頻率的提高意味著波長的減小，該結(jié)論應(yīng)用于射頻電路中，就是當(dāng)波長與分立元件的集合尺寸相比擬時(shí)，電壓和電流不再保持空間不變，以波的形式進(jìn)行傳播。經(jīng)典的基爾霍夫電壓和電流定律沒有考慮電壓和電流在空間的變化，則必須對普通的集總電路做重大的修改。

本章首先介紹了射頻微帶濾波器設(shè)計(jì)中所涉及的基本概念，然后介紹了二端口網(wǎng)絡(luò)理論和諧振與耦合理論。

1、傳輸線理論

1.1、均勻傳輸線的概念和模型

頻率提高后，導(dǎo)線中所流過的高頻電流會(huì)產(chǎn)生趨膚效應(yīng)，工程上常用趨膚深度δ來描述這種趨膚效應(yīng)，δ為電磁波場強(qiáng)的振幅值衰減到表面值1/e所經(jīng)過的距離，由于趨膚效應(yīng)使得導(dǎo)線有效面積減小，高頻電阻加大，而且沿線各處都存在損耗，這就是分布電阻效應(yīng)；通高頻電流的導(dǎo)線周圍存在高頻磁場，這就是分布電感效應(yīng)；由于兩導(dǎo)線之間有電壓，故兩線之間存在高頻電場，這就是分布電容效應(yīng)；由于兩線間的介質(zhì)并非理想介質(zhì)而存在漏電流，這相當(dāng)于雙線間并聯(lián)一個(gè)電導(dǎo)，這就是分布電導(dǎo)效應(yīng)。基于上述的物理事實(shí)，便可得出雙線傳輸線等效模型如圖1所示。

圖1 雙線傳輸線等效模型

圖1中，R1為單位長度的分布電阻，L₁為單位長度的分布電感，G₁為單位長度的分布電導(dǎo)，C₁為單位長度的分布電容。

1.2、均勻傳輸線相速與波長

相位速度是等相位面?zhèn)鞑サ乃俣龋喎Q相速。在均勻傳輸線理論中等相位面是垂直于z軸的平面，相速V_p為

（1）

在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)波所行進(jìn)的距離稱為波長，波長λp為
（2）

其中f為電磁波頻率，T為振蕩周期。

1.3、均勻傳輸線特性阻抗

入射電壓與入射電流之比或反射電壓與反射電流之比稱為特性阻抗（即波阻抗），特性阻抗Z₀為
（3）

對于微波傳輸線由于頻率很高，R₁<1、G₁<1，則

（4）

1.4、均勻傳輸線傳播常數(shù)

傳播常數(shù)γ表示行波經(jīng)過單位長度后振幅和相位的變化，其表示式為

（5）

由于實(shí)際微波傳輸線的損耗R₁、G₁比ωL₁、ωC₁小得多，式（5）經(jīng)變換后可得

（6）

其中： ——由導(dǎo)體電阻引起的損耗；

——由導(dǎo)體間介質(zhì)引起的損耗。

α_c、α_d說明傳輸線上的信號衰減是由導(dǎo)體電阻的熱損耗和導(dǎo)體間介質(zhì)極化損耗共同引起的。
（7）

一般情況下，傳播常數(shù)為復(fù)數(shù)，其實(shí)部α為衰減常數(shù)，單位為dBm；β為相移常數(shù)，單位為rad/m。

1.5、傳輸線的反射系數(shù)與電壓駐波比

傳輸線上某處反射波電壓（或電流）與入射波電壓（或電流）之比為反射系數(shù)，用Γ（z´）表示

（8）