l1l1l1
-
Постов
2 167 -
Зарегистрирован
Весь контент l1l1l1
-
как я и обещал, чтобы закрыть вопрос, приведу здесь результаты обсчета полуволнового отрезка МПЛ программами, которыми удалось это сделать (по переписке). анализировалась одна и та же структура: эпсилон подложки Еr = 4.3 толщина подложки Н = 1.5 мм ширина линии W = 2.5 мм толщина металлизации t = 0.035 мм если программа не позволяла обойтись без крышки, то расстояние до нее бралось не менее 15 мм, и, если была возможность, к крышке применялось граничное условие полного поглощения. чтобы исключить влияние портов и открытых концов линии, применялись волновые порты со сдвинутыми референсными плоскостями (deembedding)., а открытые/короткозамкнутые концы отсутствовали. расстояние между референсными плоскостями портов - 34.0 мм по ФЧХ структуры определялась полуволновая (180 градусов) частота. на рисунке показана структура на примере Sonnet: за образец для сравнения возьмем классику-схематику: Схематика Closed Form, "классика" +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | N | Program | Solver | Frequency (GHz) | Error (%) | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | 1 | AWR MWO | TxLine | 2.447 | 0 | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | 2 | AWR MWO | Schematic | 2.447 | 0 | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ здесь ошибка нулевая не потому, что результаты абсолютно точные, а потому, что с этими результатами сравнивается всё остальное. далее идут результаты для 2.5D-программ: 2.5D Programs, MoM +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | N | Program | Solver | Frequency (GHz) | Error (%) | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | 1 | AWR MWO | EMSight | 2.455 | +0.30 | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | 2 | AWR MWO | AXIEM | 2.441 | -0.25 | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | 3 | Keysite ADS| Momentum | 2.443 | -0.16 | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | 4 | Sonnet | - | 2.439 | -0.33 | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ | 5 | HyperLynx | IE3D | 2.436 | -0.45 | +---+------------+-----------+-----------------+-----------+ отметим, как кучно легли результаты (за исключением EMsight, у которого отклонение в противоположную сторону). теперь результаты трехмерных программ: 3D Program +---+------------+-----------+----------+----------------+-----------+ | N | Program | Solver | Details | Frequency (GHz)| Error (%) | +---+------------+-----------+----------+----------------+-----------+ | 1 | HFSS | FEM | NR = 16 | 2.4006 | -1.9 | +---+------------+-----------+----------+----------------+-----------+ | | | | NR = 20 | 2.4020 | -1.8 | +---+------------+-----------+----------+----------------+-----------+ | 2 | CST MWS | TD | NR = 10 | 2.415 | -1.3 | +---+------------+-----------+----------+----------------+-----------+ | 3 | CST MWS | FD | NR = 10 | 2.431 | -0.65 | +---+------------+-----------+----------+----------------+-----------+ | 4 | ADS EMpro | FEM | - | 2.519 (?) | +2.9 (?) | +---+------------+-----------+----------+----------------+-----------+ | 5 | MWO Analyst| FEM | - | (?) | -3.5 (?) | +---+------------+-----------+----------+----------------+-----------+ в графе Details указано число шагов рефайнмента. для HFSS была сделана попытка получить максимально точное решение. при NR = 20 время счета было в четыре раза больше, чем при NR=16, ОЗУ была использована почти вся, но результат улучшился незначительно. кмк, при бесконечной памяти и после бесконечного времени может быть достигнуто отклонение 1.7%. :-( несколько лет назад в теме "Вопросы по HFSS" участник, имя которого я не запомнил, отмечал неустранимое отклонение по частоте, даваемое HFSS, утверждал, что он разработал алгоритм FEM, свободный от этой ошибки, и был занят его программированием. к сожалению, результаты его мне неизвесны. у CST MWS результаты значительно лучше, особенно порадовал Frequency Domain Solver. его время счета благодаря небольшому эффективному мешу, тоже было невелико. результаты для EMPro и Analyst были получены, но они совсем ненадежны. как выяснилось, проекты создавались в ADS/MWO и прямо в этих программах передавались на счет в EMpro/Analyst, при этом параметры солвера никак не контролировались. в заключение можно сказать, что для расчета полосковых структур лучше использовать 2.5D-программы, которые для анализа таких структур и разрабатывались. по-видимому, 3D-программы, имеющие гораздо большую сферу применения, для полосковых структур дают менее точные результаты, но их точность также достаточно высока. на примере CST MWS FD можно сказать, что точноcть вполне достаточна. ЗЫ. почти все программы показывают отклонение вниз резонансной частоты от результатов классики/схематики, по-видимому, в классике/схематике не учтена дисперсия, обусловленная высшими типами волн. :-)
-
к сожалению, Хаммерстад в этой статье ошибался. нет, первая его формула, использованная Баланисом, хороша для W < 3H, прежде всего своей простотой. но вторая и третья, вроде бы улучшенные, при возрастании W имеют асимптотой линейную функцию, дающую бесконечно большое эффективное удлинение при бесконечно большой ширине полоска, а это противоречит физическим соображениям. к счастью эта ошибка исправлена Киршнингом в статье M. Kirschning, R. H. Jansen, Koster N.H.L., "Accurate model for Open End Effect of Microstrip Lines", Electronics Letters, vol. 17, 1981, No.17, pp. 123-125. здесь зеленая кривая построена по первоначальной формуле Хаммерстада, синяя кривая - по его "улучшенной" формуле, а красная - по формуле Киршнинга. эпсилон подложки 4.3. отметим, что при значении W/H = 10, соответствующему экспериментальным данным, импользованным Хаммерстадом, красная и синяя кривые дают близкие значения. кстати, в справке AWR по элементу MLEF, Open Microstrip Line With End Effect (Closed Form), дана ссылка на вышеуказанную статью. в формулах Киршнинга в предпоследней строке пропущена скобка, но это не страшно, бывают ошибки похуже.
-
Redcrusader, вы более сотни раз в этой ветке повторили слово "классика", но вы ее не знаете, вы ее просто не дочитали до нужного места? вот у уважаемого всеми нами Вольмана: поскольку излучение (потери) действительно мало, нас в основном интересует краевая емкость, определяющая эффективное удлинение отрезка линии. формулы здесь у Вольмана невообразимые, но в другом классическом прозведении, Antenna Theory, Analysis and Design, - Constantine A. Balanis, - 2nd ed., 1997 которое тоже вам рекомендовали к прочтению, есть очень удобная формула Hammerstad'a (14.2), не воспользоваться которой в своих расчетах современному разработчику просто стыдно. обратите внимание на рисунок 14.7, он соответствует вашей модели с дискретным портом - удлинение надо учесть на обоих концах отрезка. и результаты у вас получатся "несколько" другие.
-
промоделировал TD и FD с учетом толщины металлизации и с включением рефайнмента, результаты получились несколько другие, с помощью HFSS - то же: сдвиг по частоте уменьшился, но остался. в свое время, в начале 90-х мы от флана полностью отказались, из-за несоответствия его эпсилон заявленому значению у нового производителя. как сейчас с ним обстоит дело - не знаю.
