Главная > СВЧ, ультразвук, аккустика > Техника сверхвысоких частот. Том 1
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

ГЛАВА 9. ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

9.1. ОБЩИЕ СВОЙСТВА

Полосковую или плоскопараллельную линию [50, 101] можно рассматривать как результат эволюции [8] коаксиальной линии. Как показано на рис. 9.1, коаксиальная линия с круглым поперечным сечением деформируется так, чтобы сначала сечение ее внутреннего и внешнего проводников стало квадратным, а затем прямоугольным.

Рис. 9. 1. Переход к полосковой линии: а — коаксиальная линия, ; б - линия квадратного сечения, в — линия прямоугольного сечеиия; г - плоская полосковая линия. (См. [8].)

После этого узкие стенки внешнего проводника удаляются на бесконечность и в результате получается полосковая линия передачи. Такая линия является симметричной, но если удалить одну из внешних пластин, то получится несимметричная линия. Большинство практически применяемых плоскопараллельных линий не уравновешены электрически, хотя Парк [72] рассматривал электрически уравновешенную линию с двумя параллельными полосками.

Полосковые линии могут иметь как диэлектрическое, так и воздушное заполнение. На рис. 9.2, а изображена несимметричная,

т. е. имеющая одну заземленную пластину, линия с диэлектрическим заполнением, а на рис. 9.2, б показана симметричная трехплоскостная линия, которая имеет две заземленные пластины (так называемый «диэлектрический сэндвич»). Проводники изготовляются из меди, а диэлектриком служит материал с малыми потерями, такой, как тефлон или стеклоткань, пропитанная кремнийорганической смолой.

Рис. 9. 2. Полосковые линии с диэлектрическим заполнением: а — несимметричная линия; б - симметричная линия («диэлектрический сэндвич»).

Линии с воздушным заполнением имеют меньшее затухание, обычный полосковый проводник над заземленной плоскостью дает пример конструкции несимметричной линии.

Рис. 9: 3. Полосковые линии с большим а — с тонкими диэлектрическими опорами; б - с тонким опорным диэлектрическим листом, металлическое покрытие с одной стороны; в — с тонким опорным диэлектрическим листом, металлическое покрытие с двух сторон.

Три типа симметричных плоскопараллельных линий с воздушным заполнением показаны на рис. 9.3, из которого видно, что количество диэлектрика сводится к минимально необходимому для механического крепления внутреннего проводника. Применение в конструкции двух внутренних металлических полосок вызвано в основном тем, что в этом случае через диэлектрик проходят только поля, обусловленные краевыми эффектами, и, следовательно, потери в диэлектрике будут меньше.

Несмотря на физическую простоту таких передающих систем, строгий анализ их свойств затруднителен. В некоторых случаях

наличие диэлектрика с продольными границами приводит к появлению электрической и магнитной продольных составляющих. Поэтому решение в виде волны ТЕМ можно рассматривать лишь как приближенное и основной тип волны должен находиться путем непосредственного решения уравнений Максвелла при граничных условиях, соответствующих заданной конструкции.

Для полосковых систем можно сконструировать обычные высокочастотные элементы, встречающиеся в теории цепей, и создать аналоги большей части коаксиальных и волноводных узлов. Поскольку такие системы обладают большой широкополосностью, из них можно легко конструировать сложные схемы. Достоинствами полосковых линий являются также их относительно малые размеры, вес и возможность дешевого массового изготовления с помощью печатных схем. Однако при современном уровне развития техники полосковых линий для соединения их с другими устройствами, такими, как полупроводниковые диоды и местные гетеродины, необходимы переходные устройства; кроме того, трудоемкость изготовления некоторых узлов еще велика. В отношении ширины полосы полосковые линии должны выдерживать конкуренцию с гребневыми волноводами, но, несмотря на это, они все чаще применяются в диапазоне частот

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление