微带电路的原理.doc

微带电路的原理一、微带线简介微带线是制作微波集成电路的平面结构传输线可用光刻程序制作，且容易与其他无源微波电路和有源微波器件集成，实现微波部件和系统的集成化与金属波导相比，其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等；但损耗稍大，功率容量小二、微带线的结构微带线是在介质基片的一面制作导体带，另一面制作接地金属平板而构成其结构有两种形式，如图所示：图中a为开放式微带线，b为屏蔽微带线图（c）表示其场结构由于导体带上面（y>h）为空气，到替代下面为介质基片，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几篇上面的空气区域内，因此微带线不可能存在纯TEM模三、微带线的制作及工艺60年代前期，由于微波低损耗介质材料和微波半导体器件的发展，形成了微波集成电路，使微带线得到广泛应用，相继出现了各种类型的微带线一般用薄膜工艺制造介质基片选用介电常数高、微波损耗低的材料导体应具有导电率高、稳定性好、与基片的粘附性强等特点微带线介质基片的种类：常用的有99%的氧化铝陶瓷、石英、蓝宝石、聚四氟乙烯玻璃纤维等传统的微带线制作工艺过程首先要用真空蒸发的方法在抛光的介质几面正面镀上一层厚度为20~40mm的铬，再在铬层上镀上厚度约1um的金、铜或银等，然后在表面涂感光胶并贴上所需电路图形照片的底片，置于紫外光下进行光刻，经腐蚀后，只留下感光部分的电路图形。

表面金属也要有一定厚度，也就是微带导体带的厚度t，导体带的宽度和长度视电路需要而定三、微带电路的实现 有两种实现方法：1.在基片上沉淀金属导带，这类材料主要是陶瓷刚性材料这种方法工艺复杂，加工周期长，性能指标好，在毫米波或要求高的场合使用2.在现成介质覆铜板上光刻腐蚀成印制板电路，这类材料主要是复合介质类材料这种方法加工方便，成本低，是目前使用最广泛的方法，又称微波印制直板电路四、主要技术参数：1、特性阻抗2、衰减常数衰减常数表示微带的损耗，包括导体损耗、介质损耗和辐射损耗导体损耗比介质损耗大，它与导带的材料、尺寸和表面光洁度等有关介质损耗取决于基片的介电常数、损耗角正切以及导带宽度与基片厚度之比(简称微带的宽高比)辐射损耗也取决于基片的介电常数和微带的宽高比微带线的任何不连续性，尤其是开路端和弯曲都将使辐射增加把微带置于金属封闭壳内的屏蔽微带线可避免电磁能辐射3、传输延迟传输延迟计算公式4、固有电容固有电容计算公式5、固有电感固有电感计算公式五、微带线作用：在电路中，一条特殊的印刷铜线即构成一个电感微带线，在一定条件下，我们又称其为微带线一般有两个方面的作用：一是它把高频信号能进行较有效地传输；二是与其他固体器件如电感、电容等构成一个匹配网络，使信号输出端与负载很好地匹配。

1.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2.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应和电介质损耗，这些都会影响传输线的特征阻抗按照传输线的结构，可以将它分为微带线和带状线在PCB的特性阻抗设计中，微带线结构是最受欢迎的，因而得到最广泛的推广与应用最常使用的微带线结构有4种：表面微带线（surface microstrip）、嵌入式微带线（embedded microstrip）、带状线（stripline）、双带线（dual-stripline）2.微带线是位于接地层上由电介质隔开的印制导线，它是一根带状导线(信号线)．与地平面之间用一种电介质隔离开印制导线的厚度、宽度、印制导线与地层的距离以及电介质的介电常数决定了微带线的特性阻抗如果线的厚度、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六、微带电路特点：1、因为微带线一面是FR-4（或者其他电介质）一面是空气（介电常数低）因此速度很快。

2、利于走对速度要求高的信号（例如差分线，通常为高速信号，同时抗干扰比较强） 3、与金属波导相比，其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等；但损耗稍大，功率容量小参考资料：1. 《微波技术基础》廖承恩2. 《微波工程导论》雷振亚3. 《微带线》百度文库。