微帶線仿真分析

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1、微帶線仿真分析作者：tony1、仿真結(jié)構(gòu)下面利用傳輸線理論和FEM-VFM兩種方法對(duì)一?微帶線結(jié)構(gòu)的連續(xù)傳輸線（如圖1所示）進(jìn)行了建模和仿真，捉取了等效SPICE電路，從而得到了所需的時(shí)域仿真波形。如圖1,微帶線特性阻抗設(shè)置為50必加，這樣可以與一般測(cè)試設(shè)備端口阻抗（如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和頻譜儀等）相匹配，借助微帶線阻抗計(jì)算公式，模型結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置如下：信號(hào)線和地平而材料設(shè)為銅，電導(dǎo)率cr=5.8xl07S/m,信號(hào)線寬W=2.9mm,線長(zhǎng)L=50mm,線厚度T=0.01Smm,地平面長(zhǎng)度為60mm9寬為30mm；介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)￡=4.4,

2、損耗角5=0.015,厚度1.5/777770這里，信號(hào)線位于結(jié)構(gòu)的屮央位置。60mmT亠圖1待仿真的微帶互連線結(jié)構(gòu)2、場(chǎng)仿真結(jié)果用冇限元方法仿真時(shí)，設(shè)PML吸收邊界與傳輸線結(jié)構(gòu)的間距為7.5mm,吸收層厚度為5.5mm,信號(hào)線兩端端口用集中端口。仿真帶寬可以用公式0.35/7?近似得到，其中乃為高速數(shù)字信號(hào)的上升沿時(shí)間，如0.1ns上升沿的數(shù)字信號(hào)帶寬為3.5GHz,這里就把仿真帶寬設(shè)為3.5GHz,仿真得到的蛤和乙參數(shù)幅度和相位隨頻率的關(guān)系如圖2和圖3（由于網(wǎng)絡(luò)是互易和對(duì)稱的，圖中只給出了$和乙的仿真結(jié)果，其屮怡用虛線表示）。圖2導(dǎo)納

3、參數(shù)$和Yn的幅度(6豈羽決S吟圖3導(dǎo)納參數(shù)蛤和嶺的相位3、矢量擬合系數(shù)及等效電路參數(shù)對(duì)-乙2和蛤+乙兩條支路進(jìn)行擬合（考慮到這里蛤=鶴），用了8階就已經(jīng)得到很好的結(jié)果了，如圖4和圖5,圖屮用虛線代表擬合曲線。10°10-1S10'3104I幅值矢量擬合00.511.522.53頻率(GHz)3.5-1000.511.52253頻率(GHz)相位矢量擬合550■■20003.5圖4-乙和診+丫12兩條支路幅值矢量擬合200150100圖5-兒2和嶺+兒2兩條支路相位矢量擬合-乙和人+5擬合系數(shù)和等效電路參數(shù)如表3?1所示。表3-1-乙和診

4、+怡擬合系數(shù)和等效電路參數(shù)Y12極點(diǎn)a留數(shù)cRcl(Rr)(Q)Lc(Lr)(H)Rc2(Q)Cc(F)實(shí)極點(diǎn)-1.9454e+66.8417e+72.8434e-21.4616e-8-2.0519c+9376605.4485c+42.6553c-5共復(fù)數(shù)極1*7八、、-9.2063e+7+9.9738e+9i-6.8178e+7+70220i-5.9983e-l-7.3337e-9-7.1289e+3-1.3707e-012-9.2063C+7-9.9738e+9i-6.8178C+7-70220i-1.84e+8+1.9858e+10

5、i6.703e+7+5437li1.49277.4593e-91.7520e+43.3996e-013-I.84C+8-1.9858e+10i6.703C+7-5437li-2.0105e+8+2.9525e+10i-5.492le+7+8.5129e+5i2.3360-9.1040e-9-1.205le+4-1.2597e-013-2.0105e+8-2.9525e+10i-5.492le+7■&5129e+5id=8.1616e-5Rd=1.2252e+4e=2.5998e-l4Ce=2.5998e-14Yll+Y12極點(diǎn)a留數(shù)cRc

6、l(Rr)(Q)Lc(Lr)(H)Rc2(Q)Cc(F)實(shí)極點(diǎn)-1.9454c+65464.33.5602c+21.8301C-4-2.0519e+9-2.6389e+5-7.7756e+3-3.7895e-6共軌復(fù)數(shù)極點(diǎn)-9.2063e+7+9.9738e+9i1.3594e+8-1.3343e+5i3.026le-13.678le-93.5923e+32.733le-012-9.2063C+7-9.9738e+9i1.3594c+8+1.3343e+5i-L84e+8+1.9858e+10i?1.0311e+6-1290.2i-1.0

7、127e+2-4.8492e-7-1.2015e+6-5.2295e-015-1.84e+8-1.9858e+10i-1.031le+6+1290.2i-2.0105e+8+2.9525e+10i1.4577e+8-6.7644e+6i-4.00993.430le-91.9072e+33.3372e-013-2.0105e+8-2.9525e+10i1.4577e+8+6.7644e+6id=-().0005794Rd=l.7259e+3e=3.6376e-13Ce=3.6376e-134、時(shí)域仿真得到這些參數(shù)后，就可以進(jìn)行時(shí)域仿真了（二

8、端口網(wǎng)絡(luò)），假設(shè)輸入信號(hào)內(nèi)是數(shù)字信號(hào)，源內(nèi)阻為25亦,延遲為零，上升沿和下降沿都為0.1ns,周期為2ns,其保持時(shí)間為0.8ns,低電平為0V,高電平為2V。如圖6所示。圖6二端口網(wǎng)絡(luò)時(shí)域仿