Моделируйте, Проект, и Анализ SIW базировался, Микрополосковая линия Заострилась Линия электропередачи

В этом примере показано, как проектировать и анализировать линию электропередачи микрополосковой линии Подложки интегрированного волновода (SIW) с помощью файлов Гербера.

Высокоэффективные микроволновые компоненты могут быть созданы с использованием, новый подход вызвал технологию Подложки интегрированного волновода (SIW). Этот approch комбинирует преимущества планарной технологии, такие как низкое производство стоит, с низкой потерей, свойственной к решению для волновода.

Этот SIW заострился, модель линии электропередачи предназначается, чтобы действовать в микроволновом частотном диапазоне 10 ГГц к 15 GHz [1].

Задайте параметры

Ниже принципиальная схема базирующейся микрополосковой линии SIW, заострился модель линии электропередачи.

L   = 40.016e-3;
Wt  = 3.81e-3;
W   = 12e-3;
PW  = 2.46e-3;
L1  = 2.1e-3;
PL  = 6e-3;
gndW = W;
gndL = L+(2*L1)+(2*PL);
% define substrate
h = 0.8e-3;
sub = dielectric('Name',{'duriod'},'EpsilonR',2.2,'LossTangent',0,'Thickness',h);

Создайте и анализируйте SIW основанная клиновидная линия электропередачи

Используйте заданные параметры, чтобы создать микрополосковую линию передачи. Клиновидный раздел используется, чтобы совпадать с импедансом между 50 Ω микрополосковыми линиями, в которых quasi-TEM и режим TE10 являются доминирующим режимом, и их распределения электрического тока являются аппроксимированными в профиле структуры, показаны.

Создайте модель с помощью pcbComponent, возражают и визуализируют его, использование показывает функцию.

% Create the tapered planar microstrip line trace 
trace1 = traceRectangular('Length',L,'Width',W);
v = [-L/2, Wt/2, 0; -(L/2+L1), PW/2, 0; -(L/2+L1),-PW/2,0;-L/2, -Wt/2, 0];
trace2 = antenna.Polygon('Vertices',v);
trace3 = antenna.Polygon('Vertices',-v);
Port1  = traceRectangular('Length',PL,'Width',PW,'Center',[-gndL/2+PL/2+1e-12,0]);
Port2  = traceRectangular('Length',PL,'Width',PW,'Center',[gndL/2-PL/2-1e-12,0]);
Mtrace = trace1+trace2+trace3+Port1+Port2;

Для того, чтобы создать модель PCB, используйте объект pcbComponent. Mtrace, созданный выше, будет верхним слоем на прямоугольном SIW.

p = pcbComponent;
p.BoardThickness = h;
gnd = traceRectangular('Length',gndL,'Width',gndW,'Center',[0,0]);
p.BoardShape = gnd;
p.Layers = {Mtrace,sub,gnd};

Задайте канал и через местоположения. FeedLocations и ViaLocations являются свойством с массивом четырех элементов, в которых 1-е и 2-е элементы задают координаты X и Y, 3-и и 4-е элементы задают слои связи.

% Define Feed location
p.FeedDiameter = PW/2;
p.FeedLocations = [-gndL/2,0,1,3;gndL/2,0,1,3];
p.ViaDiameter = 1e-3/2;
% Define Via location
offset = 0.5e-3;
viax = -L/2+offset;
viay = -W/2+offset;
for i=1:40
    viaSp = 0.5e-3;
    ViapointX(i) = viax + (i-1)*(viaSp)+(i-1)*(p.ViaDiameter);
    ViapointY(i) = viay;
    layer1(i) = 1;
    layer2(i) = 3;
    Viapoint1     = [ViapointX' ViapointY' layer1' layer2'];
end
for i=1:40
    viaSp = 0.5e-3;
    ViapointX1(i) = viax + (i-1)*(viaSp)+(i-1)*(p.ViaDiameter);
    ViapointY1(i) = -viay;
    layer11(i) = 1;
    layer21(i) = 3;
    Viapoint2     = [ViapointX1' ViapointY1' layer11' layer21'];
end
p.ViaLocations = [Viapoint1;Viapoint2];
figure; show(p);

Используйте sparameters функция, чтобы вычислить s-параметры в частотном диапазоне 10 - 15 ГГц и построить его.

freq = linspace(10e9,15e9,31);
spar = sparameters(p,freq);
figure; rfplot(spar,2,1);
hold on; rfplot(spar,1,1);
axis tight;

Замечено из графика, что отражательный коэффициент, S11 меньше-15 дБ по диапазону частот и коэффициенту передачи S21, составляет приблизительно-0.3 дБ к-0.7 дБ через целую полосу.

Моделируйте модель с помощью файлов Гербера

Файлы Гербера являются открытыми файлами векторного формата ASCII, которые содержат информацию о каждом слое физической платы проекта PCB. Объекты печатной платы, как медные трассировки, vias, клавиатуры, маска припоя и изображения шелкографии, все представлены серией координат. Эти файлы используются производителями PCB, чтобы перевести детали проекта в физические свойства PCB.

Чтобы сгенерировать эти файлы, два дополнительных данных требуются кроме проекта PCB. Первым является тип коннектора, который будет использоваться, и вторым является PCB производственный сервис сервиса/средства просмотра. Тип коннектора RF определяет размещения клавиатуры на PCB. RF PCB Toolbox™ предоставляет каталог сервисов PCB и коннекторов RF. Сервисные поддержки каталога PCB, конфигурируя процесс генерации файла Гербера для производства, а также для онлайнового, только для средства просмотра.

Генерация файлов Гербера

Файлы Гербера содержат набор файлов, которые описывают Печатную плату (PCB). Каждый файл описывает определенный аспект проекта PCB. Например, .gtl и .gbl файлы содержит информацию о металлических областях, соответствующих сигналу, и основывайтесь, которые заполнены медными трассировками. Точно так же .gts и .gbs файлы содержат информацию о маске припоя, которая применяется, чтобы защитить и изолировать металлические области. Информация проекта закодирована на слой шелкографии, определяемый .gto и .gbo файлами.

Чтобы изучить процесс генерации для этих файлов, используйте PCB производственный сервис с онлайновым средством просмотра и представьте проект.

Онлайновое средство просмотра для файлов Гербера

Сервисный каталог PCB содержит различное производство servies тип, который может, получил доступ к использованию объекта PCBServices. В этом примере MayhewWriter используется, чтобы сконфигурировать процесс генерации файла Гербера и просмотреть их использующий Мейхьюлэбов бесплатное онлайн 3D средство просмотра Гербера. Выберите коннектор ребра SMA из доступного каталога и измените его соответственно. Модель PCB, сервисы PCB и коннектор PCB RF используются, чтобы создать PCBWriter.

 s = PCBServices.MayhewWriter;
s.Filename = 'SIWMicrostripLine';
% 
PW = PCBWriter(p,s);
PW.UseDefaultConnector = 0;

Используя вышеупомянутое созданный PCBWriter, выполните gerberWrite команду, чтобы сгенерировать файлы Гербера для Модели SIW.

gerberWrite(PW)

Набор файлов сгенерирован и помещен в папку с тем же именем, как присвоено в свойстве Filename конкретных сервисов PCB. Эта папка расположена в текущей рабочей директории. Файлы в папке показывают в изображении ниже.

Если имя файла не задано затем, имя папки и файлы в папке называют как "неназванные".

Выполнение вышеупомянутого примера автоматически открывает PCB Labs Мэйхью производственный сервис в интернет-браузере по умолчанию. В дополнение к представлению 3D перетаскивание модели PCB gerber файлы как показано ниже.

Нажмите на Done к просмотреть предложенный проект PCB как показано ниже.

Ссылка

  1. Букра Рейхол, et.al, "ПОДЛОЖКА ИНТЕГРИРОВАЛА ДЕЛИТЕЛЬ СТЕПЕНИ ВОЛНОВОДА, ШАРЛАТАНА И РАЗВЕТВИТЕЛЬ В [10-15] ПОЛОСА GHZ", международный журнал информатики и методов, DOI:10.5121/ijist.2014.4201, март 2015.