分布元件电路

分布元电路是由一定长度的传输线或其他分布式组件组成的电路。这些电路执行与由无源元件（如电容器、电感器和变压器）组成的传统电路相同的功能。它们主要用于微波频率，传统组件难以实现。

传统电路由单独制造的单独组件组成，然后通过导电介质连接在一起。分布元电路是通过将介质本身形成特定的模式来构建的。分布式元件电路的一个主要优点是它们可以像卫星电视等消费产品的印刷电路板一样廉价生产。它们还制成同轴和波导格式，用于雷达、卫星通信和微波链路等应用。

分布元件电路中普遍使用的一种现象是，可以使一段传输线充当谐振器。执行此操作的分布式元件组件包括短截线、耦合线和级联线。 由这些组件构建的电路包括滤波器、功率分配器、定向耦合器和循环器。

分布元器件电路在 1920 年代和 30 年代进行了研究，当时它们被用于雷达。该领域材料科学的进步很快带来了更广泛的应用，现在可以在卫星天线和手机等国内产品中找到它们。

分布元电路采用分布式元件模型设计，这是集总元件模型的替代方案，其中假定电阻、电容和电感等无源电气元件集中在电阻器、电容器或电阻器的空间中的一点电感器。

当此假设不再成立时，将使用分布式元素模型，并且这些属性被认为是分布在空间中的。

当电磁波从一个组件的一个端子传播到另一个端子需要很长时间时，该假设就会失效； 在这种情况下，重要意味着有足够的时间进行明显的相变。

相位变化量取决于波的频率（与波长成反比）。

工程师之间的一个普遍经验法则是，当涉及的距离超过波长的十分之一（36° 相变）时，从集总模型更改为分布式模型。集总模型在四分之一波长（90° 相变）处完全失效，不仅值，而且组件的性质也不如预期。

由于这种对波长的依赖性，分布式元件模型主要用于较高频率； 在低频下，分布式元件体积太大。分布式设计在 300 MHz 以上是可行的，并且是 1 GHz 以上微波频率的首选技术。

这些模型的使用频率没有明确的界限。虽然转换通常在 100 到 500 MHz 范围内，但技术规模也很大； 小型化电路可以在更高频率下使用集总模型。使用通孔技术的印刷电路板 (PCB) 比使用表面贴装技术的等效设计更大。

混合集成电路比 PCB 技术小，单片集成电路比两者都小。集成电路可以在比印刷电路更高的频率下使用集总设计，一些射频集成电路就是这样做的。这种选择对于手持设备尤为重要，因为集总元件设计通常会产生更小的产品。

绝大多数分布式元件电路由传输线长度组成，这是一种特别简单的建模形式。 线的横截面尺寸沿其长度不变，与信号波长相比较小； 因此，只需要考虑沿着线路长度的分布。 这种分布式电路的元件完全由其长度和特性阻抗表征。 进一步的简化发生在相应的线路电路中，其中所有元件的长度都相同。 有了相应的电路，一个由电容和电感组成的集总电路设计原型可以直接转换成分布式电路，每个电路的元件之间一一对应。

相应的线路电路很重要，因为存在用于生产它们的设计理论； 对于由任意长度的传输线（或任意形状）组成的电路，不存在一般理论。