HFSS物理原型之：微帶線(xiàn)（microstrip line）

2016-10-29 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

微帶線(xiàn)的物理原型就是金屬導(dǎo)體印刷薄線(xiàn),在HFSS中是沒(méi)有寬度的二維圖形來(lái)表示的,如retancle等

下面來(lái)說(shuō)說(shuō)微帶線(xiàn)是什么鬼?

一般的傳輸線(xiàn)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的導(dǎo)體組成,用來(lái)傳輸橫電磁波(TEM波),常見(jiàn)的傳輸線(xiàn)有雙線(xiàn)、同軸線(xiàn)、帶狀線(xiàn)和微帶線(xiàn)等。

其中,微帶線(xiàn)是最普遍使用的平面?zhèn)鬏斁€(xiàn)之一,微帶線(xiàn)可以用光刻工藝制作,并且易于與其他無(wú)源和有源器件集成,因此被廣泛應(yīng)用于印刷電路板PCB中。

最常使用的微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)有4種:表面微帶線(xiàn)(surface microstrip)、嵌入式微帶線(xiàn)(embedded microstrip)、帶狀線(xiàn)(stripline)、雙帶線(xiàn)(dual-stripline)

HFSS物理原型之:微帶線(xiàn)(microstrip line)HFSS圖片1

這就是微帶線(xiàn)組成的電路

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這個(gè)是某公司生成的微帶天線(xiàn)

HFSS物理原型之:微帶線(xiàn)(microstrip line)HFSS分析圖片3

這是某公司的微帶線(xiàn)板

在精密電路設(shè)計(jì)中,人們往往容易忽略印刷電路板本身的電特性設(shè)計(jì),而這對(duì)整個(gè)電路的功能可能是有害的。如果電特性設(shè)計(jì)得當(dāng),它將具有減少干擾和提高抗干擾性的優(yōu)點(diǎn)。在高速電路中,應(yīng)該把印制跡線(xiàn)作為傳輸線(xiàn)處理。

常用的印制電路板傳輸線(xiàn)是微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)。

微帶線(xiàn)是一種用電介質(zhì)將導(dǎo)線(xiàn)與接地面隔開(kāi)的傳輸線(xiàn),印制跡線(xiàn)的厚度、寬度和跡線(xiàn)與接地面間介質(zhì)的厚度,以及電介質(zhì)的介電常數(shù),決定微帶線(xiàn)特性阻抗的大小。

微帶線(xiàn)的幾何形狀如圖(a)所示,導(dǎo)帶的寬度w 是印在薄的、接地的介質(zhì)基片上,基片的厚度為d,相對(duì)介電常數(shù),電磁場(chǎng)示意圖如圖(b)所示。

實(shí)際上,微帶線(xiàn)的準(zhǔn)確場(chǎng)是一個(gè)混合TE-TM波,需要更加先進(jìn)的分析技術(shù),但在大部分的實(shí)際應(yīng)用中,介質(zhì)基片電氣上很薄(d <<波長(zhǎng)),所以場(chǎng)是準(zhǔn)TEM波。

換句話(huà)說(shuō),場(chǎng)本質(zhì)上與靜電場(chǎng)是相同的。因此,通過(guò)靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)解,可得到相近的相速、傳播速度和特性阻抗。

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1. 微帶線(xiàn)是一根帶狀導(dǎo)(信號(hào)線(xiàn)).與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開(kāi)。如果線(xiàn)的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的,則它的特性阻抗也是可以控制的。

2. 帶狀線(xiàn)是一條置于兩層導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線(xiàn)。如果線(xiàn)的厚度和寬度、介質(zhì)的介電常數(shù)以及兩層導(dǎo)電平面間的距離是可控的,那么線(xiàn)的特性阻抗也是可控的. 單位長(zhǎng)度微帶線(xiàn)的傳輸延遲時(shí)間,僅僅取決于介電常數(shù)而與線(xiàn)的寬度或間隔無(wú)關(guān)

3. PCB的特性阻抗Z0與PCB設(shè)計(jì)中布局和走線(xiàn)方式密切相關(guān)。影響PCB走線(xiàn)特性阻抗

的因素主要有:銅線(xiàn)的寬度和厚度、介質(zhì)的介電常數(shù)和厚度、焊盤(pán)的厚度、地線(xiàn)的路徑、周邊的走線(xiàn)等。

4. 當(dāng)印制線(xiàn)上傳輸?shù)男盘?hào)速度超過(guò)100MHz時(shí),必須將印制線(xiàn)看成是帶有寄生電容和電感

的傳輸線(xiàn),而且在高頻下會(huì)有趨膚效誚和電介質(zhì)損耗,這些都會(huì)影響傳輸線(xiàn)的特征阻抗。按照傳輸線(xiàn)的結(jié)構(gòu),可以將它分為微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)。

在PCB的特性阻抗設(shè)計(jì)中,微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)是最受歡迎的,因而得到最廣泛的推廣與應(yīng)用

最常使用的微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)有4種:表面微帶線(xiàn)(surface microstrip)、嵌入式微帶線(xiàn)(embedded microstrip)、帶狀線(xiàn)(stripline)、雙帶線(xiàn)(dual-stripline)。

5. 微帶線(xiàn)是位于接地層上由電介質(zhì)隔開(kāi)的印制導(dǎo)線(xiàn),它是一根帶狀導(dǎo)(信號(hào)線(xiàn)).與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開(kāi)。印制導(dǎo)線(xiàn)的厚度、寬度、印制導(dǎo)線(xiàn)與地層的距離以及電介質(zhì)的介電常數(shù)決定了微帶線(xiàn)的特性阻抗。如果線(xiàn)的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的,則它的特性阻抗也是可以控制的。單位長(zhǎng)度微帶線(xiàn)的傳輸延遲時(shí)間,僅僅取決于介電常數(shù)而與線(xiàn)的寬度或間隔無(wú)關(guān)

帶狀線(xiàn)是介于兩個(gè)接地層之間的印制導(dǎo)線(xiàn),它是一條置于兩層導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線(xiàn)。它的特性阻抗和印制導(dǎo)線(xiàn)的寬度、厚度、電介質(zhì)的介電常數(shù)以及兩個(gè)接層的距離有關(guān)。如果線(xiàn)的厚度和寬度、介質(zhì)的介電常數(shù)以及兩層導(dǎo)電平面間的距離是可控的,那么線(xiàn)的特性阻抗也是可控的.單位長(zhǎng)度帶狀線(xiàn)的傳輸延遲時(shí)間與線(xiàn)的寬度或間距是無(wú)關(guān)的;僅取決于所用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)