Tipi di linee di trasmissione
Le linee di trasmissione convenzionali a filo aperto non sono adatte per la trasmissione a microonde, poiché le perdite di radiazione sarebbero elevate. Alle frequenze di microonde, le linee di trasmissione impiegate possono essere classificate in tre tipi. Sono -
- Linee multi conduttore
- Linee coassiali
- Linee di striscia
- Linee micro strip
- Linee di slot
- Linee complanari, ecc.
- Linee a conduttore singolo (Guide d'onda)
- Guide d'onda rettangolari
- Guide d'onda circolari
- Guide d'onda ellittiche
- Guide d'onda a singola cresta
- Guide d'onda a doppia cresta, ecc.
- Strutture di confine aperte
- Bacchette dielettriche
- Guide d'onda aperte, ecc.
Linee multiconduttore
Le linee di trasmissione che hanno più di un conduttore sono chiamate linee a più conduttori.
Linee coassiali
Questo è utilizzato principalmente per applicazioni ad alta frequenza.
Una linea coassiale è costituita da un conduttore interno con diametro interno d, e poi un materiale isolante cilindrico concentrico, attorno ad esso. Questo è circondato da un conduttore esterno, che è un cilindro concentrico con un diametro internoD. Questa struttura è ben compresa guardando la figura seguente.
La modalità fondamentale e dominante nei cavi coassiali è la modalità TEM. Non c'è frequenza di taglio nel cavo coassiale. Passa tutte le frequenze. Tuttavia, per le frequenze più alte, alcune modalità non-TEM di ordine superiore iniziano a propagarsi, causando molta attenuazione.
Linee di striscia
Queste sono le linee di trasmissione planari, utilizzate a frequenze da 100 MHz a 100 GHz.
UN Strip line è costituito da una sottile striscia conduttiva centrale di larghezza ω che è maggiore del suo spessore t. È posto all'interno del substrato dielettrico a bassa perdita (ε r ) di spessore b / 2 tra due larghe piastre di terra. La larghezza delle piastre di terra è cinque volte maggiore della distanza tra le piastre.
Lo spessore del conduttore centrale metallico e lo spessore dei piani di massa metallici sono gli stessi. La figura seguente mostra la vista in sezione trasversale della struttura della striscia.
La modalità fondamentale e dominante nelle linee di striscia è la modalità TEM. Perb<λ/2, non ci sarà propagazione nella direzione trasversale. L'impedenza di una strip line è inversamente proporzionale al rapporto della larghezzaω del conduttore interno alla distanza b tra i piani di terra.
Linee Micro Strip
La linea di striscia ha lo svantaggio di non essere accessibile per la regolazione e l'accordatura. Ciò viene evitato nelle micro strip line, che consente il montaggio di dispositivi attivi o passivi e consente anche di effettuare piccole regolazioni dopo che il circuito è stato fabbricato.
Una linea di micro strip è una linea di trasmissione a piastre parallele asimmetriche, avente un substrato dielettrico che ha una massa metallizzata sul fondo e una sottile striscia conduttrice sulla parte superiore con spessore "t"e larghezza"ω'. Questo può essere compreso guardando la figura seguente, che mostra una linea di micro strip.
L'impedenza caratteristica di una micro striscia è una funzione della larghezza della linea della striscia (ω), spessore (t) e la distanza tra la linea e il piano di massa (h). Le linee micro strip sono di molti tipi come micro strip incorporate, micro strip invertite, micro strip sospese e linee di trasmissione micro strip scanalate.
Oltre a queste, per i circuiti integrati a microonde sono state utilizzate anche alcune altre linee TEM come strisce parallele e strisce complanari.
Altre linee
UN Parallel Strip lineè simile a una linea di trasmissione a due conduttori. Può supportare la modalità quasi TEM. La figura seguente lo spiega.
UN Coplanar strip lineè formato da due strisce conduttrici di cui una collegata a terra, entrambe poste sulla stessa superficie del substrato, per comodi collegamenti. La figura seguente lo spiega.
UN Slot line transmission line, consiste in una fessura o spazio in un rivestimento conduttivo su un substrato dielettrico e questo processo di fabbricazione è identico alle linee di micro strip. Di seguito è la sua rappresentazione schematica.
Una guida d'onda complanare è costituita da una striscia di sottile pellicola metallica che si deposita sulla superficie di una lastra dielettrica. Questa lastra ha due elettrodi che corrono adiacenti e paralleli alla striscia sulla stessa superficie. La figura seguente lo spiega.
Tutte queste linee di micro strip sono utilizzate in applicazioni a microonde in cui l'uso di linee di trasmissione ingombranti e costose da produrre sarà uno svantaggio.
Strutture di confine aperte
Questi possono anche essere indicati come Open Electromagnetic Waveguides. Una guida d'onda che non è completamente racchiusa in una schermatura metallica, può essere considerata una guida d'onda aperta. Anche lo spazio libero è considerato una sorta di guida d'onda aperta.
Una guida d'onda aperta può essere definita come qualsiasi dispositivo fisico con simmetria assiale longitudinale e sezione trasversale illimitata, in grado di guidare le onde elettromagnetiche. Possiedono uno spettro che non è più discreto. Anche le micro strip line e le fibre ottiche sono esempi di guide d'onda aperte.