Определение параметров

Линия передачи cpw имеет ширину щели 200 мм, ширину проводника 1600 мм, высоту 635 мм, тангенс потерь 0,005 мм и толщину 17 мкм. В этом примере для моделирования линии передачи cpw используются две различные диэлектрические константы. Значения диэлектрических постоянных 2,323 и 9,2.

cptxline1 = txlineCPW('EpsilonR',2.323,'SlotWidth',200e-6,'ConductorWidth',...
            1600e-6,'Height',635e-6,'LossTangent',0.005,'Thickness',17e-6);
cptxline2 = txlineCPW('EpsilonR',9.2,'SlotWidth',200e-6,'ConductorWidth',...
            1600e-6,'Height',635e-6,'LossTangent',0.005,'Thickness',17e-6);
% x band Frequency range 8 to 12GHz
freq = 5e9:10e6:14e9;

Потеря возврата входного сигнала графика

Результаты для двух различных диэлектрических подложек показывают, что ширина полосы импеданса увеличивается при более низкой диэлектрической постоянной. Результаты измерений для диапазона частот от 5 ГГц до 14GHz и величины S11 < 10 дБ.

figure;
sp1 = sparameters(cptxline1,freq);
sp2 = sparameters(cptxline2,freq);
rfplot(sp1,1,1);hold on;
rfplot(sp2,1,1);
title('Frequency Vs S-Parameters');
legend('EpsilonR 2.323','EpsilonR 9.2');
grid on;

Задержка группы

Изменения групповой задержки в зависимости от частоты являются существенным фактором при использовании фазовой модуляции и высоких скоростей передачи данных. Это нарушение вызывает искажение и ухудшение в широкополосных приложениях. В линии передачи cpw групповая задержка увеличивается с увеличением частоты для обеих диэлектрических подложек.

gd1 = groupdelay(cptxline1,freq,'Impedance',50);
gd2 = groupdelay(cptxline2,freq,'Impedance',50);
figure;plot(freq,gd1);hold on;
plot(freq,gd2);
title('Frequency Vs Group delay');
legend('EpsilonR 2.323','EpsilonR 9.2');
xlabel('Frequency');
ylabel('Group delay');
grid on;

Рисунок шума

Шум генерируется главным образом в пределах входных каскадов самой приемной системы. Каскадные ступени не шумнее других. Шум, генерируемый на входе и усиливаемый усилителем с полным усилением приемника, значительно превышает шум, генерируемый дальше по цепи приемника. В результатах, использующих как более низкую, так и более высокую диэлектрическую постоянную, показатель шума увеличивается с увеличением частоты. Изменение очень меньше в диапазоне частот при использовании более низкой диэлектрической постоянной.

nf1 = noisefigure(cptxline1,freq);
nf2 = noisefigure(cptxline2,freq);
figure;plot(freq,nf1);hold on;
plot(freq,nf2);
title('Frequency Vs Noise Figure');
legend('EpsilonR 2.323','EpsilonR 9.2');
xlabel('Frequency');
ylabel('Noise Figure');
grid on;

Характеристический импеданс

Относительная диэлектрическая проницаемость для однородного диэлектрика влияет на характеристическое полное сопротивление линии передачи cpw. Приблизительно это можно вычислить с помощью электрической модели cpw для уточнения поведения импеданса в полосе частот. Характеристический импеданс определяет величину передачи мощности и эффект ослабления вдоль линии передачи cpw. Характеристический импеданс линии передачи обычно записывается как Z0. При моделировании результирующий характеристический импеданс уменьшается с увеличением частоты в обеих диэлектрических константах. При более низком значении импеданса диэлектрической проницаемости ниже 50 Ом, при более высоком значении импеданса диэлектрической проницаемости выше 50 Ом.

ChImp1 = getZ0(cptxline1,freq);
ChImp2 = getZ0(cptxline2,freq);
figure; plot(freq,ChImp1);hold on;
plot(freq,ChImp2);
title('Frequency Vs Characteristics Impedance');
xlabel('Frequency');
ylabel('Characteristics Impedance');
legend('EpsilonR 2.323','EpsilonR 9.2');
grid on;

Заключение

В радиочастотной и микроволновой схемах диэлектрическая проницаемость подложки играет важную роль и требует точной оценки в широком диапазоне частот. При приведенном выше моделировании видно, что более низкая диэлектрическая проницаемость обеспечивает более широкую полосу пропускания, более низкий показатель шума и более низкую групповую задержку.

Ссылка:

Сова, М. и И. Богдан. «Копланарная конструкция волноводного резонатора для антенных решеток». В шестой Международной конференции по телекоммуникациям в современной спутниковой, кабельной и радиовещательной службе, 2003. ТЕЛСИКС 2003., от 1:57 до 59. Сербия, Черногория, Ниш: IEEE, 2003 .