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].
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);
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.
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.
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.
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.
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.