基于二維有限差分法對非對稱屏蔽帶狀線TE模研究

李新獻　李偉勤　施岱松

摘要：利用二維有限差分法對非對稱屏蔽帶狀線的TE模式進行計算。通過調整網格數目觀察計算結果的精度，可以設定出最優的網格數目，然后改變帶狀線帶尺寸，觀察最低兩個TE模對應的截止頻率的變化規律，最后給出對應的橫截面電場、磁場分布圖，并對劃分網格數量和帶狀線的尺寸對最低兩個TE模對應的截止頻率的影響進行了分析。

關鍵詞：有限差分法；非對稱屏蔽帶狀線；本征值；TE模

中圖分類號：TM144 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn-j1003-6970.2015.05.020

0 引言

帶狀線具有體積小、重量輕、平面結構易于集成的諸多優點，在無源微波集成電路中獲得了廣泛的應用。為了避免橫向輻射損耗，消除電路間的耦合，在帶狀線兩側加金屬壁，就構成了屏蔽帶狀線。屏蔽帶狀線可以看作是由同軸線演變而來，圖1示出了演變過程。

由演變過程可知，屏蔽帶狀線中的電磁場矢量分布在橫截面內而無縱向分量，故其主模是TEM模，屏蔽帶狀線是TEM波傳輸線，也可以存在TE和TM的高次模，即有單模傳輸的頻率上。可由上下接地板的距離來控制，它的工作帶寬由第一個高次模的截止頻率決定。為使屏蔽帶狀線的工作頻帶最寬，就要選擇合適的導帶寬度，使第一個高次模（TE模或TM模）的截止頻率盡可能高。

不對稱帶狀線（asymetric stripline）也稱非對稱帶狀線、不平衡帶狀線或補償帶狀線。它與一般帶狀線（stripline）相似，也是置于兩層導電平面之間的電介質中間的信號線，但是不對稱帶狀線到兩個平面之間的距離不相等，如圖2所示。

不對稱帶狀線有一半帶狀線的特征，如有很大的抗干擾能力，特性阻抗可以做得很小等。本文研究了非對稱屏蔽帶狀線導帶寬度對兩個最低階TE模的影響。