微波電路及其pcb技術(shù)設(shè)計(jì)知識(shí)-資料下載頁(yè)
2025-06-23 04:15本頁(yè)面
【正文】 60。 （三）電磁波在PCB條狀雙線上的傳輸特點(diǎn) 圖3所示的PCB條狀雙線等效電路中，在直流電源接入瞬間，從左到右，電壓和電流是以依次向相鄰電容充電，然后向次級(jí)電容放電的過(guò)程形式傳播的，稱為電流行波。 若將圖6中電源換為簡(jiǎn)諧規(guī)律的交流源，可以推知，將有一電壓行波從左至右傳播。沿線電壓值與時(shí)間位置均有關(guān)。這種電壓行波，在工作波長(zhǎng)與所考察傳輸線長(zhǎng)度可比擬時(shí)，是較為明顯的。 有電壓必有電場(chǎng)，有電流必有磁場(chǎng)，所以沿線電場(chǎng)與磁場(chǎng)是以簡(jiǎn)諧規(guī)律沿傳輸線傳播的。綜上所述，可知道微波級(jí)高頻電路之PCB特征如下： ● 當(dāng)PCB走線與工作波長(zhǎng)可相比擬時(shí)，電壓和電流從一端傳到另一端的形式已不是電動(dòng)勢(shì)作用下的電流規(guī)律，而是以行波形式傳播，但不是向周圍輻射。 ● 行波的能量形式，體現(xiàn)為電磁波形式，而且在導(dǎo)體引導(dǎo)下沿線傳播。工作頻率越高，電磁波能量形式越明顯，通常意義下的集中參數(shù)器件之處理功能越弱。 ● 必須明確：當(dāng)頻率足夠高時(shí)，PCB走線開始脫離經(jīng)典的歐姆規(guī)律，而以“行波”或電磁波導(dǎo)向條形式體現(xiàn)其在電路中的功能。 （四）行波的傳播特性 1．入射波與反射波 對(duì)于理想的“無(wú)耗傳輸線”（忽略損耗），在簡(jiǎn)諧波作用下，可推出PCB傳輸線上瞬時(shí)電流波表達(dá)式為： i(t , z) = Acos(ωtβz)cos(ωt+βz) 式中，t=傳播時(shí)刻；z=傳輸線上位置（距起端距離）；A、B=與激勵(lì)信號(hào)幅度及終端負(fù)載有關(guān)的常數(shù)（入射波與反射波幅度）；ω=相角；β=相移常數(shù)。 由瞬時(shí)電流波表達(dá)式可知，在簡(jiǎn)諧波激勵(lì)下，PCB傳輸線上電流為兩個(gè)簡(jiǎn)諧波電流的代數(shù)和。分別對(duì)式中兩項(xiàng)作函數(shù)圖，可知：第一項(xiàng)電流為隨時(shí)間沿+Z方向（由電源到負(fù)載）的電流波；第二項(xiàng)為隨時(shí)間沿Z方向（由負(fù)載到電源）傳輸?shù)碾娏鞑?。前者稱為入射電流波，后者稱為反射電流波。 ■ 即：穩(wěn)態(tài)過(guò)程中，PCB傳輸線上的電流是線上向相反方向傳播的兩個(gè)波疊加之結(jié)果。 2．關(guān)系常數(shù)簡(jiǎn)介 ■ α=衰減常數(shù)。若考慮PCB傳輸線損耗，則α≠0。 ■ β=相移常數(shù)。其為電磁波沿PCB傳輸線傳播單位長(zhǎng)度的相移，與波長(zhǎng)有關(guān)系：β=2π/λ。參照?qǐng)D2，又有關(guān)系： ■ γ=傳播常數(shù)。考慮PCB傳輸線損耗時(shí)，波的衰減常數(shù)α與相移常數(shù)β的變量和，即：γ=α+jβ ■ Vp=相速，行波等相位點(diǎn)的傳播速度。相速與β、ω間存在關(guān)系：vp=ω/β。 當(dāng)電磁波傳播方向是與Z方向平行，則有Vp=Vc(Vc表示光速)?？梢酝瞥觯?在空氣介質(zhì)中則有 綜上所述，可以推知高頻電路及其PCB設(shè)計(jì)原則如下： ● 分布參數(shù)電路不僅僅體現(xiàn)在集中參數(shù)向分布參數(shù)的轉(zhuǎn)化，更重要的是PCB電路的信號(hào)處理與傳輸，都開始部分地遵循電磁波的固有特性。工作頻率越高，這種特性越突出。 ● 反射波概念是提高電路輸出功率或效率的根本概念，否則將導(dǎo)致與設(shè)計(jì)不符的一系列問(wèn)題。 ● 分布參數(shù)的考察，涉及電磁波理論中的一些基本物理定義，認(rèn)真掌握這些物理定義在電路中的體現(xiàn)及計(jì)算方式，是解決設(shè)計(jì)實(shí)際的根本手段之一。 ● 微波級(jí)高頻電路PCB帶裝線的分布參數(shù)特性，可以通過(guò)一些關(guān)系常數(shù)所體現(xiàn)的表達(dá)式表征，并通過(guò)這些常數(shù)達(dá)到PCB設(shè)計(jì)目的。（廣東電子商貿(mào)網(wǎng)）16 / 16
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