什么是微带线？

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射频工程师必知必会——微带线

微带线的不连续性和解决方法

微带短截线的特性，你注意到了没？

“ 微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线。适合制作微波集成电路的平面结构传输线。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。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。”

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微带线的构成

如上图所示，微带线是由介质基片，和介质基片上的导体条以及介质底部的金属底板构成。其结构形式主要包括两种情况，对称微带和不对称微带。对称微带线又称为带状线，是一种以空气或者固体介质材料做基板的双接地板传输线。从传输线发展关系上看，带状线可以看作是同轴线的衍生，将同轴线的外导体对半切开，并把这两块导体展平，同时把同轴线的内导体展平，就构成了带状线。如下图所示：

所以带状线的工作模式也是纯TEM模，没有色散，和同轴线一样。带状线几乎不往外辐射能量，所以其损耗只有导体损耗和介质损耗，Q高，可以用作高性能的微波器件。

不对称微带线就是我们常见的标准微带线，是由一块介质基板和底下覆铜层做地，表面金属条做传输线。微带线可以看作是由双导线演进而来，如下图所示：

尽管微带线的信号传输实在开放空间，但是由于介质基板的介电常数足够高，电场主要集中在金属线和接地板之间的介质区域，所以辐射损耗也比较小，有时候，为了进一步减小辐射损耗，将微带线放置在金属屏蔽盒子中。

下图描述了微带线的双线特征，当一条导体线展平足够大时，双导线就构成了典型的微带线，其辐射损耗在高频时要远低于双线的辐射损耗。

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微带线的工作模式

微带线作为一种双导体传输线，如果其介质基板为空气时的空气微带线，他的传输模式时TEM模。但是当金属导体条与接地板之间填充介质时，根据边界条件，即要满足金属导体表面的边界条件，又要满足介质与空气分界面的边界条件，微带线的磁场和电场的纵向分享（传输防线分量）都不为零，因此它传输的时混合模。不过当频率较低时，介质基片厚度远小于工作波长，导体带条和接地板之间的纵向分量比较小，其场分布与TEM模相似，因此在低频弱色散情况下，微带线的工作模式为 准TEM模，在分析设计中可以按照TEM模去处理。

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特性阻抗

微带线中传输的电磁波分布在介质基片和空气两种介质中，有可能存在TE/TM分量，因此是一种准TEM模传输线。为了分析方便，我们引入了等效介电常数的概念。

等效介电常数，是指在微带线尺寸不变的情况下，用一种均匀的介质来取代微带线的混合介质，这种均匀的介质完全填充在微带线的周围空间，若此时微带线的传输阻抗不变，则该均匀介质的介电常数就是等效介电常数。

等效介电常数公式如下：

有了等效介电常数之后，微带线的特性参量就可以用均匀介质来处理了，其特性参量与等效介电常数的关系如下：

式中Z01为空气微带线的特性阻抗，B0，Lambda0和C为空气中的相移常数，工作波长和光速。

微带线的特性阻抗可以用下面公式做近似计算。

1，当W/h>=1时，

2，当W/h<1时，

上式中的等效介电常数为：

在介质基板相同的情况下，导体线条越宽，微带线的特性阻抗越小，导体带条越窄，微带线的特性阻抗越大。

在设计中，常用一些计算工具来辅助设计，Txline是集成在AWR里面的传输线计算工具，里面含有各种传输线的阻抗计算。大家可以网上下载学习。

如需帮助，请后台留言联系，暗号 "txline"

参考文章：

1， 《微波技术与微波器件》

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微波技术与微波器件

作者：栾秀珍、王钟葆、傅世强、房少军

当当

2，《微波工程》

微波工程（第三版）

作者：dangdang

当当

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微带线主要是用于传输信号，是一种将金属线道与地面平面分离的传输线路，由于它的微型化和便于集成，微带线被广泛使用在高速数字、射频和微波电路中。微带线的主要构成部分是一条宽度较窄的、厚度相对较小的单层和双层金属线道，通常被设计为在PCB板的表面或内部层叠放。

微带线的特性阻抗随着线径和介电常数的变化而变化，其特征阻抗的变化可通过调整微带线的宽度、板厚度或介电常数来实现。对于微带线，一般情况下，具有更高的特征阻抗和传输速率可以采用独立的层级或分层技术实现，这可以消除线道与线道之间所产生的磁场干扰，这是微带线的主要优点。

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