微帶線

微帶線是由支在介質基片上的單一導體帶構成的微波傳輸線。適合製作微波積體電路的平面結構傳輸線。與金屬波導相比，其體積小、重量輕、使用頻頻寬、可靠性高和製造成本低等；但損耗稍大，功率容量小。60年代前期，由於微波低損耗介質材料和微波半導體器件的發展，形成了微波積體電路，使微帶線得到廣泛套用，相繼出現了各種類型的微帶線。一般用薄膜工藝製造。介質基片選用介電常數高、微波損耗低的材料。導體應具有導電率高、穩定性好、與基片的粘附性強等特點。

基本介紹

• 中文名：微帶線
• 外文名：microstrip line
• 優點：體積小、重量輕
• 缺點：損耗稍大，功率容量小

具體闡述

微帶線是由支在介質基片上的單一導體帶構成的微波傳輸線，基片的另一面製作有接地金屬平板，如圖所示是其中的兩種。它又是微波積體電路的基礎。

圖1 微帶線示意圖

最常用的介質基片材料是99．5%純度氧化鋁陶瓷和聚烯烴或編織玻璃纖維材料。微帶線是20世紀60年初發展起來的第二代微波印製傳輸線，廣泛套用於微波積體電路和高速脈衝電路。其優點是小型、重量輕、頻頻寬、可靠性高、成本低以及易與固體器件連線，便於微波組件和系統的集成化。其缺點是損耗較大、調節困難，只限於中小功率套用。

微帶線是不均勻介質填充，其傳輸模式為準TEM模。分析方法有準靜態法、色散模型法和全波分析法。用準靜態方法分析其特性時，將其模式看成TEM模，引入有效介電常數εeff的均勻介質代替微帶線內的混合介質，特性阻抗為

，Z₀^a式中是空氣微帶線的特性阻抗。

微帶線電路一般需要金屬封裝盒。其高度H應大於基片厚度h的5～6倍；側邊距離a應大於金屬頻寬度ω的5-6倍。為了減小封裝盤對電磁波的反射，影響電路性能，可在封裝盒蓋內壁上塗以吸收材料。

作用

在手機電路中，一條特殊的印刷銅線即構成一個電感微帶線，在一定條件下，我們又稱其為微帶線。一般有兩個方面的作用：一是它把高頻信號能進行較有效地傳輸；二是與其他固體器件如電感、電容等構成一個匹配網路，使信號輸出端與負載很好地匹配。

圖2 微帶線

1.PCB的特性阻抗Z0與PCB設計中布局和走線方式密切相關。影響PCB走線特性阻抗的因素主要有：銅線的寬度和厚度、介質的介電常數和厚度、焊盤的厚度、地線的路徑、周邊的走線等。2.當印製線上傳輸的信號速度超過100MHz時，必須將印製線看成是帶有寄生電容和電感的傳輸線，而且在高頻下會有趨膚效應和電介質損耗，這些都會影響傳輸線的特徵阻抗。按照傳輸線的結構，可以將它分為微帶線和帶狀線。

在PCB的特性阻抗設計中，微帶線結構是最受歡迎的，因而得到最廣泛的推廣與套用。最常使用的微帶線結構有4種：表面微帶線（surfacemicrostrip）、嵌入式微帶線(embeddedmicrostrip)、帶狀線(stripline)、雙帶線(dual-stripline)。

2.微帶線是位於接地層上由電介質隔開的印製導線,它是一根帶狀導線(信號線),與地平面之間用一種電介質隔離開.印製導線的厚度、寬度、印製導線與地層的距離以及電介質的介電常數決定了微帶線的特性阻抗。如果線的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的，則它的特性阻抗也是可以控制的。單位長度微帶線的傳輸延遲時間，僅僅取決於介電常數而與線的寬度或間隔無關。

帶狀線

帶狀線是介於兩個接地層之間的印製導線，它是一條置於兩層導電平面之間的電介質中間的銅帶線。它的特性阻抗和印製導線的寬度、厚度、電介質的介電常數以及兩個接層的距離有關。如果線的厚度和寬度、介質的介電常數以及兩層導電平面間的距離是可控的，那么線的特性阻抗也是可控的.單位長度帶狀線的傳輸延遲時間

圖3 物理盆

和帶狀線異同

1.微帶線是一根帶狀導(信號線)。與地平面之間用一種電介質隔離開。如果線的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的，則它的特性阻抗也是可以控制的。

2.帶狀線是一條置於兩層導電平面之間的電介質中間的銅帶線。如果線的厚度和寬度、介質的介電常數以及兩層導電平面間的距離是可控的，那么線的特性阻抗也是可控的。

因為微帶線一面是FR4（或者其他電介質）一面是空氣（介電常數低）因此速度很快，利於走對速度要求高的信號（例如差分線，通常為高速信號，同時抗干擾比較強）

帶狀兩邊都有電源或者底層，因此阻抗容易控制，同時禁止較好，但是信號速度慢些。

通常同樣的介質條件微帶線的損耗小（線寬），帶狀線的損耗大（線細，有過孔）。

至於速度，微帶線是準TEM波，帶狀線是TEM波，雖然都是TEM，但是傳播速度是與電容率、磁導率有關的，所以不同。

和類微帶線

適合製作微波積體電路的平面結構傳輸線，有微帶線、共面線、槽線和鰭狀線等多種形式（圖2），套用最廣的是微帶線。微帶線與金屬波導相比，它的傳統的微波傳輸線是同軸線和金屬波導。隨著微波頻率的不斷提高和微波設備的小型化，傳輸線的結構日益增多。60年代前期，由於微波低損耗介質材料和微波半導體器件的發展，形成了微波積體電路，使微帶線得到廣泛套用，相繼出現了各種類型的微帶線。

微帶線和類微帶線一般用薄膜工藝製造。介質基片選用介電常數高、微波損耗低的材料，如氧化鋁陶瓷、石榴石鐵氧體和石英等。導體還應具有導電率高、穩定性好、與基片的粘附性強等特點。

優點是體積小、重量輕、使用頻頻寬、可靠性高和製造成本低等；缺點是損耗稍大，功率容量小。

傳輸線

微波傳輸線是用來傳輸微波信號和微波能量的傳輸線。微波傳輸線種類很多，按其傳輸電磁波的性質可分為三類：

①TEM模傳輸線(包括準TEM模傳輸線)，如平行雙線、同軸線、帶狀線及微帶線等雙導線傳輸線；

②TE模和TM模傳輸線，如矩形波導，圓波導、橢圓波導、脊波導等金屬波導傳輸線；

③表面波傳輸線，其傳輸模式一般為混合模，如介質波導，介質鏡像線等。