Моделируйте линию электропередачи
RF Blockset/Огибающая цепи/Элементы
Используйте блок Transmission Line, чтобы смоделировать линии электропередач с задержкой, куски и распределенные линии электропередачи. Опции диалогового окна маски изменяются автоматически, чтобы соответствовать выбору типа модели.
Model type - Типовой тип линии электропередачиDelay-based and lossless (по умолчанию) | Delay-based and lossy | Lumped parameter L-section | Lumped parameter Pi-section | Coaxial | Coplanar waveguide | Microstrip | Two-wire | Parallel-plate | Equation-based | RLCGМоделируйте тип линии электропередачи, заданный как один из следующих:
Delay-based and lossless - линия электропередачи основана на задержке, но без потерь.
Delay-based and lossy - линия электропередачи основана на задержке и происходит потеря.
Lumped parameter L-section - линия электропередачи как ряд L-участков RLGC.
Lumped parameter Pi-section - линия электропередачи как ряд пи-секций RLGC.
Coaxial - линия электропередачи как коаксиальная линия электропередачи. Коаксиальная линия электропередачи показана в поперечном сечении на следующем рисунке. Его физические характеристики включают радиус внутреннего проводника, a и радиус внешнего проводника b.
Coplanar waveguide - линия электропередачи в виде копланарного волновода. Копланарная волноводная линия электропередачи показана в поперечном сечении на следующем рисунке. Его физические характеристики включают ширину проводника, w, толщину проводника, t, ширину паза, s, высоту подложки, d и относительную проницаемость, ε.
Microstrip - линия электропередачи как микрополосковая линия электропередачи. Микрополосковая линия электропередачи показана в поперечном сечении на следующем рисунке. Его физические характеристики включают ширину микрополоски, w, толщину микрополоски, t, высоту подложки, d и относительную проницаемость, ε.
Two-wire - линия электропередачи в виде двухпроводной линии электропередачи. Двухпроводная линия электропередачи показана в поперечном сечении на следующем рисунке. Его физические характеристики включают радиус проводов, a, разделение или физическое расстояние между центрами проводов, S, и относительную диэлектрическую проницаемость и проницаемость проводов ссылки. Программное обеспечение RF Blockset™ Equivalent Baseband принимает, что относительная диэлектрическая проницаемость и проницаемость являются равномерными.
Parallel plate –
линия электропередачи как параллельная линия электропередачи. Параллельная линия электропередачи показана в поперечном сечении на следующем рисунке. Его физические характеристики включают ширину, w и разделение диска, d. Ссылки.
Equation based –
линия электропередачи как основанная на уравнении линия электропередачи. Линия электропередачи, которая может быть потеряна или потеряна, рассматривается как двухпортовая линейная сеть.
RLCG –
линия электропередачи в качестве линии электропередачи RLCG. Эта линия описана в диалоговом окне блока с точки зрения его частотно-зависимого сопротивления, индуктивности, емкости и проводимости. Линия электропередачи, которая может быть потеряна или потеряна, рассматривается как двухпортовая линейная сеть.
Transmission delay - Задержка линии электропередач4.7e-9 s (по умолчанию) | действительный скалярЗадержка в линии электропередачи, заданная как действительный скаляр в s, миллисекунды, микросекунды или наносекунды.
Чтобы включить этот параметр, выберите один из следующих:
Delay-based and lossless в Model type.
Delay-based and lossy в Model type.
Characteristic impedance - Импеданс линии электропередачи50 Ohm (по умолчанию) | действительный скалярИмпеданс линии электропередачи, заданный как действительный скаляр в Ohm, kOhm, MOhm, или GOhm.
Чтобы включить этот параметр, выберите один из следующих:
Delay-based and lossless, Delay-based and lossy, или Equation-based в Model type.
Lumped parameter L-section или Lumped parameter Pi-section в Model type и By characterisitc impedance and capacitance в Parameterization.
Resistance per unit length - Сопротивление на единицу длины линии электропередачи0.3 Ohm/m (по умолчанию) | положительная скалярная величинаСопротивление на модуль длину линии электропередачи, заданное как положительная скалярная величина в Ohm/m, kOhm/m, MOhm/m, или GOhm/m.
Чтобы включить этот параметр, выберите один из следующих:
Delay-based and lossy или RLCG в Model type.
Lumped parameter L-section или Lumped parameter Pi-section в Model type и By characterisitc impedance and capacitance в Parameterization.
Line length - Физическая длина линии электропередачи1 cm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаФизическая длина линии электропередачи или l, заданная как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите один из следующих:
Delay-based and lossy, Coaxial, Coplanar waveguide, Microstrip, или Two-wire, Parallel-plate, Equation-based, или RLCG в Model type.
Lumped parameter L-section или Lumped parameter Pi-section в Model type и By characterisitc impedance and capacitance или By inductance and capacitance в Parameterization.
Number of segments - Количество сегментов в линии электропередачи10 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаКоличество сегментов в линию электропередачи, заданное как положительная скалярная величина.
Чтобы включить этот параметр, выберите один из следующих:
Delay-based and lossy в Model type.
Lumped parameter L-section или Lumped parameter Pi-section в Model type и By characterisitc impedance and capacitance или By inductance and capacitance в Parameterization.
Parameterization - Тип параметров для моделирования сегментов в линии электропередачиBy characterisitc impedance and capacitance (по умолчанию) | By inductance and capacitanceТип параметров для моделирования сегментов в линии электропередачи, заданный как By characterisitc impedance and capacitance или By inductance and capacitance.
Чтобы включить этот параметр, выберите Lumped parameter L-section или Lumped parameter Pi-section в Model type.
Capacitance per unit length - Емкость на единицу длины линии электропередачи94e-12 F/m (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЕмкость на модуль длину линии электропередачи, заданная как положительная скалярная величина в F/m, mF/m, uF/m, nF/m, или pF/m.
Чтобы включить этот параметр, выберите Lumped parameter L-section, Lumped parameter Pi-section, или RLCG в Model type.
Conductance per unit length - Проводимость на единицу длины линии электропередачи5e-6 S/m (по умолчанию) | положительная скалярная величинаПроводимость на модуль длину линии электропередачи, заданная как положительная скалярная величина в S/m, mS/m, uS/m, или nS/m.
Чтобы включить этот параметр, выберите Lumped parameter L-section, Lumped parameter Pi-section, или RLCG в Model type.
Inductance per unit length - Индуктивность на единицу длины линии электропередачи235e-9 H/m (по умолчанию) | положительная скалярная величинаИндуктивность на модуль длину линии электропередачи, заданная как положительная скалярная величина в H/m, mH/m, uH/m, или nH/m.
Чтобы включить этот параметр, выберите один из следующих:
Lumped parameter L-section, или Lumped parameter Pi-section в Model type и By inductance and capacitance в Parameterization.
RLCG в Model type
Outer radius - Внешний радиус коаксиальной линии электропередачи2.57 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВнешний радиус коаксиальной линии электропередачи, заданный как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coaxial в Model type.
Inner radius - Внутренний радиус коаксиальной линии электропередачи2.57 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВнутренний радиус коаксиальной линии электропередачи, заданный как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coaxial в Model type.
Relative permeability constant - Относительная проницаемость диэлектрика1 (по умолчанию) | скаляромОтносительная проницаемость диэлектрика, заданная как скаляр.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coaxial, Two-wire, или Parallel-plate в Model type.
Relative permittivity constant - Относительная диэлектрическая диэлектрическая проницаемость2.2 (по умолчанию) | скаляромОтносительная диэлектрическая диэлектрическая проницаемость, заданная как скаляр.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coaxial, Coplanar waveguide, Microstrip, Two-wire, или Parallel-plate в Model type.
Loss Tangent of dielectric - Тангенс угла потерь диэлектрика0 (по умолчанию) | скаляромТангенс угла потерь диэлектрика, заданный как скаляр.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coaxial, Coplanar waveguide, Microstrip, Two-wire, или Parallel-plate в Model type.
Conductivity of conductor - Проводимость проводникаinf (по умолчанию) | скаляромПроводимость проводника, заданная как скаляр в S/m, mS/m, uS/m, или nS/m.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coaxial, Coplanar waveguide, Microstrip, Two-wire или Parallel-plate в Model type.
Stub mode - Тип заглушкиNot a stub (по умолчанию) | Shunt | SeriesТип заглушки, заданный как Not a stub, Shunt, или Series. Смотрите Расчеты параметров для линии электропередачи с заглушкой.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coaxial, Coplanar waveguide, Microstrip
Two-wire, Parallel-plate, Equation-based, или RLCG в Model type.
Termination of stub - Тип разрыва для заглушкиOpen (по умолчанию) | ShortТип разрыва для заглушки, заданный как Open или Short.
Чтобы включить этот параметр, выберите Series или Shunt в Stub mode.
Conductor width - Физическая ширина проводника0.6 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаФизическая ширина проводника, заданная как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coplanar waveguide в Model type.
Slot width - Физическая ширина паза0.2 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаФизическая ширина паза, заданная как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coplanar waveguide в Model type.
Substrate height - Толщина диэлектрика, на котором расположен проводник0.635 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаТолщина диэлектрика, на котором расположен проводник, заданная как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coplanar waveguide или Microstrip в Model type.
Strip thickness - Физическая толщина проводника5 um (по умолчанию) | положительная скалярная величинаФизическая толщина проводника, заданная как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Coplanar waveguide или Microstrip в Model type.
Strip Width - Ширина микрополосковой линии электропередачи0.6 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаШирина микрополосковой линии электропередачи, заданная как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Microstrip в Model type.
Wire radius - Радиус проводов двухпроводной линии электропередачи0.67 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаРадиус проводящих проводов двухпроводной линии электропередач, заданный как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Two-wire в Model type.
Wire separation - Физическое расстояние между проводящими проводами двухпроводной линии электропередачи1.62 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаФизическое расстояние между проводящими проводами двухпроводной линии электропередачи, заданное как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Two-wire в Model type.
Plate width - Ширина линии электропередач с параллельным диском5 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаШирина линии электропередачи параллельного диска, заданная как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Parallel-plate в Model type.
Plate separation - Толщина диэлектрических разделительных пластин1 mm (по умолчанию) | положительная скалярная величинаТолщина диэлектрика, разделяющего пластины, заданная как положительная скалярная величина в m, cm, mm, um, in, или ft.
Чтобы включить этот параметр, выберите Parallel-plate в Model type.
Phase velocity (m/s) - Скорость распространения равномерной плоской волны на линии электропередачи299792458 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаСкорость распространения равномерной плоской волны на линию электропередачи, заданная как положительная скалярная величина в метрах в секунду
Чтобы включить этот параметр, выберите Equation-based в Model type.
Loss (dB/m) - Снижение силы сигнала при его перемещении по линия электропередачи0 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаУменьшение силы сигнала при перемещении по линию электропередачи, заданное как положительная скалярная величина в метрах в секунду
Чтобы включить этот параметр, выберите Equation-based в Model type.
Frequency - Частоты моделирования1e9 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаЧастоты моделирования, заданные как положительная скалярная величина или вектор в Hz, kHz, MHz, или GHz.
Чтобы включить этот параметр, выберите Equation-based или RLCG в Model type.
Interpolation method - Метод интерполяции, используемый для вычисления значений на частотах моделированияLinear (по умолчанию) | Spline | CubicМетод интерполяции, используемый для вычисления значений на частотах моделирования, заданный как Linear, Spline, или Cubic.
Чтобы включить этот параметр, выберите Equation-based или RLCG в Model type.
Ground and hide negative terminals - Клеммы наземной радиочастотной цепиon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр для внутреннего заземления и скрытия отрицательных клемм. Чтобы открыть отрицательные клеммы, очистите этот параметр. Выставляя эти терминалы, можно соединить их с другими частями вашей модели.
По умолчанию эта опция выбрана.
Примечание
Вкладка опций моделирования активирована для всех опций линии электропередачи, кроме Delay-based and lossless, Delay-based and lossy, Lumped parameter L-section, и Lumped parameter pi-section.
Modeling Options - Опции для моделирования S-параметровFrequency domain (по умолчанию) | Time domain (rationalfit)Опции для моделирования S-параметров, заданные как:
Frequency domain - Вычисляет импульсную характеристику основной полосы для каждой несущей частоты независимо. Этот метод основан на свертке. Существует опция, чтобы задать длительность импульсной характеристики. Для получения дополнительной информации смотрите Сравнение опций симуляции во временных и частотных диапазонах для S-параметров.
Time domain (rationalfit) - Вычисляет аналитическую рациональную модель, которая аппроксимирует всюсь область значений данных.
Для блоков Amplifier и S-parameters значение по умолчанию Time domain (rationalfit). Для блока Transmission Line значение по умолчанию Frequency domain.
Automatically estimate impulse response duration - Автоматическое вычисление длительности импульсной характеристикиoff (по умолчанию) | onВыберите Automatically estimate impulse response duration , чтобы вычислить длительность импульсной характеристики автоматически. Снимите флажок, чтобы задать длительность импульсной характеристики.
Чтобы включить этот параметр, выберите Frequency domain в Modeling options.
Impulse response duration - Вручную задайте длительность импульсной характеристики0 s (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВручную задайте длительность импульсной характеристики, заданную как положительная скалярная величина в s, ms, us, или ns.
Чтобы включить этот параметр, очистите Automatically estimate impulse response duration.
Fitting options - опции аппроксимации для рационализацииShare all poles (по умолчанию) | Share poles by columns | Fit individuallyОпции аппроксимации для rationalfit, заданные как Share all poles, Share poles by columns, или Fit individually.
Для блока Amplifier значение по умолчанию Fit individually. Для блока S-parameters и блока Transmission Line значение по умолчанию Share all poles.
Чтобы включить этот параметр, выберите Time domain (rationalfit) в Modeling options.
Relative error desired (dB) - Относительная погрешность, приемлемая в рациональном выходе-40 (по умолчанию) | действительный скалярОтносительная погрешность, приемлемая в рациональном выходе, заданная как действительный скаляр в децибелах.
Чтобы включить этот параметр, выберите Time domain (rationalfit) в Modeling options.
Rational fitting results - Значения рациональных расчетовПоказывает значения Number of independent fits, Number of required poles и Relative error achieved (dB).
При моделировании с помощью Time domain, значение Plot в Visualization на вкладке отображаются данные, определенные в Data Source и значения в rationalfit функция.
Чтобы включить этот параметр, выберите Time domain (rationalfit) в Modeling options.
Когда вы задаете параметр Stub mode в диалоговом окне маски Shuntдвухпортовая сеть состоит из линии электропередачи последовательно с заглушкой. Можно отключить шлейф с помощью короткого замыкания или разомкнутого замыкания, как показано на следующем рисунке.
Zin - вход импеданс обмотки шунта. ABCD-параметры шунтируемой заглушки вычисляются как
Когда вы задаете параметр Stub mode в диалоговом окне маски Seriesдвухпортовая сеть содержит последовательную линию электропередачи. Вы можете завершить эту линию с помощью короткого замыкания или разомкнутого замыкания, как показано здесь.
Зин является входом импедансом последовательной схемы. ABCD-параметры для последовательной заглушки:
В целом, блоки, которые моделируют эффекты задержки, полагаются на историю сигналов. Можно минимизировать числовую ошибку, которая возникает из-за отсутствия истории сигналов в начале симуляции. Для этого в диалоговом окне Параметры конфигурации (Configuration Parameters) Панель решателя (Solver) можно задать Initial step size. Для моделей с основанными на задержке блоками Transmission Line используйте начальный размер шага, который меньше, чем значение параметра Delay.
[1] Сассман-Форт, С. Э. и Дж. К. Хантган. SPICE Реализации моделей Lossy Линии электропередачи и Schottky Diode. Транзакции IEEE по теории СВЧ и Методам .Vol. 36, No.1, январь 1988 года.
[2] Позар, Дэвид М. Микроволновая техника. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc., 2005.
[3] Гупта, К. К., Рамеш Гарг, Индер Бахл и Пракаш Бхартия. Microstrip Lines and Slotlines, 2nd Edition, Norwood, MA: Artech House, Inc., 1996.
[4] Людвиг, Рейнгольд и Павел Бретчко. Проект схемы RF: теория и применения. Englewood Cliffs: NJ: Prentice Hall, 2000.
[5] Правда, Кеннет М. «Данные Линии электропередачи и их характеристики». National Semiconductor Application Note 806, April 1992.
