1.1 Термінологія, означення й розрахункові формули

Регулярною називається лінія передавання, що має незмінні форму, розміри поперечного перерізу й електричні параметри.

У СЛ можуть існувати хвилі типів Т, Е, Н, НЕ (гібридні хвилі). У ССЛ та НСЛ основною є так звана квазі-Т хвиля. Структуру поля деяких з перемічених хвиль дано на рис. 2. Основним типом хвилі в ЩСЛ є Е-хвиля.

Рисунок 2  Структура електричного поля хвиль у смужкових лініях

Хвильовий опір W [Ом] регулярної лінії без утрат, що працює в режимі хвилі, що біжить, у довільному перерізі визначається відношенням напруги і струму. За заданих параметрів хвильовий опір НСЛ визначається за формулами

Рисунок 3  Графік для визначення хвильового опору в НСЛ.

(1)

за та

(2)

за ,

де − відносна діелектрична проникність матеріалу підшарка. Для перебування НСЛ можна також скористатися графіком, наведеним на рис. 3.

Ефективна діелектрична проникність чисельно дорівнює відношенню квадрата швидкості світла у вакуумі до квадрата фазової швидкості в лінії . Для НСЛ ця величина може бути визначена за формулами

(3)

при та

(4)

за ,

а також за графіками рис. 2.44 і 2.45 [2] .

Фазова швидкість  швидкість переміщення фронту хвилі уздовж поздовжньої осі регулярної лінії.

Довжина хвилі [м]  дорівнює відстані, що проходить фронт хвилі за час одного періоду коливань. Для Т-хвиль вона визначається співвідношенням , де  довжина хвилі в безмежному вакуумі.

Стала поширення [1/м]  чисельно дорівнює фазовому зсуванню набудованому хвилею, при проходженні відстані одиничної довжини , .

Коефіцієнт загасання [Нп/м]  величина обернено пропорційна відстані яку має пройти хвиля уздовж регулярної лінії, щоб її амплітуда зменшилася в раз. Коефіцієнт загасання обчислюється в припущенні, що структура полів у лінії за наявності втрат і без них є однакова.

Коефіцієнт загасання хвилі основного типу в НСЛ обчислюється за формулою де визначається за втратами в провіднику; визначається за втратами в діелектрику; визначається за наявністю випромінювання з СЛ. Ці величини, у свою чергу, обчислюються за формулами:

[1/м], где [Ом]; (5)

[1/м]; (6)

[1/м] (7)

З боку низьких частот застосування СЛ є обмежене розмірами смужкових резонансних елементів, а з боку високих частот - вимогами допусків на виготовлення та зростанням утрат. Вважається також, що на частотах понад 30 ГГц габаритні-вагові переваги СЛ порівняно з хвилеводами є відсутні. Робочу частоту СЛ варто вибирати нижче частоти зрізу (критичної частоти) поперечної поверхневої хвилі найнижчого порядку. Частота зрізу визначається по формулі [1]

, ГГц.

На частотах нижче за 100 МГц застосовувати СЛ не рекомендується.

1.2 Вибір основних геометричних параметрів сл

Ширина екрана (основи) несиметричної СЛ обирається виходячи з умови . Ширину провідної смужки слід зменшувати (для зменшення габаритів СЛ і придушення хвиль вищих типів). Однак слід враховувати, що зменшення призводить до зростання втрат.

Товщину підшарка слід обирати малою для забезпечення малих утрат на випромінювання. Однак слід брати до уваги, що для збереження сталого хвильового опору зменшення повинне супроводжуватися зменшенням ширини смужки , що веде до зростання втрат у провіднику. Отже товщину підшарка слід обирати в наслідок компромісного рішення.

Товщина смужки повинна бути, принаймні, втричі більше за глибину скін-шару, при цьому забезпечується малий рівень утрат.