¿Qué es una línea de transmisión de microcinta y ¿Cómo se diseña una?

EEE 244 - ¿Qué es una línea de transmisión de microcinta y ¿Cómo se diseña una? Una línea de transmisión de microbanda es una construcción de circuito de "alto grado" impreso, que consta de una pista de cobre o de otro conductor sobre un sustrato aislante. Hay un "backplane" en el otro lado del sustrato aislante, formado a partir de un conductor similar. Mirado en fin, hay un conductor "activo", que es la pista en la parte superior, y un conductor de "retorno", que es el plano posterior en la parte inferior. Por consiguiente, un microstrip es una variante de una línea de transmisión de dos hilos. Si uno resuelve las ecuaciones electromagnéticas para encontrar las distribuciones de campo en las proximidades de un microstrip, se encuentra muy cerca de un completamente TEM (transversal electromagnética) patrón de onda. Esto significa que sólo hay unas pocas regiones en las que existe un componente de campo eléctrico o magnético en la dirección de (en lugar de perpendicular a la dirección de) la propagación de ondas. Este patrón de campo se refiere comúnmente como un patrón TEM Quasi. Dado que algunos de la energía eléctrica que se almacena en esta configuración conductor está en el aire, y otra parte es en el dieléctrico, la constante dieléctrica efectiva para las olas en la línea de transmisión se encuentran en algún lugar entre la del aire y la del dieléctrico. Típicamente, la constante dieléctrica efectiva será desde 50 hasta 85% de la constante dieléctrica del sustrato, dependiendo de la geometría de la 2 microstrip. Esta constante dieléctrica efectiva determina la velocidad de fase de las ondas electromagnéticas en la línea de transmisión de microcinta. Como ejemplo, en una microcinta (nominalmente) de aire espaciados, la velocidad de las ondas sería c = 3 * 10 ^ 8 metros por segundo. Tenemos que dividir esta cifra por la raíz cuadrada de la constante dieléctrica efectiva para encontrar la velocidad de la onda real de la línea de microcinta real. A los 10 GHz la longitud de onda en que microstrip nominalmente aire espaciados, por tanto, es de 3 cm; Sin embargo, en un sustrato con una constante dieléctrica relativa del 10, la constante dieléctrica efectiva del diseño de microcinta puede ser de 7, y la longitud de onda es de sólo 3 / (sqrt {7}) = 1,13 cm. Así, por ejemplo, la longitud máxima para un "stub" microcinta para ser usado en stub adaptación de impedancia, que es no más de media longitud de onda, será sólo 5,6 mm cuando se fabrican usando este sustrato. Como alternativa, el tiempo de retardo del pulso entre el punto "A" "B" y el punto se incrementará en un factor de casi 3 utilizando este sustrato.

Por tanto, es muy importante diseñar con precisión las líneas de transmisión de microcinta con el fin de

lograr la adaptación de impedancia apropiada y / o tiempo de retardo del pulso. Un conjunto de diseño detallado

fórmulas y algoritmos para el diseño de microcinta se presenta en T C Edwards, "Fundamentos de

Diseño Microstrip Circuit ", Wiley-Interscience, New York, 1981. Esta referencia también tiene una

nomograma áspero para el cálculo de la impedancia de una línea de microcinta con el dieléctrico

propiedades y la geometría de la imagen de arriba. El siguiente análisis se desarrolla a partir de ese

fuente.

parámetros microstrip

La configuración básica de la microcinta se muestra en la imagen de arriba. Uno de los más

problemas difíciles asociados con esta configuración surge del hecho de que la pequeña tira es

no sumergido en un único dieléctrico. Por un lado existe el dieléctrico bordo, y en la parte superior es

por lo general aire. La técnica que se ha desarrollado para manejar utiliza este desafío, como era

mencionado anteriormente, el concepto de constante dieléctrica relativa efectiva, εeff. Este valor representa

algún valor intermedio entre la constante dieléctrica relativa del material de la tabla, εr

y

la del aire (que se supone igual a 1) que puede ser utilizado para calcular los parámetros de microcinta como si el

la tira fueron completamente rodeada por material de esa constante dieléctrica relativa efectiva. Uno

ventaja evidente de la estructura de microcinta es la línea "abierta", que hace que sea muy fácil

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