Документация Engee

txlineMicrostrip

Создает микрополосковую линию передачи.

Библиотека

EngeeRF

Описание

Используйте функцию txlineMicrostrip для создания стандартной, встроенной, инвертированной или подвесной микрополосковой линии передачи.

На следующем рисунке показаны поперечные сечения четырех типов микрополосковой линии передачи. Ее физические характеристики включают ширину проводника , толщину проводника , толщину диэлектрика , относительную диэлектрическую проницаемость и высоту проводника над заземляющей плоскостью .

txlinemicrostrip 1 rutxlinemicrostrip 2 ru

txlinemicrostrip 3 rutxlinemicrostrip 4 ru

На рисунке также указаны — значение аргумента SigmaCond и — значение аргумента LossTangent.

Синтаксис

Вызов функции

  • txline = txlineMicrostrip() — создает объект стандартной микрополосковой линии передачи, свойства которого заданы по умолчанию.

  • txline = txlineMicrostrip(Name=Value) — устанавливает свойства, заданные одним или несколькими аргументами типа «имя-значение». Неуказанные свойства сохраняют свои значения по умолчанию.

Аргументы

Входные аргументы «имя-значение»

Укажите необязательные пары аргументов в виде Name=Value, где Name — имя аргумента, а Value — соответствующее значение.

Пример: txline = txlineMicrostrip(Width = 0.0046) создает стандартную микрополосковую линию передачи шириной 0.0046 м. Можно указать несколько пар «имя-значение».

# Type — тип микрополосковой линии передачи
"Standard" (по умолчанию) | "Embedded" | "Inverted" | "Suspended"

Details

Тип микрополосковой линии передачи, заданный одним из следующих значений:

  • "Standard" — стандартная микрополосковая линия передачи;

  • "Embedded" — встроенная микрополосковая линия передачи;

  • "Inverted" — инвертированная микрополосковая линия передачи;

  • "Suspended" — подвесная микрополосковая линия передачи.

Типы данных

String

# LineLength — физическая длина линии передачи
0.01 (по умолчанию) | скаляр

Details

Физическая длина микрополосковой линии передачи, заданная как положительный скаляр в метрах.

Типы данных

Float64

# Width — физическая ширина линии передачи
0.0006 (по умолчанию) | скаляр

Details

Физическая ширина микрополосковой линии передачи, заданная как положительный скаляр в метрах.

Типы данных

Float64

# Height — физическая высота проводника
0.000635 (по умолчанию) | скаляр

Details

Физическая высота проводника, заданная как положительный скаляр в метрах.

Зависимости

Чтобы использовать этот аргумент, установите для аргумента Type значение "Embedded", "Inverted" или "Suspended".

Типы данных

Float64

# TotalHeight — полная высота
0.000635 (по умолчанию) | скаляр

Details

Полная высота, заданная как положительный скаляр в метрах.

Типы данных

Float64

# DielectricThickness — толщина диэлектрика микрополосковой линии передачи
0.000635 (по умолчанию) | скаляр

Details

Толщина диэлектрика инвертированной, встроенной или подвесной микрополосковой линии передачи, заданная как положительный скаляр в метрах. Значения толщины диэлектрика по умолчанию для встроенной, инвертированной и подвесной микрополосковых линий передач приведены в таблице, где — толщина диэлектрика, — ширина проводника.

Тип микрополосковой линии передачи Значение аргумента DielectricThickness по умолчанию Ожидаемые значения

"Embedded"

Height * 2

"Inverted"

Height

"Suspended"

Height / 2
По умолчанию функция txlineMicrostrip устанавливает толщину диэлектрика стандартной микрополосковой линии передачи равной значению аргумента Height.

Зависимости

Чтобы использовать этот аргумент, установите для аргумента Type значение "Embedded", "Inverted" или "Suspended".

Типы данных

Float64

# Thickness — физическая толщина линии передачи
5.0e−6 (по умолчанию) | скаляр

Details

Физическая толщина микрополосковой линии передачи, заданная как положительный скаляр в метрах. Теперь можно моделировать микрополосковую линию передачи с толщиной 0 мм.

Типы данных

Float64

# EpsilonR — относительная диэлектрическая проницаемость
9.8 (по умолчанию) | скаляр

Details

Относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, заданная как положительный скаляр.

Типы данных

Float64

# LossTangent — тангенс угла диэлектрических потерь
0.0 (по умолчанию) | скаляр

Details

Тангенс угла диэлектрических потерь, заданный как неотрицательный скаляр.

Типы данных

Float64

# SigmaCond — погонная проводимость
Inf (по умолчанию) | скаляр

Details

Погонная проводимость, заданная как неотрицательный скаляр в сименсах на метр (См/м).

Типы данных

Float64

# Termination — замыкание шлейфовой линии передачи
"NotApplicable" (по умолчанию) | "Open" | "Short"

Details

Замыкание шлейфовой линии передачи, заданное одним из следующих значений: "NotApplicable", "Open", "Short".

# StubMode — тип шлейфа
"NotAStub" (по умолчанию) | "Series" | "Shunt"

Details

Тип шлейфа, заданный одним из следующих значений: "NotAStub", "Series", "Shunt".

# Name — название линии передачи
"Microstrip" (по умолчанию) | строка

Details

Название микрополосковой линии передачи, заданное как строка.

Типы данных

String

# Terminals — клеммы микрополосковой линии передачи
("p1+", "p2+", "p1−", "p2−") (по умолчанию) | кортеж строк

Details

Клеммы микрополосковой линии передачи, заданные как кортеж строк из 4 элементов.

Этот аргумент доступен только для чтения.

# NumPorts — количество входных и выходных портов
2 (по умолчанию) | скаляр

Details

Количество входных и выходных портов, заданное как положительный скаляр.

Этот аргумент доступен только для чтения.
Типы данных

Int64

Выходные аргументы

# txline — объект линии передачи
объект

Details

Объект микрополосковой линии передачи, содержащий следующие свойства:

  • Type — тип линии передачи;

  • LineLength — длина линии передачи;

  • Width — ширина линии передачи;

  • Height — высота проводника;

  • TotalHeight — полная высота;

  • DielectricThickness — толщина диэлектрика линии передачи;

  • Thickness — толщина линии передачи;

  • EpsilonR — относительная диэлектрическая проницаемость;

  • LossTangent — тангенс угла диэлектрических потерь;

  • SigmaCond — погонная проводимость;

  • Termination — замыкание шлейфовой линии передачи;

  • StubMode — тип шлейфа;

  • Name — название объекта в виде строки, например "Microstrip";

  • Terminals — имена клемм в виде кортежа строк;

  • NumPorts — количество портов;

  • Parent — родительская схема, которой принадлежит объект цепи;

  • ParentNodes — узлы родительской схемы в виде массива целых чисел, отображаемые только после добавления дочерней схемы к родительской схеме;

  • ParentPath — полный путь к родительской схеме в виде строки, отображаемый только после добавления дочерней схемы к родительской схеме;

  • Ports — имена портов в виде кортежа строк: ("p1", "p2").

Примеры

S-параметры и групповая задержка микрополосковой линии передачи

Details

Создадим микрополосковую линию передачи со следующими свойствами:

  • Ширина: 0.08 мм;

  • Длина линии: 12.2777 мм;

  • Толщина: 10e−6 м;

  • Относительная диэлектрическая проницаемость: 3.9;

  • Погонная проводимость: 5.88e7 См/м.

using EngeeRF

microstriptxline = txlineMicrostrip(LineLength = 12.2777e-3,
                                    Width = 0.08e-3, Thickness = 10e-6,
                                    EpsilonR = 3.9, SigmaCond = 5.88e7)

Рассчитаем S-параметры линии передачи на частоте 10 ГГц.

sparam = sparameters(microstriptxline, 10e9, 50)

println("Impedance: ", sparam.Impedance,
        "\nNumPorts: ", sparam.NumPorts,
        "\nFrequencies: ", sparam.Frequencies,
        "\nParameters: ", sparam.Parameters)
Impedance: 50
NumPorts: 2
Frequencies: [1.0e10]
Parameters: ComplexF64[0.6948678545439806 + 0.24909256643028208im -0.22768417547072084 + 0.6233009650582779im; -0.22768417547072078 + 0.6233009650582778im 0.6948678545439806 + 0.2490925664302822im;;;]

Рассчитаем групповую задержку линии передачи на частоте 10 ГГц.

freqs = [10e9, 10e9 + 1e3]
gd = groupdelay(microstriptxline, freqs)
2-element Vector{Float64}:
 4.9333968511297063e-11
 4.9333968511297063e-11

S-параметры подвесной микрополосковой линии

Details

Создадим микрополосковую линию передачи с медным проводником и тефлоновой подложкой.

using EngeeRF

tx = txlineMicrostrip(Type = "Suspended", LineLength = 0.04705,
                      Width = 3.5e-3, Height = 1.6e-3,
                      DielectricThickness = 0.8e-3, Thickness = 3.556e-5,
                      EpsilonR = 2.1, LossTangent = 0.2e-3, SigmaCond = 596e5)

Рассчитаем и построим S-параметры с опорным импедансом 50 Ом.

freq = (1:40) * 100e6
Srf = sparameters(tx, freq, 50)

rfplot(Srf)

txlinemicrostrip 1

Алгоритмы

Если для аргумента StubMode задано значение "Shunt", то двухпортовая сеть состоит из шлейфовой линии передачи, которую можно замкнуть или разомкнуть, как показано на следующем рисунке.

rfckt coaxial 1

Здесь — входной импеданс параллельной цепи. ABCD-параметры для параллельного шлейфа рассчитываются следующим образом:







Если для аргумента StubMode задано значение "Series", то двухпортовая сеть представляет собой последовательную линию передачи, которую можно замкнуть или разомкнуть, как показано на следующем рисунке.

rfckt coaxial 2

Здесь — входной импеданс последовательной цепи. ABCD-параметры для последовательного шлейфа рассчитываются следующим образом:







Литература

  1. Garg, Ramesh, I. J. Bahl, and Maurizio Bozzi. Microstrip Lines and Slotlines. 3rd ed. Artech House Microwave Library. Boston: Artech House, 2013.

  2. Wadell, Brian C. Transmission Line Design Handbook. The Artech House Microwave Library. Boston: Artech House, 1991.