為什麼微帶線中傳輸的不是TEM波?
02-06
在微帶線中,只有部分場是在電介質區域中,還有部分場在空氣區域中,在電介質和空氣的分界面上不能實現TEM波的相位匹配,所以只能傳輸准TEM波。
理解這個問題,比較一下帶狀線和微帶線的結構是最直觀的。
先上圖
圖1 (Pozar的《微波工程》第三版 P118)圖2 (Pozar的《微波工程》第三版 P123)
圖1是帶狀線結構和場線分布圖,圖2是微帶線的結構和場線分布圖。
帶狀線和微帶線是兩種非常相似的結構,簡單來說,微帶線就相當於將帶狀線中金屬導體上層的介質板換成空氣。
帶狀線是對稱結構,金屬導體和兩個地之間的場分布是完全對稱的,可以傳輸TEM波。而微帶線呢,上方是空氣,下方是介質板,兩者介電常數不同,場在金屬導體上方傳播的相速度和下方傳播的相速度是不一樣的,在金屬導體上不可能實現TEM波的相位匹配。總結起來就是講之前兩位的回答 @趙博韜@居萬晨 結合起來,由於微帶線的非對稱結構,導致場的相速度不同,無法實現TEM波的相位匹配。所以在進行計算的時候我們會求一個有效介電常數來取代微帶線的空氣和電介質區域,以方便推導計算。
不是對稱的結構
嚴格說來確實不是TEM,只是quasi - TEM,也是由於在兩個介質中的波速是不一樣的,無法做到TEM一樣相位形狀一直不變。
微帶的頻率色散比較嚴重,包括波阻抗頻率色散,相速度頻率色散,損耗頻率色散
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