【正文】 ......................... 23 安裝 MCR .......................................................................................................... 23 exe文件 dos黑屏 ..................................................................................... 24 .......................................................................................................... 25 .......................................................................................................... 28 5總結(jié) ............................................................................................................................ 29 參 考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 30 致謝 ............................................................................................................................... 31 附錄 ............................................................................................................................... 32 常熟理工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 1 微波傳輸線的發(fā)展理論 傳輸線的發(fā)展 微波工程早期的里程碑之一是發(fā)展了用于低耗傳輸微波功率的波導(dǎo)和其他傳輸線。同軸線具有非常寬的寬帶，而且便于實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，但在其中制作復(fù)雜的微波元件是困難的。第一個(gè)平面?zhèn)鬏斁€可能是平面帶狀同軸線，類似于帶線，在第二次世界大戰(zhàn)中用于制作功率分配網(wǎng)絡(luò)。微帶線開發(fā)與 ITT 實(shí)驗(yàn)室，它是帶狀線的 競(jìng)爭(zhēng)者。這一特點(diǎn)使它比帶狀線更不理想，這種情況知道 20世紀(jì) 60年代開始應(yīng)用很薄的基片才改變。 傳輸線的定義和分類 微波傳輸線的定義 以橫電磁 (TEM)模的方式傳送電能和電信號(hào)的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)。主要結(jié)構(gòu)型式有平行雙導(dǎo)線、平行多導(dǎo)線、同軸線、帶狀線，微帶線等，各種傳輸 TE模、 TM 模，或 其混合模的波導(dǎo)都可認(rèn)為是廣義的傳輸線。這類傳輸線主要用來(lái)傳輸 TEM 波，具有頻帶寬的特點(diǎn)。 2． TE 波和 TM 傳輸線，又稱包微波傳輸線，其中包括矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、脊波導(dǎo)和橢圓波導(dǎo)等，這類傳輸線主要用來(lái)傳輸 TE波和 TM 等色散波，具有損耗小、功率容量大、體積大而帶 寬窄等特點(diǎn)。 本章主要介紹 TEM波的傳輸線：平行雙線、同軸線、帶狀線和微帶線。主要用于中波及短波無(wú)線電信中作發(fā)射機(jī)與天線間的饋線，及有線長(zhǎng) 途載波通信的傳輸線（現(xiàn)只存留使用于縣鄉(xiāng)以下小容量通信系統(tǒng)中，干線通信中已被光纖所取代）。 它是一種寬頻帶的傳輸線，其頻率范圍可從直流一直到 100GHz，因此廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、測(cè)量系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及微波元件之中。 由于帶狀線可看做是由同軸線演變而來(lái)的 ,因此它傳輸?shù)氖?TEM 波 ,對(duì)其傳輸特性可以用靜態(tài)場(chǎng)方法進(jìn)行分析。最初的平行傳輸線隨著頻率的升高會(huì)有顯著的常熟理工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 輻射損耗，不適于作很高頻段（例如分米波、厘米波段）電磁波的傳輸線和電路元件，因此發(fā)展成封閉結(jié)構(gòu)的同軸線和波導(dǎo)，防止了輻射損耗，大大提高了工作性能，把微波技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)新的水平。此外，同軸線和波導(dǎo)作為傳輸線和電路元件還存在機(jī)械加工復(fù)雜、成本高、調(diào)整不容易等缺點(diǎn) 。 可用印刷電路的方法做成平面電路，電路結(jié)構(gòu)十分緊湊； 高介電常數(shù)的介質(zhì)基片縮短了導(dǎo)波波長(zhǎng)，使傳輸線縱、橫向尺寸均大為縮減； 微帶線導(dǎo)體的半邊是自由空間，連接固體器件十分方便 微帶線的作用 一般的傳輸線由兩個(gè)或兩個(gè)以上的導(dǎo)體組成，用來(lái)傳 輸 TEM 波。適合制作 微波集成電路 。 本章小結(jié) 在本章中，我們學(xué)習(xí)了傳輸線的發(fā)展，以及傳輸線的幾個(gè)類型， 一般的傳輸線由兩個(gè)或兩個(gè)以上的導(dǎo)體組成，用來(lái)傳輸 TEM 波，常見(jiàn)的傳輸線有雙線、同軸線、帶狀線和微帶線等。 常熟理工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 2 微帶線的理論分析 如果說(shuō)帶狀線可以看出是由同軸線演變而成，那么微帶線則可以看出是雙導(dǎo)線演化而成的。微帶線的幾何結(jié)構(gòu)示于圖21（ a）。 嚴(yán)格地講，微帶線屬于非均勻介質(zhì)系統(tǒng)，在非均勻介質(zhì)的結(jié)構(gòu)中不存在 TEM模，也不存在純 TE ?；蚣?TM 模，而是 TE 模和 TM 模的混合模。把此饋電的導(dǎo)線變成扁平導(dǎo)體帶，就形成了上半空間為同一種介質(zhì)的微帶線，若該介質(zhì)是空氣則稱為空氣微帶線。 圖 22 由普通傳輸線至帶形傳輸線的演變 由于空氣微帶線的輻射損耗大，沒(méi)有實(shí)際的使用價(jià)值 ，通常微帶線是制作在介質(zhì)基片上的 ,雖然它仍然是雙導(dǎo)線系統(tǒng) , 在導(dǎo)體和接地板之間填充有介質(zhì) ,而上方是空氣，因此，這個(gè)系統(tǒng)不僅存在 介質(zhì)與導(dǎo)體的分界面，而且存在空氣與導(dǎo)體、空氣與介質(zhì)的分界面。 可以證明 ,在兩種不同介質(zhì)的傳輸系統(tǒng)中 ,不可能存在單純的 TEM 模 ,而只能存在 TE模和 TM模的混合模。 若電介質(zhì)不存在（ r? =1），則我們可以把這個(gè)傳輸線想象成一個(gè)雙線傳輸線，它由寬度為 W、分開距離為 2d 的兩個(gè)平的帶狀導(dǎo)體組成（根據(jù)鏡像理論接地平面可以拉開）。 電介質(zhì)的的存在，特別是電介質(zhì)沒(méi)有填充帶的上邊的區(qū)域（ y d）的實(shí)際情況，使得微帶線的行為和分析復(fù)雜化。 這樣，在電解質(zhì)、空氣分界面上不可能實(shí)現(xiàn) TEM 的波的相位匹配。特性阻抗 0Z 和相位常數(shù) ? 可以用這兩個(gè)電容表示為： ek ?? 0? ， 000 ????k （ ） eaaeepZCcCvZ ???011011 ??? （ ） 式中 aa cCZ 10 1? 是空氣微帶線的特性阻抗，相速度 p? 和波導(dǎo)波長(zhǎng) g? 則為 p? =ec? （ ） eg ??? 0? （ ） 其中 e? 是微帶線的有效介電常數(shù)。 1） 微帶線是一根帶狀導(dǎo) (信號(hào)線 )， 與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開。 2） 帶狀線是一條置于兩層導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線。 3） 單位長(zhǎng)度微帶線的傳輸延遲時(shí)間，僅僅取 決于介電常數(shù)而與線的寬度或間隔無(wú)關(guān) 。 5） 通常同樣的介質(zhì)條件微帶線的損耗?。ň€寬），帶狀線的損耗大（線細(xì)，有過(guò)孔）。另外還比較了微帶線和帶狀線，這兩個(gè)重要的傳輸線的 區(qū)別，列出了幾個(gè)重要區(qū)別。于是相速和傳播常數(shù)由式（ ）和式（ ）給出。在這種情況下，我們能夠利用只與線路尺寸（ w 和 h）和介電常數(shù) r? 有關(guān)的公式。 ?????? ?? hWWhZ e ? w/h 1? （ ）d W e? 圖 31 準(zhǔn) TEM 微帶線的等效幾何結(jié)構(gòu)，其中厚度為 d，相對(duì)介電常數(shù)為 r? 的電介質(zhì)被相對(duì)有效介電常數(shù)為 e? 的均勻煤質(zhì)取代 常熟理工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ???????? ?????? ???????? ????? ? 221 12 1 hWW hrre??? （ ） ? ?? ? 11200 ????? hWhWZ e? ? w/h? 1 （ ） 211212 12 1??????? ????? Whrre ??? （ ） 當(dāng)導(dǎo)體帶厚度 t 0? 時(shí)，可等效為導(dǎo)體帶寬度為 ew ，修正公式為（ th， tw/2） : ????????????? ???????? ???tWhthWthhthWhW e???4ln12ln1 ??2121??hWhW （ ） 微帶線電路的設(shè)計(jì)通常是給定 0Z 和 r? ，要計(jì)算導(dǎo)體帶寬度 W。 其衰減常數(shù)分別用 rdc ??? , . 來(lái)表示。 導(dǎo)體損耗 導(dǎo)體損耗：高頻趨附效應(yīng)引起的導(dǎo)帶和接地板上非理想導(dǎo)體的歐姆損耗，由于微帶線橫截面尺寸遠(yuǎn)小于波導(dǎo)和同軸線，導(dǎo)體損耗也比較大，是微帶線的主要組成部分 導(dǎo)體損耗的特點(diǎn)： 基片的厚度 h 減小，兩導(dǎo)體之間的磁力線密度增大，損耗將增加。 工作頻率升高，微帶線的損耗將增加。這個(gè)公式的推導(dǎo)很復(fù)雜，其中等效分布電阻 0R的值過(guò)程也是極其復(fù)雜的。在毫米波段內(nèi)，這部分損耗將加劇。根據(jù)玻印廷定理，功率可表示為： SdESdHEP 2*0 21])R e[ (21 ?? ???? ? （ ） 其中 ? 為 TEM波的波阻抗， 即 ? = ??0 單位長(zhǎng)度介質(zhì)損耗功率為： dSEL dVEEP d 2* 2121 ?? ?? ?? （ ） 由式子（ ）和（ ）得到： d? = kwwpp ed 2t a n)(222 000 ???????? ??? （ ） 其中， e?tan 為介質(zhì)損耗角正切，表示為： e?tan = )/(?? w ； k為傳輸線橫電磁波的相位常數(shù)，表示為： gwwk ??? /2?? ， g? 是介質(zhì)中的波長(zhǎng)，因此： mNpged /tan? ??? ? （ ） 通常我們寫成 : mdBged /ta ? ??? ? （ ） 但是微帶線是部分填充介質(zhì)的傳輸線，所以，其介質(zhì)損耗比介質(zhì)填充時(shí)要低，其修正結(jié)果為： d? =geerre ? ????? tan11 ?????????? （ ） 當(dāng)工作在 10GHz 以下時(shí)，微帶線的導(dǎo)體損耗比介質(zhì)損耗要大得多，求解微帶的導(dǎo)體損耗最常用的是“增量電感法“。而計(jì)算的 10GHz 以下的導(dǎo)體損耗 c? =。如果選用 %的氧化鋁瓷常熟理工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 做為介質(zhì)基片，則 c? 比 d? 約大 36 倍，所以與 c? 相比， d? 是可以忽略的。在工程應(yīng)用上， 為避免輻射和減少衰減，以及防止對(duì)其他電路的影響，常常將微帶電路封裝在金屬屏蔽盒中。 對(duì)同一工作頻率 , 不同特性阻抗的微帶線有不同的波導(dǎo)波長(zhǎng) 。微帶線中傳播的真正模式是一種 TE模和 TM模組成的混合模式。頻率較低時(shí)，混合模就趨近于 TEM模。但在較高的頻率下，當(dāng)傳輸線尺寸遠(yuǎn)大于四分之一波長(zhǎng)時(shí)，就必須考慮微帶線的色散性質(zhì)，此時(shí)高次模已經(jīng)存在 在微帶電路中，高次波型主要有兩種：波導(dǎo)波型和表面波型。 （ 1） 波導(dǎo)波型 對(duì)于每一種波導(dǎo)，都存在一個(gè)截止 波長(zhǎng) c? 。而 c? 則取決于微帶線的橫截面尺寸、幾何形狀及基片的介電常數(shù)。 TE 模的最低次模是 T 10E 模，其電場(chǎng)只有橫向分量，磁場(chǎng)則存在縱向 分量，由于平板波導(dǎo)兩側(cè)無(wú)短路金屬板，相當(dāng)于開路，因此在兩邊為電場(chǎng)波腹，平板中心為電場(chǎng)波節(jié)，這與金屬矩形波導(dǎo) T 10E模的場(chǎng)分布不同。 微帶線中最低的 TM 模是 T 01M 模，其波型的情況是磁場(chǎng)只有橫向分量，電場(chǎng)則具有縱向分量和橫向分量，電場(chǎng)橫向分量在高度 h的兩端是波腹，在 h/2 中心處是波節(jié)；而縱向分量位置恰恰相反。其主