Types de lignes de transport
Les lignes de transmission à fil ouvert conventionnelles ne conviennent pas à la transmission micro-ondes, car les pertes de rayonnement seraient élevées. Aux fréquences micro-ondes, les lignes de transmission utilisées peuvent être globalement classées en trois types. Ils sont -
- Lignes multi-conducteurs
- Lignes coaxiales
- Lignes de bande
- Lignes de micro-bandes
- Lignes de fente
- Lignes coplanaires, etc.
- Lignes à conducteur unique (guides d'ondes)
- Guides d'ondes rectangulaires
- Guides d'ondes circulaires
- Guides d'ondes elliptiques
- Guides d'ondes à simple arête
- Guides d'ondes à double arête, etc.
- Structures de frontières ouvertes
- Tiges diélectriques
- Guides d'ondes ouverts, etc.
Lignes multiconducteurs
Les lignes de transmission qui ont plus d'un conducteur sont appelées lignes multiconductrices.
Lignes coaxiales
Celui-ci est principalement utilisé pour les applications haute fréquence.
Une ligne coaxiale se compose d'un conducteur intérieur avec un diamètre intérieur d, puis un matériau isolant cylindrique concentrique, autour de lui. Celui-ci est entouré d'un conducteur extérieur, qui est un cylindre concentrique avec un diamètre intérieurD. Cette structure est bien comprise en regardant la figure suivante.
Le mode fondamental et dominant dans les câbles coaxiaux est le mode TEM. Il n'y a pas de fréquence de coupure dans le câble coaxial. Il passe toutes les fréquences. Cependant, pour les fréquences plus élevées, certains modes non-TEM d'ordre supérieur commencent à se propager, provoquant une forte atténuation.
Lignes de bande
Ce sont les lignes de transmission planes, utilisées à des fréquences de 100 MHz à 100 GHz.
UNE Strip line se compose d'une fine bande conductrice centrale de largeur ω qui est supérieure à son épaisseur t. Il est placé à l'intérieur du substrat diélectrique à faibles pertes (ε r ) d'épaisseur b / 2 entre deux larges plaques de masse. La largeur des plaques de sol est cinq fois supérieure à l'espacement entre les plaques.
L'épaisseur du conducteur central métallique et l'épaisseur des plans de masse métalliques sont les mêmes. La figure suivante montre la vue en coupe de la structure de ligne de bande.
Le mode fondamental et dominant dans les lignes Strip est le mode TEM. Pourb<λ/2, il n'y aura pas de propagation dans la direction transversale. L'impédance d'une ligne en bande est inversement proportionnelle au rapport de la largeurω du conducteur intérieur à la distance b entre les plans au sol.
Lignes Micro Strip
La ligne de bande a pour inconvénient de ne pas être accessible pour le réglage et le réglage. Ceci est évité dans les lignes à micro-bandes, ce qui permet le montage de dispositifs actifs ou passifs, et permet également d'effectuer des ajustements mineurs après la fabrication du circuit.
Une ligne de micro-bandes est une ligne de transmission à plaques parallèles asymétriques, ayant un substrat diélectrique qui a un sol métallisé sur le fond et une mince bande conductrice sur le dessus avec une épaisseur.t'et largeur'ω». Ceci peut être compris en regardant la figure suivante, qui montre une ligne de micro-bandes.
L'impédance caractéristique d'une micro bande est fonction de la largeur de la ligne de bande (ω), épaisseur (t) et la distance entre la ligne et le plan du sol (h). Les lignes de micro-bandes sont de nombreux types tels que les micro-bandes intégrées, les micro-bandes inversées, les micro-bandes suspendues et les lignes de transmission à micro-bandes à fentes.
En plus de celles-ci, certaines autres lignes TEM telles que des lignes à bandes parallèles et des lignes à bandes coplanaires ont également été utilisées pour des circuits intégrés hyperfréquences.
Autres lignes
UNE Parallel Strip lineest similaire à une ligne de transmission à deux conducteurs. Il peut prendre en charge le mode quasi TEM. La figure suivante explique cela.
UNE Coplanar strip lineest formé par deux bandes conductrices avec une bande mise à la terre, toutes deux étant placées sur la même surface de substrat, pour des connexions pratiques. La figure suivante explique cela.
UNE Slot line transmission line, consiste en une fente ou un espace dans un revêtement conducteur sur un substrat diélectrique et ce procédé de fabrication est identique aux lignes de micro-bandes. Voici sa représentation schématique.
Un guide d'ondes coplanaire est constitué d'une bande de film métallique mince qui est déposée sur la surface d'une plaque diélectrique. Cette dalle comporte deux électrodes adjacentes et parallèles à la bande sur la même surface. La figure suivante explique cela.
Toutes ces lignes de micro-bandes sont utilisées dans des applications hyperfréquence où l'utilisation de lignes de transmission encombrantes et coûteuses à fabriquer sera un inconvénient.
Structures aux limites ouvertes
Ceux-ci peuvent également être indiqués comme Open Electromagnetic Waveguides. Un guide d'ondes qui n'est pas entièrement enfermé dans un blindage métallique peut être considéré comme un guide d'ondes ouvert. L'espace libre est également considéré comme une sorte de guide d'ondes ouvert.
Un guide d'ondes ouvert peut être défini comme tout dispositif physique à symétrie axiale longitudinale et à section transversale illimitée, capable de guider des ondes électromagnétiques. Ils possèdent un spectre qui n'est plus discret. Les micro-bandes et les fibres optiques sont également des exemples de guides d'ondes ouverts.