怎么用傳輸線做個電容和電感？

最近以致在更新我們新推出的《射頻入門》的教程，前面的文章中，我們介紹了很多理論知識和射頻設(shè)計方法，接下來我們一起來看一下射頻設(shè)計的一些具體應(yīng)用。今天我們一起來學(xué)習(xí)一下幾種微帶線制作等效電感和電容的方法。

方法1，利用微帶短截線制作并聯(lián)電容和電感

常用的微帶短截線有兩種：終端短路短截線和終端開路短截線。

這兩種短截線都來自于微波全反射的純駐波特征：當(dāng)電磁波沿著傳輸線傳播時，如果終端短路，開路或者是純電抗負(fù)載，電磁波能量會被全反射，反射波和入射波疊加而成的純駐波，如下圖的紅線就是純駐波。

純駐波是一個中的電磁波處于一個穩(wěn)態(tài)，我們今天首先要講的就是這個穩(wěn)態(tài)所呈現(xiàn)的傳輸線特性，我們拋開繁瑣的理論計算，從圖示中去一探究竟。
① 終端短路先看一下終端短路的傳輸線，其電壓和電流分布如下圖所示，

傳輸線每一點的阻抗等于電壓和電流的比值，當(dāng)電壓為零時，阻抗為零，電流為零時，阻抗為無窮大，所以阻抗的分布如下圖所示：

由終端短路的無耗傳輸線上等效電抗 X（z）分布曲線可知：在短路端，阻抗為0，故可等效為串聯(lián)諧振回路；在0<z<波長/4處等效阻抗成感性，可等效為電感；在z=波長/4處，等效阻抗為無窮大，可等效為并聯(lián)諧振回路；在波長/4<z<波長/2處，等效阻抗為容性，可等效為電容。等效阻抗在整個傳輸線上的分布具有波長/2的周期性分布。

① 終端開路對于終端開路的傳輸線，其阻抗特性剛好和終端短路相反：其在小于四分之一波長時，呈現(xiàn)容性，大于四分之一波長而小于二分之一波長時呈現(xiàn)感性。阻抗分布如下圖所示。

觀察上文兩種情況還可以得到一個有趣的現(xiàn)象：這個阻抗相對的長度剛好是四分之一波長，這就是四分之一波長阻抗變換器的神奇功效。

這樣第一個如何用微帶線制作電感電容的原理也有了：

① 終端短路短截線，對于給定頻率f0， 當(dāng)微帶短截線長度小于四分之一波長時，呈現(xiàn)感性；大于四分之一波長而小于二分之一波長時呈現(xiàn)容性。

② 終端開路短截線：終端短路短截線，對于給定頻率f0， 當(dāng)微帶短截線長度小于四分之一波長時，呈現(xiàn)容性；大于四分之一波長而小于二分之一波長時呈現(xiàn)感性。

缺點就是這個短截線通常只用來實現(xiàn)并聯(lián)電容或者并聯(lián)電感且都是和頻率直接掛鉤的，也就是在單頻點處所實現(xiàn)的，帶寬比較窄，一不小心還可能諧振甚至變性。所以通常選擇小于四分之一波長的長度來制作并聯(lián)電容或者并聯(lián)電感。

并聯(lián)電感推薦使用小于四分之一波長的終端短路短截線實現(xiàn)，其等效電路和阻抗計算公式如下：

并聯(lián)電容推薦使用小于四分之一波長的終端開路短截線實現(xiàn)，其等效電路和阻抗計算如下：

上面公式給出了微帶線短截線電容和電感的基本形式，在實際電路中，要考慮短截線的寄生電容和寄生電感的影響。并且短路短截線因為一旦設(shè)定，其長度很難調(diào)整，使用比較受限，開路短截線，其長度可以通過刀刻或者錫膏來做微調(diào)，使用起來比較方便，因此應(yīng)用比較廣泛。

下圖是開路短截線的應(yīng)用實例。