射频工程师必知必会——微带线

所以带状线的工作模式也是纯TEM模，没有色散，和同轴线一样。带状线几乎不往外辐射能量，所以其损耗只有导体损耗和介质损耗，Q高，可以用作高性能的微波器件。

不对称微带线就是我们常见的标准微带线，是由一块介质基板和底下覆铜层做地，表面金属条做传输线。微带线可以看作是由双导线演进而来，如下图所示：

尽管微带线的信号传输实在开放空间，但是由于介质基板的介电常数足够高，电场主要集中在金属线和接地板之间的介质区域，所以辐射损耗也比较小，有时候，为了进一步减小辐射损耗，将微带线放置在金属屏蔽盒子中。

下图描述了微带线的双线特征，当一条导体线展平足够大时，双导线就构成了典型的微带线，其辐射损耗在高频时要远低于双线的辐射损耗。

微带线的工作模式

微带线作为一种双导体传输线，如果其介质基板为空气时的空气微带线，他的传输模式时TEM模。但是当金属导体条与接地板之间填充介质时，根据边界条件，即要满足金属导体表面的边界条件，又要满足介质与空气分界面的边界条件，微带线的磁场和电场的纵向分享（传输防线分量）都不为零，因此它传输的时混合模。不过当频率较低时，介质基片厚度远小于工作波长，导体带条和接地板之间的纵向分量比较小，其场分布与TEM模相似，因此在低频弱色散情况下，微带线的工作模式为 准TEM模，在分析设计中可以按照TEM模去处理。

特性阻抗

微带线中传输的电磁波分布在介质基片和空气两种介质中，有可能存在TE/TM分量，因此是一种准TEM模传输线。为了分析方便，我们引入了等效介电常数的概念。

等效介电常数，是指在微带线尺寸不变的情况下，用一种均匀的介质来取代微带线的混合介质，这种均匀的介质完全填充在微带线的周围空间，若此时微带线的传输阻抗不变，则该均匀介质的介电常数就是等效介电常数。

等效介电常数公式如下：

有了等效介电常数之后，微带线的特性参量就可以用均匀介质来处理了，其特性参量与等效介电常数的关系如下：

式中Z01为空气微带线的特性阻抗，B0，Lambda0和C为空气中的相移常数，工作波长和光速。

微带线的特性阻抗可以用下面公式做近似计算。

1，当W/h>=1时，

2，当W/h<1时，

上式中的等效介电常数为：

在介质基板相同的情况下，导体线条越宽，微带线的特性阻抗越小，导体带条越窄，微带线的特性阻抗越大。

在设计中，常用一些计算工具来辅助设计，Txline是集成在AWR里面的传输线计算工具，里面含有各种传输线的阻抗计算。大家可以网上下载学习。