介紹幾種傳輸線實(shí)例

01 雙傳輸線

雙線傳輸線系統(tǒng)是將高頻電能從一點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)的實(shí)例。可惜的是，對(duì)于傳輸高頻電壓波和電流波，這也許是不合適的。為什么？因?yàn)殚g距固定的雙導(dǎo)線存在缺點(diǎn)，由導(dǎo)體輻射的電力線和磁力線延伸到了無限遠(yuǎn)，因此會(huì)影響到附近的其他電子設(shè)備。

由于導(dǎo)線對(duì)的作用像一個(gè)大天線。輻射損耗非常高，因此，雙導(dǎo)線傳輸線在射頻領(lǐng)域的應(yīng)用不高。它廣泛用于50-60Hz的電力傳輸線和局域電話連接線。雖然電力傳輸線和電話線的頻率較低，但是長(zhǎng)度卻超過了幾千米，

使得導(dǎo)線的長(zhǎng)度和工作波長(zhǎng)相當(dāng)。需要考慮電路的分布參數(shù)特性。

02 同軸傳輸線

同軸線是將信號(hào)從源頭傳輸?shù)浇K端使用的最常用的設(shè)備，它是在傳輸過程中用連接器將電纜、信號(hào)源、終端連接到一起。在射頻同軸電纜中，電磁波的傳播模式是TEM模，即電場(chǎng)與磁場(chǎng)方向均與傳播方向垂直，如下圖所示，同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、介質(zhì)、外導(dǎo)體和護(hù)套組成。

而同軸線的截止頻率，可以通過下列公式計(jì)算得到：

在截止頻率以內(nèi)，信號(hào)都以TEM波的形式傳播。而且由截止頻率計(jì)算公式可以看出，同軸線的內(nèi)外導(dǎo)體尺寸決定了截止頻率，同時(shí)，一般來說尺寸(軸向)越小的同軸線，傳輸頻率越高。

而同軸線的另外一個(gè)重要參數(shù)是特征阻抗。實(shí)際上，同軸電纜的阻抗有25Ω，50Ω，75Ω，93Ω等，但在絕大數(shù)場(chǎng)合，都選用50Ω作為標(biāo)準(zhǔn)，這是為什么呢？

對(duì)于空氣介質(zhì)同軸電纜，為使損耗最小，要求外導(dǎo)體內(nèi)徑與內(nèi)導(dǎo)體外徑的最佳比值為3.6，對(duì)應(yīng)的阻抗Z0為77Ω。而最大功率容量時(shí)，外導(dǎo)體內(nèi)徑與內(nèi)徑導(dǎo)體之比應(yīng)為1.65，對(duì)應(yīng)的阻抗Z0為30Ω。所以，50Ω的阻抗標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)綜合的考慮，即是同軸電纜最小損耗和最大功率容量之間的折中值。

03 微帶傳輸線

電子系統(tǒng)常常采用平面印刷電路板PCB來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)涉及射頻電路時(shí)，必須考慮刻蝕在平面印刷電路板上的導(dǎo)帶的高頻特性。

攜帶電流的導(dǎo)帶下面的接地平面可阻止過多的電磁場(chǎng)泄露，從而降低輻射損耗。用平面印刷電路板可以簡(jiǎn)化無源元件及有源元件在電路板上的連接，并降低生產(chǎn)成本。采用平面印刷電路板可以方便的改變?cè)奈恢茫梢酝ㄟ^人工調(diào)節(jié)電容和電感。在高頻下，微帶線的總傳輸損耗是非常大的。損耗包括導(dǎo)體歐姆損耗，介質(zhì)損耗，輻射損耗。為了減小場(chǎng)的泄露及交叉干擾，可以采用高介電常數(shù)的基片。

04 共面波導(dǎo)

共面波導(dǎo)傳輸線是在傳統(tǒng)微帶線的基礎(chǔ)上變化而來的，它是將地與金屬條帶置于同一平面而構(gòu)成的。其結(jié)構(gòu)模型如下所示：

共面波導(dǎo)可以分以下的三種基本形式。

共面波導(dǎo)用于單片微波集成電路，其優(yōu)點(diǎn)具有CPW的寄生參量小，提高集成電路的密度，CPW的色散性能好于微帶線，便于和其他元器件連接等。所以

共面波導(dǎo)（CPW）作為一種新型的平面?zhèn)鬏斁€，也已經(jīng)受到了越來越多的重視。它不僅可以用來傳輸信號(hào)，還可以被用來設(shè)計(jì)很多微波器件，例如CPW耦合器，CPW濾波器等。

審核編輯：劉清