ление о шроводящих границах, расположенных на бесконечном расстоянии от полоски, в ряде случаев оказывается неточным. Поэтому в дальнейшем должное внимание будет уделено характеристикам экранированной линии в зависимости от относительного расстояния между полоской и экраном {Ь-1г)/Н.

Рис. 10.3. Экранированная микро-полоошвая линия

D,Z 0,.0,0,50,6

W/?7

Рис. 10.4. Графики зависимости волнового сопротивления микрополосковой линии от Wjh 1ДЛЯ различных е

Верхний (Предел рабочего диапазона частот микрополосковой линии определяется условием интенсивного возбуждения паразитных поверхностных волп. Частота интенсивного возбуждения таких поверхностных волн, являющаяся верхней предельной частотой использования микрополосковой линии, находится из соотношения

(10.8)

/ р = стУ 8- 1 = 7Ъ1кУг- 1,

где /кр - в ГГц, h - в мм.

Эффективная диэлектрическая проницаемость, необходимая для определения длины волны и других характеристик, .может быть вычислена по эмпирической формуле

, . (10.9)

На рис. 10.4 представлена зависимость волнового сопротивления .микрополосковой линии от ее .геометрических размеров. .Волновое сопротивление уменьшается при возрастании Wjh и .при увеличении в подложки, щричем влияние г уменьшается с ростом Wjh, что объясняется увеличением концентрации электромагнитного поля в диэлектрике подложки.

В микрополосковых линиях, как правило, используются высококачественные подложки с низкими диэлектрическими потерями. Поэтому затухание в основном определяется потерями в. про-

водниках и может быть найдено из приближенного соотношения. (4.15):

ац =8,68 RJZW. (10.10)

Микрополосковая линия с 8=10, h=l мм, Zb=:50 Ом имеет в дециметровом диапазоне погонные потери 2,64-4,58 дБ/м, добротность - 150 - 260.

В реальных микрополосковых линиях затухание повьипается из-за шероховатости подложки, конечной толщины адгезионного, подслоя между проводником и подложкой.

В режиме непрерывных колебаний потери в микрополосковой линии, а также интенсивность отвода тепла от .подложки определяют электрическую прочность. Ориентировочные значения предельной средней мощности для линии с сапфировой подложкой составляют 80-100 Вт, а предельной импульсной мощности (при скважности сигнала более 50) - несколько киловатт.

Из вышесказанного ясно, что электрические характеристики микрополосковой линии определяются ее геометрическими размерами. Наиболее противоречивыми являются факторы, которыми должен руководствоваться конструктор при выборе толщины подложки. Уменьшение толщины подложки обеспечивает: малые потери на излучение, снижение вероятности .возбуждения поверхностных волн, увеличение плотности монтажа. Однако при прочих равных условиях для сохранения постоянного волнового сопротивления необходимо уменьшать W, что, в свою очередь приводит к увеличению потерь -в проводниках. Кроме того, при малых h к W требуемые технологические допуски для обеспечения удовлетворительных электрических характеристик могут оказаться трудно реализуемыми. Компромиссным решением при выборе h является принятый ряд стандартных толщин подложек для микрополосковых линий: /г = 0,25; 0,5; Гмм.

Итак, между размерами W я h существует тесная связь, поддерживаемая, в частности, заданной величиной волнов-ого сопротивления Zb. Интегральное изменение этих двух размеров можно оценить следзющим образом:

\AiW/h)\ = \WK~Wjh\,

где Wp, hp и Wn, h - соответственно расчетные и практически полученные значения ширины проводника и высоты .подложки.

При наличии реального конструктивного допуска A{W/h) имеет место отклонение волнового сопротивления AZ относительно расчетного значения. В свою очередь, изменение волнового сопротивления приводит к рассогласованию микрополосковой линии характеризуемому величиной Кст-

Ko,= l + AZjZ для AZ>0[A{W/h)<0], (10.11)

Ko.= ll{l+AZjZ,) для Дг,<0[Д(1Г г)>0]. (10.12)

Очевидно, что производственные допуски на геометрические размеры (U, h) микрополосковых линий должны быть обоснова-

ны, что, с одной стороны, спозволит получить требуемые электрические характеристики {Кст и др.), а с другой -избежать неоправданного усложнения технологии изготовления и повышения стоимости.

Остановимся на определении еще одного геометрргческого размера микрополосковой линии - толщины проводника. Ток в проводнике микрополосковой линии протекает в основном по стороне проводника, обращенной к подложке, и концентрируется в слое, толщина которого равна примерно толщине окин-слоя бс-Для обеспечения малых .потерь в проводнике необходимо, чтобы толщина проводника и заземленной пластины составляла примерно 3-5 толщин скин-слоя. В [46, табл. 1.15] для пленок различных металлов даны значения приведенной толщины скин-слоя.

Щелевая линия. Эта линия представляет собой узкую щель или зазор в тонко.м пооводящем слое, выполненном на одной стороне диэлектрической подложки с высоким значением (рис. 10.5,g). Электромагнитная волна распространяется вдоль щели

-Л /v / Л

aj 5}

Рис. 10.5. Шелевая линия: а - поперечное сечение; б - распределение электрического я !иагн,итн.ого полей

W, распределение полей показано на рис. 10.5,6. Основными достоинствами щелевой линии является наличие эллиптической поляризации магнитного поля (что позволяет использовать ее .для построения невзаимных устройств), простота изготовления, низкие потери, удобств.0 монтажа дискретных элеентов, возможность получения высокого волнового сопротивления.

При Т-приближении волновое сопротивление щелевой линии определяется следующим образо.м:

г = ъШУТ+г1г\{К{R)iK{R)h (io.i3>

где /?=Ш(яИ?/4/г); K(R), К(R) - полные эллиптические интегралы первого рода от модуля R\

КiR) = K{R); i? = VT=F.

В щелевой линии часть электрического поля находится в воздухе, в связи с чем эффективная диэлектрическая проницаемость-примерно равна полусу-мме диэлектрических проницаемостей подложки и воздуха 8эфф~ [(8+1)/2].

Копланарная линия. Сечение копланарной линии показано на рис. 10.6,а. Она состоит из центрального проводника и двух па-