微帶線仿真分析
1、 仿真結構
下面利用傳輸線理論和FEM-VFM兩種方法對一微帶線結構的連續(xù)傳輸線(如圖1所示)進行了建模和仿真,提取了等效SPICE電路,從而得到了所需的時域仿真波形。如圖1,微帶線特性阻抗設置為50ohm,這樣可以與一般測試設備端口阻抗(如矢量網(wǎng)絡分析儀和頻譜儀等)相匹配,借助微帶線阻抗計算公式,模型結構參數(shù)設置如下:
信號線和地平面材料設為銅,電導率σ=5.8*107S/m,信號線寬w=2.9mm,線長L=50mm,線厚度T=0.018mm,地平面長度為60mm,寬為30mm;介質的相對介電常數(shù)εr=4.4,損耗角δ=0.015,厚度H=1.5mm。這里,信號線位于結構的中央位置。
圖1 待仿真的微帶互連線結構
2、 場仿真結果
用有限元方法仿真時,設PML吸收邊界與傳輸線結構的間距為7.5mm,吸收層厚度為5.5mm,信號線兩端端口用集中端口。仿真帶寬可以用公式 0.35/Tr近似得到,其中Tr為高速數(shù)字信號的上升沿時間,如0.1ns上升沿的數(shù)字信號帶寬為3.5GHz,這里就把仿真帶寬設為3.5GHz,仿 真得到的Y11和Y12參數(shù)幅度和相位隨頻率的關系如圖2和圖3(由于網(wǎng)絡是互易和對稱的,圖中只給出了Y11和Y12的仿真結果,其中Y12用虛線表示)。
3、 矢量擬合系數(shù)及等效電路參數(shù)
對-Y12和Y11+Y12兩條支路進行擬合(考慮到這里Y11=Y12),用了8階就已經得到很好的結果了,如圖4和圖5,圖中用虛線代表擬合曲線。
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