“我們在之前的文章中詳細(xì)討論過微波條件金屬導(dǎo)體的趨膚深度，那么我們今天再次詳細(xì)看一下常用金屬材料在微波頻率下的趨膚深度是多少吧，以此為工程設(shè)計(jì)提供參考

01常用金屬材料的電導(dǎo)率

什么是電導(dǎo)率？

電導(dǎo)率（electrical conductivity）。電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率測量儀的測量原理是將兩塊平行的極板，放到被測溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢（通常為正弦波電壓），然后測量極板間流過的電流。根據(jù)歐姆定律，電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù)，是由電壓和電流決定的。

電導(dǎo)率的基本單位是西門子（S），原來被稱為姆歐，取電阻單位歐姆倒數(shù)之意。因?yàn)殡妼?dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值，標(biāo)準(zhǔn)的測量中用單位電導(dǎo)率S/m來表示，以補(bǔ)償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率（C）簡單的說是所測電導(dǎo)率（G）與電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長度，A為極板的面積。

(1)定義或解釋 電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率。σ=1/ρ

(2)單位:在國際單位制中,電導(dǎo)率的單位是西門子/米，即S/m。

(3)說明 電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。

電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng),反之越小。

電導(dǎo)率的說明

1）跟電阻率一樣，電導(dǎo)率與溫度比較相關(guān)。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而增高。

2）在一段溫度值域內(nèi)，電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率，我們必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，時(shí)?？梢员磉_(dá)為，電導(dǎo)率對上溫度線圖的斜率，用方程寫為

影響金屬材料電導(dǎo)率的因素

（1）溫度：電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。在一段溫度值域內(nèi)，電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率，必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性，時(shí)?？梢员磉_(dá)為，電導(dǎo)率對上溫度線圖的斜率。

（2）摻雜程度：固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導(dǎo)率。

（3）各向異性：有些物質(zhì)會有異向性 (anisotropic) 的電導(dǎo)率，需用 3 X 3 矩陣來表達(dá)（使用數(shù)學(xué)術(shù)語，第二階張量，通常是對稱的）

常用金屬材料的電阻率（電阻率的倒數(shù)就是電導(dǎo)率，自行換算吧）

02趨膚深度

趨膚效應(yīng)使導(dǎo)體的有效電阻增加。頻率（f）越高，趨膚效應(yīng)越顯著。當(dāng)頻率很高的電流通過導(dǎo)線時(shí)，可以認(rèn)為電流只在導(dǎo)線表面上很薄的一層中流過，這等效于導(dǎo)線的截面減小，電阻增大。既然導(dǎo)線的中心部分幾乎沒有電流通過，就可以把這中心部分除去以節(jié)約材料。因此，在高頻電路中可以采用空心導(dǎo)線代替實(shí)心導(dǎo)線。此導(dǎo)線的厚度，稱為趨膚深度。

趨膚深度的計(jì)算公式為：

03常用金屬材料在微波頻率下的趨膚深度

根據(jù)上文中提供的金屬材料的電阻率，我們通過上述趨膚深度的公式就可以計(jì)算出特定金屬材料在特定頻率下的趨膚深度。

通過上面表格可以看出，在微波頻率下，金屬材料的趨膚深度都很小，微米級別。隨著頻率的升高，趨膚深度會越來越小。因此對于低損耗的微波元件來說，只需要在微波信號經(jīng)過的地方有一個(gè)薄片良導(dǎo)體就足夠了。比如濾波器內(nèi)腔的鍍銀。所以在設(shè)計(jì)中，我們要能夠區(qū)分那些地方是微波信號流經(jīng)的地方，這些地方要給與特殊關(guān)照哦。

審核編輯：湯梓紅