Arten von Übertragungsleitungen
Die herkömmlichen Open-Wire-Übertragungsleitungen sind nicht für die Mikrowellenübertragung geeignet, da die Strahlungsverluste hoch wären. Bei Mikrowellenfrequenzen können die verwendeten Übertragungsleitungen grob in drei Typen eingeteilt werden. Sie sind -
- Mehrleiterleitungen
- Koaxiale Linien
- Streifen entfernen
- Mikrostreifenleitungen
- Slot Lines
- Koplanare Linien usw.
- Einleiterleitungen (Wellenleiter)
- Rechteckige Wellenleiter
- Kreisförmige Wellenleiter
- Elliptische Wellenleiter
- Wellenleiter mit einem Riff
- Wellenleiter mit zwei Rippen usw.
- Offene Grenzstrukturen
- Dielektrische Stangen
- Offene Wellenleiter usw.
Mehrleiterleitungen
Die Übertragungsleitungen mit mehr als einem Leiter werden als Mehrleiterleitungen bezeichnet.
Koaxiale Linien
Dieser wird hauptsächlich für Hochfrequenzanwendungen verwendet.
Eine Koaxialleitung besteht aus einem Innenleiter mit Innendurchmesser dund dann ein konzentrisches zylindrisches Isoliermaterial darum herum. Dieser ist von einem Außenleiter umgeben, der ein konzentrischer Zylinder mit einem Innendurchmesser istD. Diese Struktur wird durch einen Blick auf die folgende Abbildung gut verstanden.
Der grundlegende und dominante Modus in Koaxialkabeln ist der TEM-Modus. Es gibt keine Grenzfrequenz im Koaxialkabel. Es durchläuft alle Frequenzen. Bei höheren Frequenzen beginnt sich jedoch ein Nicht-TEM-Modus höherer Ordnung auszubreiten, was zu einer starken Dämpfung führt.
Streifenlinien
Dies sind die planaren Übertragungsleitungen, die bei Frequenzen von 100 MHz bis 100 GHz verwendet werden.
EIN Strip line besteht aus einem zentralen dünnen leitenden Streifen der Breite ω das ist größer als seine Dicke t. Es wird innerhalb des verlustarmen dielektrischen (& egr ; r ) Substrats der Dicke b / 2 zwischen zwei breiten Grundplatten angeordnet. Die Breite der Grundplatten ist fünfmal größer als der Abstand zwischen den Platten.
Die Dicke des metallischen Mittelleiters und die Dicke der metallischen Masseebenen sind gleich. Die folgende Abbildung zeigt die Querschnittsansicht der Streifenlinienstruktur.
Der grundlegende und dominante Modus in Streifenleitungen ist der TEM-Modus. Zumb<λ/2wird es keine Ausbreitung in Querrichtung geben. Die Impedanz einer Streifenlinie ist umgekehrt proportional zum Verhältnis der Breiteω des Innenleiters auf die Entfernung b zwischen den Grundebenen.
Micro Strip Lines
Die Streifenleitung hat den Nachteil, dass sie zum Einstellen und Einstellen nicht zugänglich ist. Dies wird in Mikrostreifenleitungen vermieden, die die Montage von aktiven oder passiven Geräten ermöglichen und auch geringfügige Anpassungen nach der Herstellung der Schaltung ermöglichen.
Eine Mikrostreifenleitung ist eine unsymmetrische Übertragungsleitung für parallele Platten mit einem dielektrischen Substrat, das unten einen metallisierten Grund und oben einen dünnen leitenden Streifen mit einer Dicke aufweist.t'und Breite'ω'. Dies kann durch einen Blick auf die folgende Abbildung verstanden werden, die eine Mikrostreifenlinie zeigt.
Die charakteristische Impedanz eines Mikrostreifens ist eine Funktion der Streifenlinienbreite (ω)Dicke (t) und der Abstand zwischen der Linie und der Grundebene (h). Es gibt viele Arten von Mikrostreifenleitungen, wie eingebettete Mikrostreifenleitungen, invertierte Mikrostreifenleitungen, hängende Mikrostreifenleitungen und Schlitz-Mikrostreifenübertragungsleitungen.
Zusätzlich zu diesen wurden einige andere TEM-Leitungen wie parallele Streifenleitungen und koplanare Streifenleitungen auch für integrierte Mikrowellenschaltungen verwendet.
Andere Linien
EIN Parallel Strip lineähnelt einer Zweileiter-Übertragungsleitung. Es kann den Quasi-TEM-Modus unterstützen. Die folgende Abbildung erklärt dies.
EIN Coplanar strip linewird durch zwei leitende Streifen gebildet, wobei ein Streifen geerdet ist und beide auf derselben Substratoberfläche angeordnet sind, um bequeme Verbindungen herzustellen. Die folgende Abbildung erklärt dies.
EIN Slot line transmission linebesteht aus einem Schlitz oder einer Lücke in einer leitenden Beschichtung auf einem dielektrischen Substrat, und dieser Herstellungsprozess ist identisch mit den Mikrostreifenleitungen. Es folgt die schematische Darstellung.
Ein koplanarer Wellenleiter besteht aus einem Streifen eines dünnen Metallfilms, der auf der Oberfläche einer dielektrischen Platte abgeschieden wird. Diese Platte hat zwei Elektroden, die neben und parallel zum Streifen auf derselben Oberfläche verlaufen. Die folgende Abbildung erklärt dies.
Alle diese Mikrostreifenleitungen werden in Mikrowellenanwendungen verwendet, bei denen die Verwendung sperriger und teurer Herstellungsleitungen von Nachteil ist.
Offene Grenzstrukturen
Diese können auch als angegeben werden Open Electromagnetic Waveguides. Ein Wellenleiter, der nicht vollständig von einer Metallabschirmung umgeben ist, kann als offener Wellenleiter betrachtet werden. Freiraum wird auch als eine Art offener Wellenleiter angesehen.
Ein offener Wellenleiter kann als jede physikalische Vorrichtung mit axialer Längssymmetrie und unbegrenztem Querschnitt definiert werden, die elektromagnetische Wellen leiten kann. Sie besitzen ein Spektrum, das nicht mehr diskret ist. Mikrostreifenleitungen und optische Fasern sind ebenfalls Beispiele für offene Wellenleiter.