Коаксиальная линия передачи

Образцовая коаксиальная линия передачи

Библиотека

Подбиблиотека Transmission Lines библиотеки Physical

Описание

Блок Coaxial Transmission Line моделирует коаксиальную линию передачи, описанную в диалоговом окне блока с точки зрения его зависимых частотой S-параметров. Компланарную линию передачи волновода показывают в поперечном сечении в следующей фигуре. Его физические характеристики включают радиус внутреннего проводника a и радиус внешнего проводника b.

Блок позволяет вам смоделировать линию передачи как тупик или как stubless строка.

Линия передачи Stubless

Если вы моделируете коаксиальную линию передачи как stubless строку, блок Coaxial Transmission Line сначала вычисляет ABCD-параметры на каждой частоте, содержавшейся в векторе частот моделирования. Это затем использует функцию abcd2s, чтобы преобразовать ABCD-параметры в S-параметры.

Блок вычисляет ABCD-параметры с помощью физической длины линии передачи, d и комплексного постоянного распространения, k, с помощью следующих уравнений:

$\begin{array}{l} A = \frac{e^{k d} + e^{- k d}}{2} \\ B = \frac{Z_{0} * (e^{k d} - e^{- k d})}{2} \\ C = \frac{e^{k d} - e^{- k d}}{2 * Z_{0}} \\ D = \frac{e^{k d} + e^{- k d}}{2} \end{array}$

Z ₀ и k являются векторами, элементы которых соответствуют элементам f, вектору моделирования частот, определенных блоком Output Port. Оба могут быть выражены с точки зрения сопротивления (R), индуктивность (L), проводимость (G) и емкость (C) на единицу длины (метры) можно следующим образом:

$\begin{matrix} Z_{0} = \sqrt{\frac{R + j ω L}{G + j ω C}} \\ k = k_{r} + j k_{i} = \sqrt{(R + j ω L) (G + j ω C)} \end{matrix}$

где

$\begin{array}{l} R = \frac{1}{2 π σ_{c o n d} δ_{c o n d}} (\frac{1}{a} + \frac{1}{b}) \\ L = \frac{μ}{2 π} \ln (\frac{b}{a}) \\ G = \frac{2 π ω ε^{″}}{\ln (\frac{b}{a})} \\ C = \frac{2 π ε^{'}}{\ln (\frac{b}{a})} \end{array}$

В этих уравнениях:

a является радиусом внутреннего проводника.
b является радиусом внешнего проводника.
_σcond является проводимостью в проводнике.
μ является проницаемостью диэлектрика. μ = μ ₀ _μr, где:
- μ ₀ является проницаемостью в свободном пространстве.
- _μr является значением параметров Relative permeability constant.
Комплексной диэлектрической постоянной, данной ε = ε′ − јε″= ε′ ( 1 − јtanδ)
ε′ является действительной частью комплексной диэлектрической постоянной ε, ε′ = ε ₀_εr. ε″ является мнимой частью комплексной диэлектрической постоянной ε, ε″ = ε _0εrtan δ где:
- ε ₀ является проницаемостью свободного пространства.
- _εr является значением параметров Relative permittivity constant.
- коричневый δ является значением параметров Loss tangent of dielectric.
_δcond является глубиной кожи проводника, который блок вычисляет как $1 / \sqrt{π f μ σ_{c o n d}}$ .

Шунт и серийные тупики

Если вы моделируете линию передачи как шунт или серийный тупик, блок Coaxial Transmission Line сначала вычисляет ABCD-параметры на каждой частоте, содержавшейся в векторе частот моделирования. Это затем использует функцию abcd2s, чтобы преобразовать ABCD-параметры в S-параметры.

Шунтируйте ABCD-параметры

Когда вы устанавливаете параметр Stub mode в диалоговом окне маски к Shunt, сеть 2D порта состоит из тупиковой линии передачи, которую можно отключить или с коротким замыканием или с разомкнутой цепью как показано здесь.

_Zin является входным импедансом схемы шунта. ABCD-параметры для тупика шунта вычисляются как

$\begin{matrix} A = 1 \\ B = 0 \\ C = 1 / Z_{i n} \\ D = 1 \end{matrix}$

Серийные ABCD-параметры

Когда вы устанавливаете параметр Stub mode в диалоговом окне маски к Series, сеть 2D порта состоит из серийной линии передачи, которую можно отключить или с коротким замыканием или с разомкнутой цепью как показано здесь.

_Zin является входным импедансом последовательной схемы. ABCD-параметры для серийного тупика вычисляются как

$\begin{matrix} A = 1 \\ B = Z_{i n} \\ C = 0 \\ D = 1 \end{matrix}$

Параметры

Основная вкладка

Outer radius (m): Радиус внешнего проводника коаксиальной линии передачи.
Inner radius (m): Радиус внутреннего проводника коаксиальной линии передачи.
Relative permeability constant: Относительная проницаемость диэлектрика, выраженного как отношение проницаемости диэлектрика к проницаемости в свободном пространстве μ ₀.
Relative permittivity constant: Относительная проницаемость диэлектрика, выраженного как отношение проницаемости диэлектрика к проницаемости в свободном пространстве ε ₀.
Loss tangent of dielectric: Угловая касательная потерь диэлектрика.
Conductivity of conductor (S/m): Проводимость проводника в Siemens на метр.
Transmission line length (m): Физическая длина линии передачи.
Stub mode: Тип тупика. Выбором является Not a stub, Shunt или Series.
Termination of stub: Тупиковое завершение для тупиковых режимов Shunt и Series. Выбором является Open или Short. Этот параметр становится видимым только, когда Stub mode установлен в Shunt или Series.

Вкладка визуализации

Для получения информации о графическом выводе смотрите, Создают Графики.

Ссылки

[1] Pozar, Дэвид М. Микроволновая разработка, John Wiley & Sons, Inc., 2005.

Документация