微波電路及其pcb設計-資料下載頁
2025-06-30 01:34本頁面
【正文】 。 （三）電磁波在PCB條狀雙線上的傳輸特點 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，然后向次級電容放電的過程形式傳播的，稱為電流行波。 若將圖6中電源換為簡諧規(guī)律的交流源，可以推知，將有一電壓行波從左至右傳播。沿線電壓值與時間位置均有關。這種電壓行波，在工作波長與所考察傳輸線長度可比擬時，是較為明顯的。 有電壓必有電場，有電流必有磁場，所以沿線電場與磁場是以簡諧規(guī)律沿傳輸線傳播的。綜上所述，可知道微波級高頻電路之PCB特征如下： ● 當PCB走線與工作波長可相比擬時，電壓和電流從一端傳到另一端的形式已不是電動勢作用下的電流規(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，而且在導體引導下沿線傳播。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：當頻率足夠高時，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 對于理想的“無耗傳輸線”（忽略損耗），在簡諧波作用下，可推出PCB傳輸線上瞬時電流波表達式為： i(t , z) = Acos(ωtβz)cos(ωt+βz) 式中，t=傳播時刻；z=傳輸線上位置（距起端距離）；A、B=與激勵信號幅度及終端負載有關的常數(shù)（入射波與反射波幅度）；ω=相角；β=相移常數(shù)。 由瞬時電流波表達式可知，在簡諧波激勵下，PCB傳輸線上電流為兩個簡諧波電流的代數(shù)和。分別對式中兩項作函數(shù)圖，可知：第一項電流為隨時間沿+Z方向（由電源到負載）的電流波；第二項為隨時間沿Z方向（由負載到電源）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)過程中，PCB傳輸線上的電流是線上向相反方向傳播的兩個波疊加之結果。 2．關系常數(shù)簡介 ■ 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傳輸線傳播單位長度的相移，與波長有關系：β=2π/λ。參照圖2，又有關系： ■ γ=傳播常數(shù)?？紤]PCB傳輸線損耗時，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，行波等相位點的傳播速度。相速與β、ω間存在關系：vp=ω/β。 當電磁波傳播方向是與Z方向平行，則有Vp=Vc(Vc表示光速)。可以推出： 在空氣介質中則有 綜上所述，可以推知高頻電路及其PCB設計原則如下： ● 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)的轉化，更重要的是PCB電路的信號處理與傳輸，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，否則將導致與設計不符的一系列問題。 ● 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，認真掌握這些物理定義在電路中的體現(xiàn)及計算方式，是解決設計實際的根本手段之一。 ● 微波級高頻電路PCB帶裝線的分布參數(shù)特性，可以通過一些關系常數(shù)所體現(xiàn)的表達式表征，并通過這些常數(shù)達到PCB設計目的。信息來源：廣東電子商貿網(wǎng)10 / 10
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