E面毫米波波导-微带转换电路设计仿真(6)
基本参量按TEM波计算结果十分相近：但当f>5000MHz以后，就开始有较大的偏差，说明此时高次波型已经存在。高次型的存在，除了使参量偏离于按TEM波计算的结果外，还增加了辐射损耗，并引起电路各部分之间的互耦，使工作状况恶化。
在微带线中，高次波型主要有两种：波导波型和表面波型。前者在金属带条和接地板之间存在，后者则只要在接地板上放一块介质基片即能存在。
2.1.3.1 波导波型
把微带线作为TEM波处理时，认为其横截面上的电场磁场系按静电场、静磁声规律分布，且场的纵向分量(沿传播方向分量)为零。实际上除了TEM波以外，尚有包含纵向场分量的波型存在。对于每一种波导波型，都存在一个临波长λc。只有当工作波长小于λc，该波型才能传播，否则就很快衰减。而λc则取决于微带线的横截面尺寸、几何形状及基片的介电常数。
最易产生的波导波型是其最低型TE10和TM10波。TE10波型电场只有横向分量，磁场则存在纵向分量，而沿横截面高度方向电场磁场保持不变，沿横方向则驻波变化一次(即横向尺寸W为半个驻波波长)，在两边为电场波腹，中心为电场波节。
这种波型的临界波长恰等于在横截面横方向存在半个驻波时的波长，即：
（2.13）
由于电场在两边存在边缘效应，等效于宽度增加△W≈0.8h，故(2.13）改为：
（2.14）
只有当工作波长小于此值时，该波型才能存在且沿线传播。
TM10波型的情况是磁场为只有横向分量，电场则具有纵向分量和横向分量。电场横向分量在高度h的两端是波腹，中心是波节；而纵向分量位置恰好相反。此波型的临界波长也可按TE10型类似的方法来求，即在h的高度上恰好存在半个驻波时相应的波长即为其临界波长，即：
（2.15）
2.1.3.2 表面波型
此种波型不需要导体带条，只要有接地板和介质基片即可文持其存在。其机理为：由于导体表面有一层介质，该层介质能吸引电磁场使其不向外扩散，而只能沿导体板的传播，故称为表面波。表面波的大部分电磁能量集中于导体和介质板附近，距离较远时，电磁场即按指数规律衰减。
表面波同样有各种波型，每种波型都有其相应的临界波长，每个临界的值则和介质板厚度h及其相对介电常数e，有关。对于最低的TM型表面波，其临界波长为：
亦即在所有的工作波长下，它都可能存在；对于最低的TM型表面波，其临界波长为：
表面波的相速在光速c和c/ εr之间，而微带线准TEM波的相速亦在范围内。当两者相速相同时，则要发生强耦合而不能工作。TE型和TM型表面波和微带线准TEM波产生强耦合时(亦即相速相同时)的频率分别为：
（2.16）
因此应令微带线工作频率低于ƒTE和ƒTM，以避免产生强耦合，否则微带线有可
能不工作于TEM型，工作状况将完全破坏。
当微带线的尺寸和材料选择适当，使之在工作频率上抑制了高次波型，避免了强耦合时，并不等于高次型的影响不存在，但此时微带线主要工作于准TEM波，其它波型的作用则反映在对微带线TEM波参量的影响上。这种影响称微带线的色散效应。当频率升高时，此种现象逐渐显著，以致必须将微带线的参量加以修正，才能用于电路设计，否则误差太大。
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