傳輸線種類(lèi)花樣眾多，如何從萬(wàn)千傳輸線中挑選最合適的類(lèi)型，了解其傳輸模式，快速調(diào)整它的阻抗，是SI仿真的基本功之一。

微波信號(hào)最初在金屬矩形波導(dǎo)中傳輸，矩形波導(dǎo)內(nèi)部填充介質(zhì)，再插入一顆“金屬芯”，變成插芯波導(dǎo)，插芯波導(dǎo)由方變圓，形成圓形同軸線，再將同軸線進(jìn)行各種拆分，比如劈掉上半部分變成了微帶線（microstrip）、將外面的金屬屏蔽層一分為二，即變成帶狀線（stripline）、或者直接掐頭去尾，就變成GSG共面波導(dǎo)CPW，參考下圖。

因此只需要了解傳輸線的老祖“同軸線”的特性，它的子孫如微帶線、帶狀線、差分線的特性，自然就是小菜一碟。

撇開(kāi)抽象的電磁波傳播模式不談，你只須知道，只有插芯波導(dǎo)可以傳輸TEM模，自然同軸線里面?zhèn)鬏數(shù)囊彩荰EM模，它的子孫因?yàn)檠y(tǒng)不純正，只能傳輸非正統(tǒng)的TEM模，也就是“準(zhǔn)TEM”了，下面來(lái)看看正統(tǒng)的TEM是什么樣的：

紅色為電場(chǎng)E，藍(lán)色為磁場(chǎng)H。

上面是從場(chǎng)的角度來(lái)認(rèn)識(shí)同軸線，那么同軸線的特征阻抗又有啥變化規(guī)律呢？

真正的傳輸線特征阻抗計(jì)算公式是比較復(fù)雜的，對(duì)于做項(xiàng)目的人來(lái)說(shuō)，沒(méi)必要去掌握那些復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，簡(jiǎn)化的公式同樣可以達(dá)到目的，如下圖所示的簡(jiǎn)化公式，簡(jiǎn)單認(rèn)為阻抗只跟電容有關(guān)系，而電容直接借用平行板電容的公式。

為什么只考慮電容呢？因?yàn)樵诟咚傩盘?hào)領(lǐng)域，電感的理解比電容更難，存在多種電感的概念，比如：自感、互感、局部電感、回路電感，尤其是回路電感，這就涉及到信號(hào)路徑和信號(hào)的返回路徑概念，比較抽象，因此可以摒棄電感，只考慮電容對(duì)阻抗的影響。

電容的理解就很簡(jiǎn)單了，它是兩個(gè)物體之間的固有屬性，跟物體的尺寸和材料屬性密切相關(guān)，根據(jù)公式可以知道，高介電常數(shù)的材料電容大，相對(duì)面積大，電容也大，間距大，電容就小。對(duì)于同軸，它的電容就是內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間的互容C11。

• 同軸內(nèi)導(dǎo)體半徑r1對(duì)電容和阻抗的影響

從上面的闡述可以知道，如果同軸的內(nèi)導(dǎo)體半徑r1在增大，它與外導(dǎo)體的相對(duì)面積就會(huì)增大，同時(shí)跟外導(dǎo)體的間距也會(huì)減小，這都將導(dǎo)致電容C11增大，自然同軸的特征阻抗就會(huì)變小，你可以用Q2D很輕松的完成這個(gè)驗(yàn)證，參考下面兩圖。

• 同軸外導(dǎo)體半徑r2對(duì)電容和阻抗的影響

如果同軸外導(dǎo)體半徑r2增大，自然互容C11會(huì)減小，那么阻抗隨之增大，參考下面兩圖：

• 總之，從互容的角度來(lái)調(diào)整阻抗是非常直觀而且方便的，毋庸考慮抽象的電感的影響。

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下面繼續(xù)分析同軸線的第一個(gè)變種，微帶線，它跟GND的互容可以直觀展示如下：C=C11+C12+C13，其中C11可認(rèn)為是正對(duì)GND plane的電容，C11和C13可當(dāng)作是側(cè)對(duì)GND plane的電容。其實(shí)C12和C13真正的物理概念是邊緣場(chǎng)電容，為避免抽象的物理概念，我們簡(jiǎn)化為側(cè)邊對(duì)地電容。

• 同樣可以借助Q2D進(jìn)行分析，當(dāng)線寬w1增大時(shí)：

  類(lèi)似于r1增大，對(duì)地的面積增大，電容C11增大，那么阻抗會(huì)降低，參考下面兩圖：
  

• 當(dāng)介質(zhì)厚度h1增大時(shí)：

• 當(dāng)銅厚度t1增大時(shí)：

• 當(dāng)然你也可以看看微帶線中的準(zhǔn)TEM模，因?yàn)閯?dòng)態(tài)圖比較亂，就放靜態(tài)圖了。

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兩個(gè)小注意事項(xiàng)：

1. 與特征阻抗有關(guān)的RLGC，都指的是集總值，也就是單位長(zhǎng)度的值，比如單位長(zhǎng)度的電容pF/m，如果在Q2D中就是lumpd RLGC；

2. 要看傳輸線的空間電磁場(chǎng)分布，只可以在Q2D或者HFSS中，Q3D不支持空間場(chǎng)plot，因?yàn)镼3D里面沒(méi)有輻射的概念，它仿真的是電小尺寸結(jié)構(gòu)，也即是輻射效率超級(jí)超級(jí)低的結(jié)構(gòu)。