6. Несимметричная полосковая линия

Несимметричная полосковая линия НПЛ представляет собой двухпроводную полосковую линию, состоящую из полоски шириной и толщиной, помещенной на расстояниинад экранирующей пластиной с шириной. Пространство между проводниками и экраном заполнено диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью. В случае, если в роли диэлектрика выступает воздух, то такая линия обычно называется НПЛ.

Как и в случае с СПЛ, волновое сопротивление НПЛ обычно рассчитывают из погонной емкости линии. Приведем окончательные приближенные формулы для , позволяющие проводить расчеты с относительной погрешностью не более 0,6% при нулевой толщине полоски:

при

при

.

7. Лекция 15

   1. Микрополосковая линия

На практике наиболее широкое применение находит несколько измененная конструкция НПЛ, называемая микрополосковой линией (рисунок Рисунок 40 ). Она отличается от НПЛ тем, что между полоской и экранирующей пластиной помещается подложка из диэлектрика с параметрами ,,, а над полоской находится диэлектрик с параметрами,,. Как правило, над полоской используется воздушное заполнение (,). Если сравнить передачу энергии по НПЛ и МПЛ, то окажется, что для МПЛ уровень излучения энергии в окружающее пространство гораздо ниже, чем для НПЛ, что связано с концентрацией электромагнитного поля в диэлектрике подложки, особенно при больших значениях.

При передаче энергии по МПЛ электромагнитное поле существует не только в подложке, но и в воздухе. При этом появляются продольные составляющие векторов поля, т.е. по МПЛ в общем случае энергия переносится гибридными волнами (и). Однако, как показывает анализ, при достаточно малых по сравнению с длиной волны размерах поперечного сечения МПЛ для основной волны величина продольных составляющих векторов поля оказывается на порядок меньше величины поперечных составляющих, и ими можно пренебречь. Поэтому приближенно можно считать, что структура основной волны в МПЛ (рисунок Рисунок 40 ), получившей название квази-ТЕМ, совпадает по структуре с ТЕМ-волной.

40. −Микрополосковая линия и распределение поля в ней

Волна квази-ТЕМ, как и ТЕМ-волна, может распространяться на любых частотах, для нее . Причем, поскольку квази-ТЕМ волна переносит часть энергии в подложке, а часть в воздухе, ее фазовая скорость удовлетворяет неравенству(напомним, что скорость света в идеальном диэлектрике сопределяется как). Чем больше энергии переносится в подложке, тем больше фазовая скоростьк скорости света в подложке, и наоборот. Обычно при определении основных характеристик волн в линиях с поперечно неоднородным диэлектрическим заполнением вводят эффективную относительную и эффективную абсолютную диэлектрические проницаемости линии, связанные с фазовой скоростью волны, причем. Прииэффективную проницаемость для волны квази-ТЕМ в МПЛ можно определить по формуле, справедливой для:

.

Отсюда следует, что фазовая скорость квази-ТЕМ волны зависит не только от параметров заполняющего диэлектрика, но и от геометрических размеров линии (последнее свойство характерно для Н- и Е-волн в волноводах): при увеличении иили уменьшениифазовая скорость квази-ТЕМ волны в МПЛ уменьшается, поскольку при подобном изменении увеличивается количество энергии, переносимой волной в подложке, и наоборот. Все основные характеристики квази-ТЕМ волны рассчитываются по формулам для ТЕМ-волн путем заменына. Длина волны квази-ТЕМ в МПЛ на частотерассчитывается по формуле

,

Волновое сопротивление МПЛ рассчитывается по формулам для НПЛ, гдезаменяется на. Как и в случае с СПЛ, волновое сопротивление МПЛ уменьшается при увеличении, увеличениии, и уменьшении.