微带线是将导体线路印刷在一块介质基板上,导体线路的一面通过导体粘结在基板上,另一面则暴露在空气中。宽度为 的导体印制在薄的、厚度为d、相对介电常数为 的接地电介质基片上。

优缺点

微带线的优点在于制作简单、安装方便、成本低等优点,适用于高频段的传输,容易与其他无源和有源微波器件集成。

微带传输线的缺点在于辐射损耗和干扰。场泄露的严重程度和相对介电常数有关。电位移

特性分析

当电介质不存在时(),可把这个微带线看作为均匀介质(空气)中的双线传输线。在这种情形下,应有一个简单的 TEM 传输线,其

电介质的存在,尤其是电介质未填充带的上方区域 (y> d) 的事实,使得微带线的特性和分析非常复杂。微带线不支持纯 TEM 波,因为在电介质区域的 TEM 场的相速应是 ,但空气区域中的 TEM 场的相速却是 。因此,在电介质-空气分界面上不可能实现 TEM 的波的相位匹配。

实际上,微带线的严格场解是由混合 TM-TE 波组成。由于其电介质基片非常薄的(),因此其场是准 TEM 的。由此可由静态或者准静态解得到其相速、传播常数和特征阻抗。

微带线相速计算式

为光速; 为微带线的有效介电常数。

指向原始笔记的链接

微带线传播常数计算式

为信号角频率; 为微带线内相速度; 为微带线的有效介电常数。

指向原始笔记的链接

有效介电常数、特征阻抗和衰减的计算公式

微带线的有效介电常数可以解释为一个均匀媒质的介电常数,

均匀媒质的介电常数

为相对介电常数; 为导体到地的距离; 为导体的宽度。

指向原始笔记的链接

微带线阻抗可以按照以下的方式进行计算。

微带线特征阻抗计算方法

在计算微带线特征阻抗前,需要先计算其等效介电常数。

微带线等效介电常数计算式

为基材的相对介电常数; 为微带线距离底的高度; 为微带线的宽度。

指向原始笔记的链接

在极限情况下可以将微带线等效介电常数进行近似。

极限情况下微带线等效介电常数近似

为相对介电常数。

指向原始笔记的链接

随后根据条件将上述两个参数代入公式即可,

微带线特征阻抗计算式

指向原始笔记的链接

若给出固定的 ,则也可以通过这个公式去计算微带线宽度

相速度是频率的函数,会导致脉冲失真。随着频率的增加,磁通线更加集中在基底区域。

指向原始笔记的链接

如果把微带线考虑为一个准 TEM 线,其损耗来自两个部分,一个部分来自介电损耗,另一个部分来自导体损耗。

微带线源于介电损耗的衰减

为无损传输线真空中的传播常数; 为有效介电常数; 为相对介电常数;

指向原始笔记的链接

微带线源于导体损耗的衰减

指向原始笔记的链接