Coaxial Transmission Line

Коаксиальная линия электропередачи модели

Библиотека

Подбиблиотека Transmission Lines библиотеки Physical

Описание

Блок Coaxial Transmission Line моделирует коаксиальную линию электропередачи, описанную в диалоговом окне блока в терминах его зависимых частотой S-параметров. Компланарную линию электропередачи волновода показывают в поперечном сечении в следующем рисунке. Его физические характеристики включают радиус внутреннего проводника a и радиус внешнего проводника b.

Блок позволяет вам смоделировать линию электропередачи как тупик или как stubless линия.

Линия электропередачи Stubless

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

Блок вычисляет ABCD-параметры с помощью физической длины линии электропередачи, 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 в терминах 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 электропередачи как шунт или серийный тупик, блок Coaxial Transmission Line сначала вычисляет ABCD-параметры на каждой частоте, содержавшейся в векторе частот моделирования. Это затем использует abcd2s функционируйте, 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 электропередачи, 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 электропередачи, 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 электропередачи.
Inner radius (m): Радиус внутреннего проводника коаксиальной линии электропередачи.
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 электропередачи.
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