有耗介质微带线传输特性分析

论文摘要

微带传输线作为单片微波集成电路的主要信号传输载体在微波毫米波集成电路中受到广泛关注。其中在微带线中,介质基片是其基本材料,而且介质基片都是有损耗的。在低频段,这种损耗可忽略不计。但是随着频段的提高,衰减会越来越大,特别在毫米波段,更不能忽略损耗对传输特性的影响。目前对微带传输线提供的设计数据一般都是用准静态法求得的,这种方法在低频段能比较接近实际情况。但是在高频段特别是在毫米波段,其数据明显不能作为设计的参考。由于在微带线中是混合模传输,我们在比对各种方法的优势和适用范围后,在课题中采用谱域导抗法分析有耗介质微带线的传输特性。谱域导抗法是一般的谱域法和传输线理论结合起来的一种改进的谱域法。这种方法的引入可以大大简化一般的谱域法中冗长的场公式推导过程。在课题中自己主要完成的工作有:1):完成资料的收集工作,确定分析方法;2):用谱域导抗法推导微带线谱域格林函数,微带线本征方程的建立;3):迦辽金法数值处理本征方程,给出电流基函数选择方案,得到传播常数;4):分析微带线中特性阻抗定义,利用功率电流模型计算特性阻抗;5):用Matlab编写程序,微波毫米波频段下计算有耗介质微带线的特性参数,其中包括相位常数,衰减系数,特性阻抗等,最后跟商用仿真软件的结果进行了比对,变化趋势上是一致的,相互之间的偏差在容许范围之内。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章引言
• 1.1 微波电路和微带传输线简述
• 1.1.1 微波毫米波电路发展历史概述
• 1.1.2 微带传输线基本结构
• 1.1.3 微带线中的模式
• 1.1.4 微带传输线基本特性参数
• 1.2 国内外研究现状和论文选题的意义
• 1.3 课题进度安排及论文主要内容
• 1.3.1 课题来源及进度安排
• 1.3.2 论文主要内容
• 1.4 本章小结
• 第二章微带传输线的分析方法
• 2.1 微带传输线分析方法
• 2.1.1 准静态法
• 2.1.2 时域有限差分法
• 2.1.3 全波分析法
• 2.2 谱域法及谱域导抗分析法
• 2.3 本章小结
• 第三章有耗介质微带传输线的谱域格林函数
• 3.1 标量格林函数和并矢格林函数概述
• 3.1.1 标量格林函数
• 3.1.2 并矢格林函数
• 3.2 谱域法推导格林函数
• 3.3 谱域导抗法推导谱域格林函数
• 3.3.1 传输线理论
• 3.3.2 谱域导抗法推导谱域格林函数
• 3.4 本章小结
• 第四章有耗介质微带线传输特性分析
• 4.1 迦辽金法数值处理
• 4.1.1 迦辽金方法和巴塞瓦尔定理
• 4.1.2 迦辽金法近似求解
• 4.2 电流基函数的选取
• 4.2.1 电流基函数的选取原则
• 4.2.2 电流基函数的分类及常用电流基函数
• 4.3 特性阻抗
• 4.3.1 三种定义的特性阻抗
• 4.3.2 微带线中功率电流定义的特性阻抗
• 4.4 开放式微带线中的积分处理
• 4.4.1 并矢格林函数的极点
• 4.4.2 极点提取法计算谱域积分
• 4.5 本章小节
• 第五章 有耗介质微带线传输特性计算仿真结果
• 5.1 微带线的尺寸选择
• 5.2 数值结果及分析比对
• 5.3 本章小节
• 第六章 总结与展望
• 6.1 主要研究工作
• 6.2 后续研究工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果