4.8GHz片式谐振器.doc

D
第二章、设计过程
设置参数及计算
近似长度计算
参数的最终计算
Sonnet软件仿真
采用柠檬酸凝胶法制备BaTi409微波介质陶瓷
真空镀膜中心导电带
总结
参考文献
摘要：随着通信事业的高速发展，对微波元器件的于小型化提出了越来越高的要求。、品质因数大于等于100，尺寸为mm（长宽高）、阻抗匹配为50欧姆的谐振器。采用了能有效减小器件体积的微带线进行设计。设计过程中包括材料的选择、原理的介绍、数据的计算、对设计出的片式微带线谐振器进行sonnet软件仿真、用柠檬酸凝胶法制备BaTi409微波介质陶瓷以及真空镀膜中心导电带。
关键词：谐振器、微带线、sonnet软件。
第一章、设计原理
、微波谐振器
在微波以下的频段，采用集中参数的电感L和电容c来构造谐振回路。但当频率升高至微波频段后，由于趋肤效应引起的欧姆损耗、由介质引起的介质损耗和辐射引起的损耗大大增加，从而明显降低谐振回路的Q值。并且，由于频率的增加，使得L和C的数值大大减少，这一方面减少储能空间，从而进一步降低谐振回路的Q值及功率容量等性能；另一方面，由于L、C太小也使工艺结构上难以实现。因此，在微波技术中常采用的是如图1
—1所示的一些谐振腔(器)：

（a）波导型腔 （b）同轴型腔

（c）微带谐振器 （d）介质谐振器
图1-1 微波谐振器
微带线
微带线简介
微带线是微波集成电路（MIC)中使用最多的一种传输线，随着MIC的日益的进步，微带电路在微波中的地位也越来越显著。微带线课印制在很薄的介质基片上（可以薄到1mm以下），故其横截面尺寸比波导、同轴线要小得多。其纵向尺寸虽和工作波长可以比拟，也可以方便地解决匹配问题。当设计时采用高介电常数的介质基片，还可使线上的波长比自由空间波长小了几倍，同时整个微带元件共用接地板，只须由导体带条构成电路图形，使整个电路的结构集成紧密，由于这些因素，微带电路较好地解决了小型化问题，与波导、同轴线元件相比，大大地减小了体积、重量，因而使电路的结构和工艺大为简化。
微带线的结构如图1-2所示：
图1-2 微带线几何参数
微带线的一些计算公式
在实际应用中，要解决电路匹配问题时，阻抗特性是一个重要参量。基片内相对介质的介电常数为时微带线的有效介电常数：
=（）
=（）
特性阻抗：
传播波长：
=
微带线的损耗
损耗是传输线的重要传输特性之一。因为微带线的结构是不封闭的，所以微带线上的损耗远大于同轴线、波导的损耗，在设计微带线电路的时候，必须考虑到损耗对其的影响。微带线的损耗来自于以下三方面：
a、微带线介质损耗:它主要是由于介质的漏电特性决定的，假设微带线
的介质损耗为，低损耗的介质损耗可以用下式表示：
（dB/cm）
损耗比较高的介质损耗为：
（dB/cm）
其中是损耗角正切。
b、导体损耗:微带线有着一定的电导率，当电流通过导体带条和接地板的时候，就会产生热损耗。由于微带线的横截面积很小，所以相对于波导和同轴线来说，它的散热很慢，这就造成微带线的导体损耗很大。这也是微带线导体损耗的主要部分，假设微带线导体损耗为，则有：
其中，是导体的电导率。
c、辐射损耗：由于微带线场具有半开放性的结构，所以会产生辐射损耗。由于h/《，所以忽略辐射损耗。
微带线谐振器简介
在微波集成电路中，广泛使用带状线和微带线谐振器作振荡回路、滤波器、稳频回路和阻抗匹配网络等。总之，在微波集成电路中凡需要使用谐振回路的地方，都可以使用带状线和微带线谐振器，以利于集成小型化的微波集成电路。本次设计采用的1/4波长一端短路另一端开路的微带线谐振器如图所示：
图1-3 一端短路一端开路微带线谐振器
第二章、设计过程

本次设计采用1/4波长一端短路另一端开路的微带线设计，设计的参数要求如下：
中心频率、尺寸、品质因数、阻抗
近似长度计算
自由空间的波长：
为方便计算，设计微带线的中心导电带宽=1mm，基片高=1mm，所以
若中心导电带长度为4mm（实际小于4mm），由（mm）
得=
又
得=
所以，