Microwave-engineering-types-of-transmission-lines
伝送線の種類
従来のオープンワイヤ伝送ラインは、放射損失が大きいため、マイクロ波伝送には適していません。 マイクロ波周波数では、使用される伝送ラインは大きく3つのタイプに分類できます。 彼らは-
- 多芯線
- 同軸線
- ストリップライン
- マイクロストリップライン
- スロットライン
- 同一平面上の線など
- 単線（ウェーブガイド）
- 長方形導波管
- 円形導波管
- 楕円導波管
- シングルリッジ導波路
- ダブルリッジ導波路など
- 開いた境界構造
- 誘電体ロッド
- 開放導波路など
多芯線
複数の導体を持つ伝送線は、多導体線と呼ばれます。
同軸線
これは主に高周波アプリケーションに使用されます。
同軸線は、内径 d の内部導体と、その周囲の同心円筒状の絶縁材料で構成されます。 これは、内径 D の同心円筒である外部導体に囲まれています。 この構造は、次の図を見るとよく理解できます。
同軸ケーブルの基本モードおよび主要モードはTEMモードです。 同軸ケーブルにはカットオフ周波数はありません。 すべての周波数を通過させます。 ただし、より高い周波数では、一部の高次の非TEMモードが伝播を開始し、多くの減衰が発生します。
ストリップライン
これらは、100MHz〜100GHzの周波数で使用される平面伝送ラインです。
ストリップライン*は、厚さ *t より大きい幅*ω*の中央の薄い導電性ストリップで構成されています。 2つの幅の広い接地板の間の厚さb/2の低損失誘電体（ε〜r〜）基板の内側に配置されます。 接地プレートの幅は、プレート間の間隔の5倍です。
金属製の中心導体の厚さと金属製の接地面の厚さは同じです。 次の図は、ストリップライン構造の断面図を示しています。
ストリップラインの基本モードおよび支配モードは、TEMモードです。 b <λ/2 の場合、横方向の伝搬はありません。 ストリップラインのインピーダンスは、内部導体の幅*ω*とグランドプレーン間の距離 b の比に反比例します。
マイクロストリップライン
ストリップラインには、調整や調整のためにアクセスできないという欠点があります。 これは、マイクロストリップラインでは回避されます。これにより、アクティブデバイスまたはパッシブデバイスの実装が可能になり、回路の製造後に微調整が可能になります。
マイクロストリップラインは非対称の平行プレート伝送ラインで、底部に金属化されたグランドと、厚さ「 t 」および幅「ω」の薄い導電性ストリップを備えた誘電体基板を備えています。 これは、マイクロストリップラインを示す次の図を見ると理解できます。
マイクロストリップの特性インピーダンスは、ストリップライン幅*（ω）、厚さ（t）、およびラインとグランドプレーン間の距離（h）*の関数です。 マイクロストリップラインには、埋め込みマイクロストリップ、反転マイクロストリップ、吊り下げマイクロストリップ、スロット付きマイクロストリップ伝送ラインなど、多くのタイプがあります。
これらに加えて、マイクロ波集積回路には、平行ストリップラインやコプレーナストリップラインなどの他のTEMラインも使用されています。
その他の行
- 並列ストリップライン*は、2導体伝送ラインに似ています。 準TEMモードをサポートできます。 次の図はこれを説明しています。
- コプレーナストリップライン*は、接続を容易にするために、1つのストリップが接地された2つの導電ストリップで形成されます。 次の図はこれを説明しています。
- スロットライン伝送ライン*は、誘電体基板上の導電性コーティングのスロットまたはギャップで構成され、この製造プロセスはマイクロストリップラインと同じです。 以下はその図式表現です。
コプレーナ導波路は、誘電体スラブの表面に堆積された金属薄膜のストリップで構成されています。 このスラブには、同じ表面上でストリップに隣接して平行に走る2つの電極があります。 次の図はこれを説明しています。
これらのマイクロストリップラインはすべて、伝送ラインを製造するのにかさばって高価なものを使用することが不利になるマイクロ波用途で使用されます。
開いた境界構造
これらは、 Open Electromagnetic Waveguides と言うこともできます。 金属シールドで完全に囲まれていない導波路は、開いた導波路とみなすことができます。 自由空間も一種の開放導波管と見なされます。
開いた導波路は、電磁波を誘導できる、縦方向の軸対称性と無制限の断面を持つ任意の物理デバイスとして定義できます。 それらはもはや離散的ではないスペクトルを持っています。 マイクロストリップラインと光ファイバーも開放型導波路の例です。
