微波技术基础主要探讨的是微波工程中的基本概念和理论,包括微波传输线的特性、设计和应用。本章内容主要围绕带状线(Strip Line)这一传输线形式展开,带状线在微波电路中广泛用于信号传输。以下是根据题目给出的部分内容提炼的知识点:
1. **带状线的特性阻抗**:
特性阻抗是衡量微波信号在传输线中传输时遇到的等效电阻,通常由传输线的几何尺寸和填充介质的介电常数决定。例如,问题3-1和3-2中计算了不同条件下的带状线特性阻抗,需要用到中心导带的有效宽度和介电常数。
2. **带状线的高次模式**:
当带状线的尺寸不满足特定条件时,除了主模(TEM模)外,可能会激发高次模式,这会导致信号质量下降。问题3-1中提到,为避免高次模式,带状线的最短工作波长应满足一定的条件。
3. **衰减计算**:
在微波传输线中,信号会因介质损耗和导体损耗导致衰减。问题3-2展示了如何计算介质损耗和导体损耗造成的衰减,需要用到损耗角正切(tanδ)和表面电阻。
4. **带状线的宽高比**:
宽高比(Width-to-Height Ratio)影响带状线的特性阻抗,问题3-5中通过查图得到特定特性阻抗对应的宽高比。
5. **相速度和波长**:
相速度是电磁波在介质中传播的速度,波长是电磁波在一个周期内传播的距离。问题3-6中给出了带状线主模的相速度和特性阻抗的计算方法,相速度与自由空间速度的关系也在问题3-9中阐述。
6. **耦合微带线**:
耦合微带线用于实现微波电路中的耦合功能,问题3-12和3-13涉及到耦合微带线的奇偶模特性阻抗、相速和波导波长的计算,这需要用到耦合微带线的填充因子和有效介电常数。
7. **微带线设计**:
设计微带线需要考虑多个因素,如特性阻抗、频率、基片材质等。问题3-10和3-11展示了如何根据给定条件计算微带线的宽度、长度和有效介电常数,以满足特定的阻抗和相移需求。
8. **尺寸对性能的影响**:
在问题3-7中,比较了不同尺寸和介电常数的带状线的特性阻抗,说明了尺寸和介电常数对微波传输线性能的影响。
以上知识点涵盖了微波技术基础中关于带状线的基本设计、参数计算和性能分析,这些都是微波工程领域中至关重要的内容。在实际应用中,设计者需要结合这些理论知识,考虑到实际工作环境和电路要求,进行精确的计算和优化,以确保微波信号的高效传输和处理。