的表面积
  4. 微带结构的最大允许工作温度
  5. 环境温度

低损耗正切和大热导率的介质层及基板能提高微带线的平均功率处理能力。

3. 热流密度计算

• 导体损耗导致的热流密度 ：带状导体中的电磁功率损耗会产生热量，由于导体金属的良好热导率，热量沿导体宽度均匀产生。热量从带状导体通过聚酰亚胺层和GaAs/氧化铝基板流向接地平面。为准确计算垂直于