怎么用传输线做个电容和电感？

最近以致在更新我们新推出的《射频入门》的教程，前面的文章中，我们介绍了很多理论知识和射频设计方法，接下来我们一起来看一下射频设计的一些具体应用。今天我们一起来学习一下几种微带线制作等效电感和电容的方法。

方法1，利用微带短截线制作并联电容和电感

常用的微带短截线有两种：终端短路短截线和终端开路短截线。

这两种短截线都来自于微波全反射的纯驻波特征：当电磁波沿着传输线传播时，如果终端短路，开路或者是纯电抗负载，电磁波能量会被全反射，反射波和入射波叠加而成的纯驻波，如下图的红线就是纯驻波。

纯驻波是一个中的电磁波处于一个稳态，我们今天首先要讲的就是这个稳态所呈现的传输线特性，我们抛开繁琐的理论计算，从图示中去一探究竟。① 终端短路先看一下终端短路的传输线，其电压和电流分布如下图所示，

传输线每一点的阻抗等于电压和电流的比值，当电压为零时，阻抗为零，电流为零时，阻抗为无穷大，所以阻抗的分布如下图所示：

由终端短路的无耗传输线上等效电抗 X（z）分布曲线可知：在短路端，阻抗为0，故可等效为串联谐振回路；在0

① 终端开路对于终端开路的传输线，其阻抗特性刚好和终端短路相反：其在小于四分之一波长时，呈现容性，大于四分之一波长而小于二分之一波长时呈现感性。阻抗分布如下图所示。

观察上文两种情况还可以得到一个有趣的现象：这个阻抗相对的长度刚好是四分之一波长，这就是四分之一波长阻抗变换器的神奇功效。

这样第一个如何用微带线制作电感电容的原理也有了：

① 终端短路短截线，对于给定频率f0， 当微带短截线长度小于四分之一波长时，呈现感性；大于四分之一波长而小于二分之一波长时呈现容性。

② 终端开路短截线：终端短路短截线，对于给定频率f0， 当微带短截线长度小于四分之一波长时，呈现容性；大于四分之一波长而小于二分之一波长时呈现感性。

缺点就是这个短截线通常只用来实现并联电容或者并联电感且都是和频率直接挂钩的，也就是在单频点处所实现的，带宽比较窄，一不小心还可能谐振甚至变性。所以通常选择小于四分之一波长的长度来制作并联电容或者并联电感。

并联电感推荐使用小于四分之一波长的终端短路短截线实现，其等效电路和阻抗计算公式如下：

并联电容推荐使用小于四分之一波长的终端开路短截线实现，其等效电路和阻抗计算如下：

上面公式给出了微带线短截线电容和电感的基本形式，在实际电路中，要考虑短截线的寄生电容和寄生电感的影响。并且短路短截线因为一旦设定，其长度很难调整，使用比较受限，开路短截线，其长度可以通过刀刻或者锡膏来做微调，使用起来比较方便，因此应用比较广泛。

下图是开路短截线的应用实例。

审核编辑：汤梓红