Симметричная полосковая линия

Симметричная полосковая линия (СПЛ) представляет собой трехпроводную полосковую линию, состоящей из полоски, помещенной симметрично относительно экранирующих пластин (4.7).

Рис. 4.7. Симметричная полосковая линия передачи

Пространство между проводниками заполнено диэлектриком. Токонесущие элементы (полоска и экранирующие пластины) выполнены из хорошо проводящего металла. В симметричной полосковой линии основной волной является волна типа (рис. 4.7).

Параметры волны Т рассчитываются как и в неограниченном пространстве:

длина волны в линии - ; (4.28)

фазовая скорость Т волны - ; (4,29)

постоянная распространения - . (4.30)

Волна Т не обладает дисперсией в идеальной линии.

Волновое сопротивление симметричной полосковой линии рассчитывается с помощью встроенных программ в пакетах компьютерного проектирования СВЧ устройств, например «Serenade», «Microwave Office» или определяется по формуле

, (4.31)

Преимущество симметричной линии обусловлено слабой дисперсией постоянной распространения. Основное применение симметричные полосковые линии нашли при конструировании устройств СВЧ.

Важным достоинством полосковых линий является возможность получения волновых сопротивлений в широком диапазоне значений. Со стороны больших сопротивлений ограничение состоит в технологических возможностях изготовления тонких линий. Со стороны малых волновых сопротивлений ограничение состоит в том, чтобы ширина линии была меньше четверти волны в линии на рабочей частоте.

Потери в полосковой линии складываются из потерь в металле, диэлектрике и потерь на излучение. Для защиты линий от внешних электромагнитных воздействий в конструкцию линий вводятся экраны или линия помещается в металлические кожухи. В таком коробе удобно поместить две или несколько параллельных линий, которые называются связанными (рис.4.8).

Рис. 4.8 Связанные полосковые линии

Такие конструкции используются для построения ответвителей мощности, частотных фильтров, делителей мощности и др.

Задачи для самостоятельного решения

1. Рассчитать погонный коэффициент затухания коаксиальной линии с волновым сопротивлением 50 Ом на частоте 1 ГГц и 1 МГц. Диаметр центрального проводника 1мм, диэлектрик – полиэтилен. Проводники выполнены из меди.

2. Спроектировать микрополосковыю линию, имеющую сопротивление 50 Ом. Подложка – поликор () толщиной 0,5мм.

Контрольные вопросы

1. Конструктивные особенности линий, способных поддерживать волны типа T.

2. Назвать причины появления тепловых потерь в коаксиальной линии.

3. Пояснить необходимость экранирования линий передач.

4. Объяснить различия в определении характеристического и волнового сопротивлений.

5. Сформулировать правило определения поверхностных токов на стенках волноводов. Привести пример.

20