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微带线和带状线微带线和带状线在现代通信领域，微带线和带状线是最常见的两种传输线类型。
它们各自具有独特的优点和应用场景，被广泛用于微波电路、射频电路等领域。
本文将对微带线和带状线进行详细介绍。
1.微带线微带线是一种平板传输线，通常由金属线路和绝缘基板组成。
微带线具有结构简单、成本低廉和易于制造的优点，因此在微波电路和射频电路中被广泛应用。
微带线的特性阻抗随着基板尺寸和介电常数的变化而变化，因此可以通过调整基板参数来实现特定的阻抗匹配。
微带线的主要应用场景包括天线、滤波器、功率分配器、耦合器等。
其中，微带天线是最常见的应用之一。
由于微带线可以在基板表面上实现，因此形成天线的成本和制造难度要低得多。
此外，由于微带线的结构可以自由设计，因此可以用来实现各种不同类型的天线，例如贴片天线、宽带天线、喇叭天线等。
2.带状线带状线是一种同轴传输线，由两个同心的导体组成，中间的空气或绝缘材料将它们分开。
带状线的特点是阻抗稳定，衰减小，可靠性高，因此在高频、高速信号传输系统中得到了广泛应用。
带状线的主要应用场景包括高速数据传输、精密测量、信号传输等。
例如，在高速数据传输系统中，带状线可以用来连接各种高速设备，例如CPU、存储器、芯片等。
由于带状线的阻抗稳定，因此它可以减少信号折射和反射，提高系统的可靠性和传输速度。
另外，带状线还可以用于精密测量。
例如，在用于测量电磁脉冲的场合，带状线可以提供稳定且可靠的传输路径，并保持信号的完整性和准确性。
此外，在信号传输方面，带状线可以用来连接各种高性能设备，例如放大器、滤波器等，以实现高保真、高速度的信号传输。
总之，微带线和带状线均是非常重要的传输线类型，具有独特的应用场景和优点。
在通信领域不断发展的今天，它们将继续发挥着重要作用，为高频、高速信号传输系统的发展提供技术支持。
微带线一般的传输线由两个或两个以上的导体组成，用来传输横电磁波（TEM波），常见的传输线有双线、同轴线、带状线和微带线等。
其中，微带线是最普遍使用的平面传输线之一，微带线可以用光刻工艺制作，并且易于与其他无源和有源器件集成，因此被广泛应用于印刷电路板中。
在精密电路设计中，人们往往容易忽略印刷电路板本身的电特性设计，而这对整个电路的功能可能是有害的。
如果电特性设计得当，它将具有减少干扰和提高抗干扰性的优点。
在高速电路中，应该把印制迹线作为传输线处理。
常用的印制电路板传输线是微带线和带状线。
微带线是一种用电介质将导线与接地面隔开的传输线，印制迹线的厚度、宽度和迹线与接地面间介质的厚度，以及电介质的介电常数，决定微带线特性阻抗的大小。
微带线的几何形状如图（a）所示，导带的宽度w 是印在薄的、接地的介质基片上，基片的厚度为d，相对介电常数，电磁场示意图如图（b）所示。
实际上，微带线的准确场是一个混合TE-TM波，需要更加先进的分析技术，但在大部分的实际应用中，介质基片电气上很薄（d <<），所以场是准TEM波。
换句话说，场本质上与静电场是相同的。
因此，通过静态或准静态解，可得到相近的相速、传播速度和特性阻抗。
1. 微带线是一根带状导(信号线)．与地平面之间用一种电介质隔离开。
如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
2. 带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。
如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的，那么线的特性阻抗也是可控的.单位长度微带线的传输延迟时间，仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关3. 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：铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。
4. 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诮和电介质损耗，这些都会影响传输线的特征阻抗。
微带天线传输线模型等效电路微带天线是一种常用于无线通信系统中的天线设计，其结构简单、易于制作和安装。
为了更好地理解微带天线的工作原理和性能，我们可以使用等效电路模型来描述和分析微带天线的传输线特性。
在微带天线的等效电路模型中，通常包含以下几个主要元素：1. 传输线部分：微带天线的传输线主要由一根导体和一片介质组成。
传输线的宽度和长度决定了天线的频率响应和辐射特性。
通过调整传输线的尺寸，可以实现对天线的谐振频率和辐射方向的控制。
2. 辐射元件：微带天线的传输线的末端通常会连接一个辐射元件，用于将电磁能量转化为电磁辐射。
常见的辐射元件包括微带贴片、微带环形和微带缝隙等。
这些辐射元件的选择和设计将直接影响天线的辐射效率和方向性。
3. 匹配网络：为了实现微带天线的最佳性能，通常需要在传输线和辐射元件之间添加匹配网络。
匹配网络的作用是调整天线的输入阻抗，以便与无线电设备的输出阻抗匹配，从而实现最大功率传输。
在微带天线的等效电路模型中，我们可以通过参数化建模的方法来表示上述元素的特性。
例如，可以使用电感和电容来表示传输线的电感和电容，使用电阻来表示辐射元件的电阻损耗，使用变压器来表示匹配网络的阻抗变换等。
通过建立微带天线的等效电路模型，我们可以使用电路仿真工具进行分析和优化。
例如，可以通过改变传输线宽度、长度和辐射元件的尺寸来调整天线的工作频率和辐射特性。
还可以利用仿真工具来优化匹配网络的设计，以实现最佳的功率传输效果。
总之，微带天线的等效电路模型为我们理解和设计微带天线提供了一个有力的工具。
通过建立和分析该模型，我们可以更好地理解微带天线的工作原理，优化其性能，并满足不同无线通信系统对天线的需求。
微带传输线微带电容微带电感设计微带传输线是一种常见的高频电路元件，常用于微波和射频电路中。
在设计微带传输线时，需要考虑微带电容和微带电感对电路性能的影响。
在本文中，将介绍微带传输线、微带电容和微带电感的基本原理，并讨论如何设计微带传输线的电容和电感。
1.微带传输线的基本原理微带传输线是一种平面传输线，在板上制成，由导体铜箔和绝缘基板组成。
它通常由一层导体（称为信号层）和一层绝缘层（称为介质层）构成。
微带传输线的信号层上的导体用来传输电信号，绝缘层用来隔离导体和其他层。
微带传输线通常用来传输高频信号，因此需要考虑其高频特性，如阻抗匹配、耦合和传输损耗等。
2.微带电容的设计一种常用的微带电容设计方法是通过改变绝缘层的介电常数来调节。
介电常数较大的材料可以减小微带电容，增大信号速度和带宽。
常用的介电材料包括FR4和PTFE等。
使用FR4材料时，微带电容约为0.009pF/mm²，使用PTFE材料时，微带电容约为0.0009 pF/mm²。
另一种方法是通过改变微带的宽度来调节微带电容。
微带的宽度与微带电容成反比，宽度越小，电容越大。
设计时可以根据需求调整微带的宽度。
3.微带电感的设计微带电感可以通过改变导体的长度和宽度来调节。
导体的长度越大，电感越大。
通常，微带传输线的长度为电磁波波长的1/4或者1/2、导体的宽度越大，电感越小。
设计时可以根据需求调整导体的长度和宽度，以达到所需的电感值。
4.微带传输线微带电容和微带电感的综合设计微带传输线的微带电容和微带电感是相互独立的，但在实际设计中需要综合考虑它们的影响。
例如，当微带电容增大时，信号速度和带宽增大，但串扰也可能增加。
因此，在设计微带传输线时，需要根据具体应用要求，综合考虑微带电容和微带电感的影响。
在微带传输线的设计中，使用计算机辅助设计（CAD）工具可以帮助自动计算微带电容和微带电感的值，并快速优化设计参数，以满足特定的电路性能要求。
射频/微波传输线微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。
微波传输线种类很多,按其传输电磁波的性质可分为三类:TEM模传输线(包括准TEM模传输线),如图3―1―1(1)所示的平行双线、同轴线、带状线及微带线等双导线传输线;TE模和TM模传输线,如图3―1―1(2)所示的矩形波导,圆波导、椭圆波导、脊波导等金属波导传输线;表面波传输线,其传输模式一般为混合模,如图3―1―1(3)所示的介质波导,介质镜像线等。
在射频/微波的低频段,可以用平行双线来传输微波能量和信号;而当频率提高到其波长和两根导线间的距离可以相比时,电磁能量会通过导线向空间辐射出去,损耗随之增加,频率愈高,损耗愈大,因此在微波的高频段,平行双线不能用来作为传输线。
为了避免辐射损耗,可以将传输线做成封闭形式,像同轴线那样电磁能量被限制在内外导体之间,从而消除了辐射损耗。
因此,同轴线传输线所传输的电磁波频率范围可以提高,是目前常用的微波传输线。
但随频率的继续提高,同轴线的横截面尺寸必须相应减小,才能保证它只传输TEM模,这样会导致同轴线的导体损耗增加,尤其内导体引起损耗更大,传输功率容量降低。
因此同轴线又不能传输更高频率的电磁波,一般只适用于厘米波段。
一微带传输线结构微带传输线应用于低电平射频微波技术中。
它的优点是制造费用省，尺寸特别小，重量特别轻，工作频带宽，以及具有与固体器件的良好配合性；其主要缺点是损耗较大，不能在高电平的情况下使用。
由于微带线结构简单,便于器件的安装和电路调试,产品化程度高,使得微带线已成为射频/微波电路中首选的电路结构。
微带线的结构如图3―3―1所示。
它是由介质基片的一边为中心导带,另一边为接地板所构成,其基片厚度为h,中心导带的宽度为w。
其制作工艺是先将基片(最常用的是氧化铝)研磨、抛光和清洗,然后放在真空镀膜机中形成一层铬-金层,再利用光刻技术制成所需要的电路,最后采用电镀的办法加厚金属层的厚度,并装接上所需要的有源器件和其它元件,形成微带电路。
实验二微带传输线实验一实验目的1.了解微带传输线的基本理论和特性。
2.掌握用网络分析仪测量微带传输线接不同负载时工作参量的值。
3.通过测量认知1/4波长传输线阻抗变换特性。
二实验原理1.微带传输线的基本原理微带线目前是混合微波集成电路和单片微波集成电路使用最多的一种平面型传输线。
它可用作光刻程序制作，且容易与其它无源微波电路和有源微波电路器件集成，实现微波部件和系统的集成化。
微带线可以看作是由双导线传输线演变而成的，如图2—1所示。
在两根导线之间插入极薄的理想导体平板，它并不影响原来的场分布，而去掉板下的一根导线，并将留下的另一根导线“压扁”，即构成了微带传输线。
实际的微带线结构如图2-1所示。
导体带（其宽度为的厚度为力和接地板均由导电良好的金属材料（如银，铜，金）构成，导体带与接地板之间填充以介质基片，导体带与接地板的间距为h o有时为了能使导体带，接地板与介质基片牢固地结合在一起，还要使用一些黏附性较好的铭，铝等材料。
介质基片应采用损耗小，黏附性,均匀性和热传导性较好的材料，并要求其介电常数随频率和温度的变化也较小。
图2—1双导线演变成微带线图2—2微带线的结构及其场分布2.微带线的技术参数2.1特性阻抗若微带线是被一种相对介电常数为名的均匀介质所完全包围着，并把准TEM模当作纯TEM模看待，并设£和C分别为微带线单位长度上的电感和电容，则特性阻抗为相速以为_1_Vovp"√Zc-X但实际上的微带线是含有介质和空气的混合介质系统，因此不能直接套用上面的公式求特性阻抗。
为了求出实际的微带线的特性阻抗Zc和相速度），而引入了等效相对介电常数的概念。
如果微带线的结构现状和尺寸不变，当它被单一的空气介质所包围着时，其分布电容为C。
实际微带线是由空气和相对介电常数为益的介质所填充，它的电容为G,那么，等效相对介电常数册的定义为这样，实际微带线的特性阻抗即可表示为Z ：为在同样形状和结构尺寸的情况下，填充介质全部是空气时微带线的特性阻抗我们假定已成形的导体的厚度t 与基片厚度h 相比可以忽略h(t/h<0.005)0这种情况下，我们能够利用只与线路尺寸(w 和h)和介电常数名有关的经验公式。
《射频电路》课程设计题目：微带传输线概述系部电子信息工程学院学科门类工学专业电子信息工程学号1108211042姓名杨越2012年06月30日微带传输线概述摘要本课程设计主要介绍了微带传输线在实际应用中比较基础且较重要的几个知识点，并没有详细的对微带线的各个参数及特性作细致的说明。
例如微带线的近似静态解法、微带线的谱域分析等在本设计中都未曾提及，这与此课程设计的制作人本身的理解能力有着千丝万缕的关系。
在后续的微带线设计中，此处所提到准TEM特性、微带线的特性阻抗以及有效介电常数等参数，对于整个微带线系统的确立与实现都有着很重要的关系。
例如在设计微带线低通滤波器的时候，当通过低通滤波器原型的电路多次变换计算得到最终的电路时，这时就需要面对将电路图实现微带线的问题，而此时需要的就是特性阻抗的知识。
首先，根据特性阻抗值与相对介电常数确定w/h的范围（假设t=0），再由范围选择w/h的具体计算公式，从而求得微带线的宽度。
由有效介电常数求出相速度，再求出波导波长，由此可算出微带传输线的长度，等等。
关键词：微带线准TEM特性特性阻抗有效介电常数相速度波导波长前 言微带线是（Microstrip Line ）是20世纪50年代发展起来的一种微波传输线，是目前混合微波集成电路（hybird microwave integrated circuit ,缩写为HMIC ）和单片微波集成电路（monolithic microwave integrated circuit ，缩写为MMIC ）使用最多的一种平面传输线。
其优点是体积小、重量轻、频带宽、可集成化；缺点是损耗大，Q 值低，功率容量低。
由于微波系统正向小型化和固态化方向发展，因此微带线得到了广泛的应用。
一 微带线的结构微带线是在金属化厚度为h 的介质基片的一面制作宽度为W 、厚度为t 的导体带，另一面作接地金属平板而构成的，如图1-1所示。
其中，r ε为介质基片的相对介电常数。
最图1-1 微带线常用的介质基片材料是纯度为99.5%的氧化铝陶瓷（r ε=9.5-10）、聚四氟乙烯环氧树脂如，如图1-2所示。
图1-2 聚四氟乙烯环氧树脂（r ε=2.55）；用作单片微波集成电路的半导体基片材料主要是砷化镓（r ε =13.0），如图1-3所示。
图1-3 砷化镓带线可以看成是由平行双线演变而来，其演变过程如图1-4所示，在平行双线的对称面上放置一导电板，由于电力线垂直于导电平板，故不影响原来的场分布。
若去掉导电板下面的一根导线，则导电板上面的场分布并不改变，然后，再将圆柱导体变为薄导带就成为无介质的空气微带。
最后，在导带与接地板之间置入介质基片，即构成了微带。
图1-4 微带线的演变过程二 微带线的传输模式由上图可知，导体上面（y ＞h ）为空气，导体带下面（h y ≤）为介质基片，所以大部分场在介质基片内，且集中在导体带与接地板之间；但也有一部分场分布在基片上面的空气区域内，因此微带线不可能存在纯TEM 模。
这是容易理解的，因为TEM 模在介质内的速度为r c ε，而在空气中的相速度为c ，显然相速度在介质-空气分界面处不可能对TEM 模匹配。
事实上，微带线中真正的场是一种混合的TE-T M 波场，其纵向场分量是由介质-空气分界面处的边缘场引起的，它们与导体带和接地板之间的横向场分量相比很小，所以微带线中传输模特性与TEM 模相差很小，称之为准TEM 模。
由于微带线的传输模不是纯TEM 模，致使微带线特性的分析比较困难和复杂。
其分析方法也就很多，可归纳为准静态法、色散模型法和全波分析法三种。
以下仅以准静态方法进行分析。
准静态方法便是将其模式看成纯TEM 模，引入有效介电常数为e ε的均匀介质代替微带线的混合介质，如图2-1所示。
在准静态法中，传输线特性参数是根据如下两个电容值计算的：图2-1 填充均匀介质e ε微带线一个是介质基片换成空气微带线单位长度电容a C 1；另一个是微带线单位长度电容1C 。
特性阻抗0Z 和相位常数β可以用这两个电容表示为e k εβ0=，000εμω=k （2-1）e1e 10Z .11εεεαα===C c C v Z ep （2-2）式中aZ0=1/c aC1是空气微带线的特性阻抗。
相速度pv和波导波长λg则为epcvε= (2-3) egελλ0= (2-4)三 特性阻抗我们假定已成形的线路导体的厚度t 与基片的厚度h 相比可以忽略不计（t/h ＜0.005）。
在这种情况下，我们能够利用只与线路尺寸（w 和h ）和介电常数r ε有关的经验公式。
它们可以分为两个应用区域，该区域的划分依比值w/h 大于还是小于1而定。
⎪⎭⎫ ⎝⎛+=h W WhZ e 25.08ln 600ε 1≤h W⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫⎝⎛+-++=-2211041.01222121h W W h r r e εεε()[]4444.1ln 667.0393.111200+++∙=h W h W Z eεπ1≥h W211212121-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++=W h r r e εεε （3-1）在0.05＜W/h ＜20，r ε＜16范围内，上式的精度优于1%。
图3-1是根据（3-1）式计算的特性阻抗与w/h 的关系。
·图3-1 微带特性阻抗与w/h 的关系导体带厚度t ≠0可等效为导体带宽度加宽为e w ，修正公式为（t ＜h ，t ＜W/2）：))⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧ ⎝⎛≤++ ⎝⎛≥++=πππππ214ln 1212ln 1h W t Wh t h W h W t hh t h W h W （3-2）微带线电路的设计通常是给定0Z 和r ε，要计算导体带宽度W 。
此时可由上式得到的综合公式：()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎩⎨⎧⎭⎬⎫-+-++----=r r r AA B B B e e h W εεεπ61.039.01ln 2112ln 1228222≥≤hW hW（3-3）式中⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-++=r r r r Z A εεεε11.023.01121600 rZ B επ02377=四 微带线的色散特性与尺寸限制上述与频率无关的准TEM 模Z 0和e ε公式只适用于较低应用频率，而微带线中实为混合模，其传播速度随频率而变，即存在色散现象。
对于微带线，这种传播速度随频率而变的色散现象具体表现为Z 0和e ε随频率而变。
事实上，频率升高时，相速度p v 要降低，则e ε应增大，特性阻抗Z 0应减小。
微带线的最高工作频率T f 受到许多因素的影响，例如寄生模的激励、较高的损耗、严格的制造公差、处理过程中材料的脆性、显著的不连续效应、不连续处辐射引起的Q 值下降等，当然还有工艺加工的问题。
T f 可按下式估算：()GHZ arctg f rrT εεπ2150=式中h 的单位为mm 。
研究结果表明，从直流到10GHz ，色散对Z 0的影响一般可以忽略不计，而对e ε的影响较大，可由下式计算：()25.1041⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=-e r e F f εεεε 式中⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=201lg 215.014h Wh F r λε微带线中除准TEM 模外，还可能出现表面模和波导模。
如下： 1.波导模式：t ＝0时，()2/1102r CET w ελ=；t≠0时，()2/1102r CET ελ=()h w 4.0+；()2/1012r CTM h ελ=.2.表面波模式：TM 01模的截止波长为∞，即无法抑制；()2/11014-=r CET h ελ .为抑制高次模，微带线的横向尺寸应选择为rr h W h ελελ2,24.0min min <<+ 金属屏蔽盒高度取H ≥（5-6）h ；接地板宽度取a ≥（5-6）w 。
2011级电子信息工程专升本班<<射频电路>>课程设计五 微带线的设计最后以一个例题来总结本次课程设计。
例：一个50Ω微带线，相对介电常数是2.23，板高h=0.787mm 。
如果频率为1GHz ，求出线的宽度、波长和有效介电常数，假定敷铜层的厚度可以忽略不计。
解：由图3-1可确定w/h 的近似值。
r ε=2.23在r ε=2与r ε=3之间，分别找到50Ω时r ε=2与r ε=3所对应的w/h 值，可近似为3.5和3.1，故r ε=2.23所对应的w/h ＞2，所以我们选择w/h ≥2的情况，此时 r Z B επ02377==7.9272 代入式（3-3）得w/h=5.7149然后代入公式得出有效介电常数： 211212121-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++=W h r r e εεε=6.4308由h=0.787mm ，求得线宽w=4.4976mm ，再根据有效介电常数算出微带线的相速度： ()82/1101830.1/⨯==e p c v ε当频率为1GHz 时，mm f v p 3.118/==λ六总结与展望这是第一次按照标准的要求来完成一个完整的课程设计，感觉着实不易。
使我对课程设计的流程有了一定的认识与了解，同时亦让我发现了自身专业知识储备的不足。
通过这次课程设计使我加深了对微带传输线的认识以及其在现代电子应用领域中的重要地位，然而就目前的认识而言，还是非常浅薄的，与实际应用之间还有相当的差距，还需要不断地学习与努力。
参考文献[1] 栾秀珍，房少军，金红等.微波技术.北京邮电大学出版社，2009.[2] 廖承恩.微波技术基础.西安电子科技大学出版社，2011.[3] 王子宇，张肇仪，徐承和等译.射频电路设计-理论与应用，2005.。
