西安电子科技大学：《微波技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二十六章 耦合带状线 Coupled Stripline

第章合带状线 Coupled stripline 在微浪工程设计中,由于定向耦合器、滤浪器等元 件的实际需要,提出了耦合带状线,如图所示。 图26-1耦合带状线

第26章 耦合带状线 Coupled Stripline 在微波工程设计中，由于定向耦合器、滤波器等元 件的实际需要，提出了耦合带状线，如图所示。 图 26-1 耦合带状线 b w s w

电容矩阵和Y矩阵 部分电容的概念是最直观描述耦合结构的一种方 法。 电容C 特性阻抗z0 部分电容[C] 耦合 我们给出一般耦合传输线的力线和部分电容情况, 可以看出有三个电容C和都称部分电容;其中 是a的自电容,是b的自电容,(是ab之间的互电 容

一、电容矩阵和Y矩阵 部分电容的概念是最直观描述耦合结构的一种方 法。 我们给出一般耦合传输线的力线和部分电容情况， 可以看出有三个电容 和 都称部分电容；其中 是a的自电容， 是b的自电容， 是a,b之间的互电 容。 Ca Cb , Cab Ca Cb Cab 电容C 部分电容 [C] 特性阻抗Z0 耦合 Z Z 0e 00

电容矩阵和Y矩阵 b 2 0 图26-2部分电容 Q=C+C(V1-2)=(C+C l,=Ca(2-V)+C62--Cab +(C,+Cab V (26-1)

V1 V2 V0 - - - - - - - - + + + + + + + + Cab Ca Cb Q C V C V V (C C )V C V Q C V V C V C V C C V a ab a ab ab ab b ab b ab 1 1 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 = + − = + − = − + = − + +     ( ) ( ) ( ) 图 26-2 部分电容 一、电容矩阵和Y矩阵 (26-1)

电容矩阵和Y矩阵 写成矩阵形式,注意上面电容都是单位长度电容 Q 特性导纳x=1也写成矩阵式 [Y vICI (26-2)

特性导纳 ，也写成矩阵式 写成矩阵形式，注意上面电容都是单位长度电容 Q Q C C C C C C V V C C C C V V a ab ab ab b ab 1 2 1 2 11 12 12 22 1 2       = + − − +             =             Y Z 0 vC 0 1 = = Y Y Y Y Y = v C       = 11 12 12 22 [ ] 一、电容矩阵和Y矩阵 (26-2)

电容矩阵和Y矩阵 其中 v(Ca+ Ca) v( vO 那么,如定义v[Q]=[I]有 (26-3) 式(26-3)表示在任意激励[Ⅵ1,V2]的条件下 两条耦合传输线所传输的电流[I1,I2]T

其中 那么，如定义v［Q］=［I］有 (26-3) 式(26-3)表示在任意激励［V1，V2］T的条件下， 两条耦合传输线所传输的电流［I1，I2］T 。 Y vC v C C Y vC v C C Y Y vC a ab b ab ab 11 11 22 22 12 21 = = + = = + = = −      ( ) ( ) I I Y Y Y Y V V 1 2 11 12 12 22 1 2       =             一、电容矩阵和Y矩阵

二、奇偶模分析方法 耦合传输线的耦合( Coupling)表现在矩阵有非对 角项。“奇偶模方法”的核心是解偶,它来自“对称 和反对称”思想。 例如,任意矩阵( matrix)可以分解成对称与反对 称矩阵之和 [A=-{4]+[4]}+-{[4]-[4 (26-4) 完全类似 2(1+12)|2(1-2) (26-5) (V1+2

耦合传输线的耦合(Coupling)表现在矩阵有非对 角项。 “奇偶模方法”的核心是解偶，它来自“对称 和反对称”思想。 例如，任意矩阵(matrix)可以分解成对称与反对 称矩阵之和 (26-4) 完全类似 (26-5) 二、奇偶模分析方法 [A] {[A] [A] } {[A] [A] } T T = + + − 1 2 1 2 V V V V V V V V V V 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2       = + +             + − − −             ( ) ( ) ( ) ( )

二、奇偶模分析方法 我们定义 (V1+V2 (26-6) (V1+V2) (V1-V2) (26-7) 2(1-2 分别为偶模激励和奇模激励。 偶模( even mode)激励是一种对称激励; 奇模( odd mode)激励是一种反对称激励

我们定义 V V V V V V c e       = + +             1 2 1 2 1 2 1 2 ( ) ( ) 分别为偶模激励和奇模激励。 偶模(even mode)激励——是一种对称激励； 奇模(odd mode)激励——是一种反对称激励。 V V V V V V 0 0 1 2 1 2 1 2 1 2 −       = − − −             ( ) ( ) 二、奇偶模分析方法 (26-6) (26-7)

二、奇偶模分析方法 1「V+ V (26-8) 其中关系是 V==(1+V2)12==(1+l2 不管是哪种激励,它们都是建立在“线性迭加原理 基础上的

V V V V V I I I I I I e e e e 1 2 0 1 2 0 0       = + −             = + −              V0 其中关系是 不管是哪种激励，它们都是建立在“线性迭加原理” 基础上的。 V V V I I I V V V I I I e = + e = + = − = − 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 0 1 2 0 1 2 ( ) ( ) ( ) ( ) 二、奇偶模分析方法 (26-8)

二、奇偶模分析方法 写出变换矩阵 =1 也就是

写出变换矩阵 V V V V e 0 1 2 1 2 1 1 1 1       = −             也就是 V V V V I I I I c e 1 2 0 0 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1       = −                   = −             二、奇偶模分析方法

二、奇偶模分析方法 这样就可以得到 }-12 「1+2+2 +Y-2y 特别对于对称耦合传输线Y1=Y22,有 Ye 0 v (26-9)

这样就可以得到 I I Y Y Y Y V V I I Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y V V e e e e 0 11 12 12 22 0 0 11 22 12 11 22 11 22 11 22 12 0 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2       = −             −                   = + + − − + −             特别对于对称耦合传输线Y11＝Y22，有 I I Y Y V V e oe oo e 0 0 0 0       =             二、奇偶模分析方法 (26-9)