LINHAS DE LINHAS DE MICROFITAMICROFITA

OBJETIVOOBJETIVO

APRESENTAR UMA TECNOLOGIA DE APRESENTAR UMA TECNOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO DE LINHAS DE DESENVOLVIMENTO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO EM CIRCUITO TRANSMISSÃO EM CIRCUITO IMPRESSO DENOMINADA LINHA DE IMPRESSO DENOMINADA LINHA DE MICROFITA E AS SUAS VANTAGENS.MICROFITA E AS SUAS VANTAGENS.

ROTEIROROTEIRO

APRESENTAÇÃOAPRESENTAÇÃO FORMULAÇÃOFORMULAÇÃO APLICAÇÃOAPLICAÇÃO

APRESENTAÇÃOAPRESENTAÇÃO

Constituída por uma fita Constituída por uma fita condutora (cobre) de condutora (cobre) de largura W colocada na largura W colocada na superfície de um superfície de um material dielétrico de material dielétrico de espessura espessura hh que se que se encontra sobre um plano encontra sobre um plano Terra.Terra.

APRESENTAÇÃOAPRESENTAÇÃO

Pelo método das Pelo método das imagens, podemos imagens, podemos observar que a observar que a microstrip se comporta microstrip se comporta como uma linha de como uma linha de transmissão cuja a transmissão cuja a distância entre os distância entre os condutores é igual a 2H.condutores é igual a 2H.

APRESENTAÇÃOAPRESENTAÇÃO

A rigor, o modo de A rigor, o modo de propagação no interior da propagação no interior da linha de microfita é híbrido linha de microfita é híbrido (TE-TM) pois as velocidades (TE-TM) pois as velocidades de propagação nos dois de propagação nos dois meios é distinta. Porém, meios é distinta. Porém, considerando-se o substrato considerando-se o substrato fino, podemos considerar fino, podemos considerar modos quase TEM.modos quase TEM.

APRESENTAÇÃOAPRESENTAÇÃO

Assim, soluções estáticas (modos TEM) Assim, soluções estáticas (modos TEM) podem ser derivadas com boa podem ser derivadas com boa aproximação inserindo-se uma aproximação inserindo-se uma permissividade elétrica efetiva que leve permissividade elétrica efetiva que leve em conta que os campos encontram-se em conta que os campos encontram-se parte no ar e parte no dielétricoparte no ar e parte no dielétrico

e

FORMULAÇÃOFORMULAÇÃO

As equações seguintes foram obtidas As equações seguintes foram obtidas através de aproximações empíricas para através de aproximações empíricas para as soluções das equações de Maxwell as soluções das equações de Maxwell na microfita. Estas equações permitem na microfita. Estas equações permitem projetar linhas de transmissão planares projetar linhas de transmissão planares para a sua utilização em circuitos de para a sua utilização em circuitos de microondas. microondas.

FORMULAÇÃOFORMULAÇÃO

A velocidade de fase e a constante de A velocidade de fase e a constante de propagação são escritas em função da propagação são escritas em função da permissivade elétrica efetiva permissivade elétrica efetiva e

e

ep

k

cv

.0

FORMULAÇÃOFORMULAÇÃO

A permissividade elétrica efetiva é A permissividade elétrica efetiva é calculada em função da permissivade calculada em função da permissivade elétrica relativa do dielétrico e da elétrica relativa do dielétrico e da geometria da microfita.geometria da microfita.

W

drr

e

121

1.

2

1

2

1

FORMULAÇÃOFORMULAÇÃO

Em seguida, é possível calcularmos a Em seguida, é possível calcularmos a impedância característica impedância característica ZZ00 da linha de da linha de

transmissão planar em função da transmissão planar em função da permissivade elétrica relativa e da permissivade elétrica relativa e da geometria.geometria.

1 Para

444.1ln.667.0393.1.

.120

1 Para .4

.8ln.

60

0

d

W

d

W

d

W

d

W

d

W

W

d

Z

e

e

FORMULAÇÃOFORMULAÇÃO Se quisermos construir uma microfita que Se quisermos construir uma microfita que

possua uma dada impedância possua uma dada impedância características, podemos obter a relação características, podemos obter a relação W/d através das seguintes equações: W/d através das seguintes equações:

A e B são dadas por:A e B são dadas por:

2 Para 61.0

39.01ln.2

112ln1.

2

2 Para 2

.82

d

WBBB

d

W

e

e

d

W

rr

r

A

A

r

rr

rr

ZB

ZA

..2

.377

11,023,0.

1

1

2

1.

60

0

0

FORMULAÇÃOFORMULAÇÃO

Finalmente, os coeficientes de Finalmente, os coeficientes de atenuação devido ao dielétrico e ao atenuação devido ao dielétrico e ao condutor são dados por:condutor são dados por:

m

Np

1..2

tan.1.0

re

erd

k

WZ

Rsc .0

m

Np

APLICAÇÕESAPLICAÇÕES

APLICAÇÕESAPLICAÇÕES

As microfitas têm ampla aplicação em As microfitas têm ampla aplicação em antenas, linhas de transmissão em antenas, linhas de transmissão em circuitos integrados, casadores de circuitos integrados, casadores de impedância, divisores de potência, etc.impedância, divisores de potência, etc.

ExemploExemplo Projete uma linha de transmissão em Projete uma linha de transmissão em

microfita que possua uma impedância microfita que possua uma impedância característica de 100 característica de 100 . O substrato tem . O substrato tem espessura de 0,158 cm, como espessura de 0,158 cm, como permissividade relativa de 2,20. permissividade relativa de 2,20. Determine a espessura W da linha, o Determine a espessura W da linha, o comprimento de onda guiado. Se a comprimento de onda guiado. Se a tangente de perdas do material é igual a tangente de perdas do material é igual a 0,001, determine a atenuação devida ao 0,001, determine a atenuação devida ao dielétricodielétrico