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Keywords:transmissionlinemicrostriplinecharacteristicimpedanceTerminalcondition合肥师范学院2024届本科生?射频电路?论文〔设计〕 、电流定律 18参考文献 20致谢 21合肥师范学院2024届本科生?射频电路?论文〔设计〕,当波长可与分立元件的几何尺寸相比较时,电压和电流不再保持空间不变,必须把它们看做是传输的波。对于射频电路来说,当波长可与分立电路元件的几何尺寸相比较时,电压和电流都将随着空间位置不同而变化,即必须把它们看成传输的波。学****本章的目的是完成由集成电路模型像分布电路模型的过渡,本章在阐述传输线根本理论的过程中,有意减少了对电磁场理论的依赖。本文首先对传输线的研究背景和现状进行了介绍,然后对传输线的理论,包括传输线按照开展的分类,用微波等效电路建立传输线方程,详细对方程的解进行了复****和稳固。对MATLAB软件简单地进行了介绍。上述理论的充分准备,使得后续的传输线代码编写以及调试仿真有了很好的理论指导。传输线理论是分布参数电路理论,它在场分析和根本电路理论之间架起了桥梁。合肥师范学院2024届本科生?射频电路?论文〔设计〕(z,t)V(z,t)t,usz,,那么Ex有纵向分量Ez,该电场沿z方向的电压降:,的幅角变量是把空间和时间结合在一起,其空间特性用沿z方向的波长λ=2πβ表征,而时间特性用沿着时间轴的时间周期T=1/f表征f=1MHz,εr=,λ=:。 传输线理论是分布参数电路理论,它在场分析和根本电路理论之间架起了桥梁。随着工作频率的升高,波长不断减小,当波长可以与电路的几何尺寸相比较时,传输线上的电压和电流将随着空间位置而变化,使电压和电流呈现波动性,这一点与低频电路完全不同。传输线理论用来分析传输线上电压和电流的分布,以及传输线上阻抗的变化规律。在射频阶段,基尔霍夫定律不再成立,因而必须使用传输线理论取代低频电路理论。:分析一个简单的电路,。: 合肥师范学院2024届本科生?射频电路?论文〔设计〕2受控阻抗的传输线:如果信号沿着传输线传播时,在任何时候看到的特征阻抗都保持一致的话,那这样的传输线就叫做受控阻抗的传输线。特征阻抗:信号沿传输线传播时,信号看到的瞬间阻抗的值。受控阻抗的PCB板:指PCB板上所有传输线符合统一的目标标准,即它的特征阻抗是一个常量。在实际过程中,在进行PCB3时,尽量使信号线成为受控阻抗的传输线,即使传输线在各处的特征阻抗相同。传输线的特性阻抗是影响信号质量最重要的因素。如果信号线是受控阻抗的,即各处的瞬间阻抗是相等的,那么信号在传输过程中,由于特征阻抗保持一致,信号可以平稳的向前传播,在阻抗变化的地方发生反射,并且可能发生震荡,从而信号传输过程的完整性就被破坏了,在低速系统中,由于有足够的时间使信号在可能导致触发前稳定下来,所以不会有严重的后果,但是在高速的系统中,由于可能没有足够的时间使信号在可能导致触发前稳定下来,就会产生传输线的完整性问题,导致严重的后果。,是一个能将高频电能从一点传到另一点的传输线。但是相隔固定距离的双导线的缺点是:由于导体发射的电和磁力线延伸到无限远,并且会影响附近的电子设备。,由于导线对的作用就像是一个大天线,辐射损耗很高,因此双线是有限制的应用在射频领域(例如应用在居民用的接受天线)。当线的长度可以跟波长相比较时,必须考虑分布电路特性。相隔固定距离的双导线由导体发射的电和磁力线延伸到无限远,并影响附近的电子设备。其作用象一个大天线,辐射损耗很高,只能有限应用在射频领域(电视天线)。在电源和电话低频连线,当长度与波长比较时也必须考虑分布电路参数。:D合肥师范学院2024届本科生?射频电路?论文〔设计〕。它由同心的两层导线组成,之所以叫做“同轴〞是因为两层导线共用同一轴线。内层导线是一根实心的标准导线,外层导线形成屏蔽层。用于接收器的同轴导线,屏蔽层通常是用导线编织成的,但是有时也会看到多线式的。电视天线系统中的同轴导线阻抗为75Ω,用金属箔做外层导体。由这种屏蔽层构成的电缆在很大频率范围内拥有较低的信号损失,但是在大局部电视以外的应用中工作情况并不理想。问题出在用于外层导体的金属箔是铝,而铝是无法焊接的。所以这些天线通常要用F形接头连接,而对于其他应用这种连接的信号损失率就太高了。当频率高到10GHz时,几乎所有射频系统或测试设备的外线都是同轴线。通常外导体接地,所以辐射损耗和磁干扰都很小。传输线更为统一的例子是同轴线,当频率提到到10GHz时,几乎所有的射频系统或检测设备的外接线都是同轴线,其中典型的同轴线是由半径为b的外导体和内径为a的内导体以及它们之间的电介质组成。在一般情况下外导体是接地的,因此辐射损耗和场干扰后很小,其中最常用的几种介质材料是聚乙烯,聚苯乙烯或者是聚四***乙烯。: ,载流导带下面接地平面可阻挡额外的场泄漏,降低辐射损耗。单层PCB有较高的辐射损耗和邻近导带之间容易出现串扰,为到达元件高密度布局,应采用高介电常数基片。降低辐射损耗和干扰的另一种方法是采用多层结构。微带结构主要用作低阻抗传输线,高功率传输线应用平行板线。大多数的电子系统通常是采用平面印刷电路板PCB作为根本介质实现的。当涉及到实际的射频电路时,我们必须考虑蚀刻在PCB上的导体带的高频特性。是适合制作微波集成电路的平面结构传输线。与金属波导相比,其、重量轻、体积小、可靠性高、使用频带宽、和制造本钱低等;但功率容量小合肥师范学院2024届本科生?射频电路?论文〔设计〕4,损耗稍大。由于微波低损耗介质材料和微波半导体器件的开展,形成了微波集成电路,使微带线得到广泛应用,相继出现了各种类型的微带线。一般用薄膜工艺制造。介质基片选用介电常数高、微波损耗低的材料。导体应具有稳定性好、导电率高、与基片的粘附性强等特点。:wth ,降低辐射损耗。用PCB可以简化在板上的无源和有源器件的连接和降低生产本钱。除此之外,PCB可以简单地改变元件的位置和人工调谐电容和电感进行电路的调整。由于单层的PCB的缺点之一是它有较高的辐射损耗和邻近导带之间很容易出现串扰,因此为了克服以上缺点和缺乏,我们建议采用高电介质常数的基片,因为它可将场的泄露和交叉耦合将至最低。同时采用另一种方法就是采取多层技术,实现均衡的电路设计,此时微带线被“夹〞在两接地板之间。微带结构的主要作用就是用作低阻抗的传输线,高功率传输线应用就是平行板线。在平行板线中,电流和电压被限制在被电介质分开的两个平面上。合肥师范学院2024届本科生?射频电路?论文〔设计〕5微带线一般有两个方面的用途:一是它把高频信号能进行较有效地传输;二是与其他固体器件如电感、电容等构成一个匹配网络,使信号输出端与负载很好地匹配PCB的特性阻抗Z0与PCB设计中布局和走线方式密切相关。影响PCB走线特性阻抗的因素主要有:铜线的厚度和宽度、焊盘的厚度、地线的路径、介质的介电常数和厚度、周边的走线。当印制线上传输的信号速度超过100MHz时,必须将印制线看成是带有寄生电容和电感的传输线,而且在高频下会有趋肤效应和电介质损耗,这些都会影响传输线的特征阻抗。在PCB的特性阻抗设计中,微带线结构是最受欢送的。最常使用的微带线结构有4种:外表微带线、带状线、双带线、嵌入式微带线。微带线是位于接地层上由电介质隔开的印制导线,它是一根带状导线(信号线)。与地平面之间用一种电介质隔离开。印制导线的厚度、宽度、印制导线与地层的距离以及电介质的介电常数决定了微带线的特性阻抗。如果线的宽度、厚度以及与地平面之间的距离是可控制的,那么它的特性阻抗也是可以控制的。,电压和电流不再是空间不变量,因此基尔霍夫电压和电流定律不能应用在整个宏观的线长度上。当传输线被切割成小线段,且这些线段大得足以包含所有相关的电特性,如损耗、电感和电容效应,其一般等效电路如图。优点:1、提供了一个清楚的、直观的物理图象2、有助于标准化两端网络表示法3、可用基尔霍夫电压和电流定律分析4、提供从微观向宏观形式扩展的建立过程缺点:1、根本上是一维分析,没有考虑场在垂直于传播方向的平板上的边缘效应,所以不能预言和其他电路元件的干扰;2、由于磁滞效应引起的与材料相关的非线性被忽略。:用电流密度J表征的运动电荷在其周围引起的旋转磁场H可用积分表示为:,其中线积分的路径是沿外表元S的边界,用微分线元d表征,路径走向遵从右手螺旋法那么。:合肥师范学院2024届本科生?射频电路?论文〔设计〕