關鍵詞：耦合仿真，微帶線，行波，駐波，功率容量

在現代射頻系統中微帶線無疑是應用最多的一種射頻傳輸線方式，一般系統中由于設備功率不大所以很少有人關注微帶線功率容量問題，但是在一些功率較高的場景中或者出現大駐波的場景中，微帶線功率容量就變成一個非常重要且不得不考慮的因素，那么微帶線功率容量又受到什么因素影響呢？下面我們一步步講解并利用電磁與熱耦合方式評估微帶線峰值功率與平均功率容量。

由于現代射頻通信系統多采用非線性調制或者脈沖發射，導致系統輸出的平均功率與峰值功率不再相同，兩者之間往往差值很大，所用射頻傳輸系統需要把峰值功率容量和平均功率容量分開考慮，現實環境中影響微帶線的平均功率容量與峰值功率容量的限制因素也不相同，首先微帶線峰值功率容量受電場擊穿強度限制而平均功率容量是受最高溫度限制。

大家都知道微帶線在處于行波狀態時功率容量最大，駐波狀態時功率容量會縮小，那么行波與駐波微帶線功率會相差多少呢？下面以一個仿真實例演示未帶線在行波和駐波時功率容量的差異，如下圖建立一個20*20mm的微帶線PCB板。

一，行波狀態時峰值功率與平均功率

1，兩端在50歐姆匹配匹配狀態下是微帶線處于行波狀態，仿真S參數如下：在5GHz時插損0.04dB，反射為-37dB，說明該微帶線模型是比較理想的50歐姆傳輸線，兩端匹配時幾乎沒有反射波。

2，該狀態下微帶線電場強度分布，可見電場主要集中在走線附近，參見動圖能明顯看出行波狀態。

3，該狀態下電磁能量損耗密度如下圖所示，可見能量損耗同樣主要集中在走線附近，尤其集中在微帶線和地之間。

4，行波狀態下峰值功率容量如下，行波狀態時峰值功率容量可達到2231W，實際工程中一般減半作為最大峰值功率容量。

5，利用電磁和熱耦合仿真，端口加載100W平均功率時，在自然對流散熱條件下，微帶線最高溫度達到128°C，由于PCB板介質最高溫度范圍約為150°C，可見該微帶線承受100W平均功率時仍處于PCB板最高溫度之下。

二，駐波狀態時峰值功率與平均功率

1，當一端開口后，微帶線處于駐波狀態，電壓駐波比如下圖電壓駐波比達到185。

2，微帶線峰值功率容量降到由行波狀態2231W下降到691W。

3，駐波狀態時電場強度分布，（見動態電壓波峰與波谷位置幾乎固定不變）。

4，端口同樣加載100W平均功率時，在同意自然對流散熱條件下，微帶線最高溫度由128°C達到239°C，已經遠遠超過PCB板介質最高溫度范圍，可見駐波狀態下該微帶線承受不住100W平均功率。

5，當端口功率下降到40W平均功率時，在同意自然對流散熱條件下，微帶線最高溫度約119°C，與行波狀態時加載100W時溫度相當。

由以上仿真可知，統一微帶線下環境下，駐波與行波無論峰值功率還是平均功率都明顯下降。

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