Tecnologia RF - Materiali e proprietà PCB RF/Microonde Valutazione

In generale, le proprietà specifiche dei materiali del circuito stampato hanno molto a che fare con le prestazioni del circuito stampato finale (PCB), specialmente alle frequenze RF / Microonde. I parametri come la costante dielettrica (DK), il fattore di dissipazione (DF) e persino lo spessore del materiale possono influenzare le prestazioni di diverse linee di trasmissione (come linee microstrip, linee di striscia, guide d'onda complanari) nei circuiti ad alta frequenza. Fortunatamente, esiste un software di strumenti semplice ed efficiente che può prevedere l'espressione di diverse linee di trasmissione ad alta frequenza elaborate su diverse piastre di linea, vale a dire il software di calcolo dell'impedenza a microonde (MWI) fornito da Rogers Enterprises.

Questo software evangelista di simulazione delle prestazioni della linea di trasporto può visitare il sito ufficiale di Rogers Enterprise "Rogers technical support core", download gratuito nel file eseguibile in stile EXE. Il software può essere installato su qualsiasi computer personale che esegue il sistema operativo Windows 10 (OS) di Microsoft o può essere eseguito da un sito Web. L'ultima versione del software, MWI-2019, utilizza l'equazione di piegatura per calcolare le prestazioni di una linea di trasmissione appositamente designata in base alle differenze nei parametri di base del materiale della lamiera di linea (ad esempio DK, spessore e altri parametri del materiale). Secondo le proprietà speciali dei materiali differenti, il software può anche calcolare i diversi parametri di prestazione e ufficio delle linee di trasmissione, compreso l'impedenza dell'indicatore caratteristico, il danno e il fattore di qualità (Q), ecc. Il software consente agli utenti di selezionare diversi fogli dallo stock di fogli di circuito ed eseguire calcoli basati su una varietà di tecnologie di linee di trasmissione ad alta frequenza, tra cui linee microstrip, linee di strip, guida d'onda complanare a terra (GCPW), microstrip accoppiati a bordo, linee di strip accoppiate a bordo (o linee di strip a coppie diverse) e linee di strip accoppiate a lato largo.

Il manuale utente è disponibile anche per il download gratuito dal Rogers Support Core per aiutare gli utenti a utilizzare meglio il software MWI-2019. L'equazione di chiusura del software può fornire una simulazione molto accurata basata su un gran numero di valori di prova nel punto utilizzato per propagare la linea di trasmissione. Nella maggior parte dei casi, i risultati finali della simulazione della linea data e la tecnologia data della linea di trasmissione sono in buon accordo con i risultati effettivi del rilevamento della linea di trasmissione fabbricata sull'analizzatore di rete vettoriale (VNA). Questo è particolarmente vero per alcuni dei tipi di linee di trasmissione più comuni, come microtrip, strip e guida d'onda complanare a terra (GCPW).

Velocità di marcia rapida

Il software utensile MWI-2019 presenta molti vantaggi, oltre al fatto che è gratuito e può raggiungere con successo l'alta precisione su un normale PC, la sua unica caratteristica notevole è la sua velocità di funzionamento efficiente. Nella simulazione della linea di trasmissione di diverse linee di materiali della piastra, se lo ritenete opportuno e utilizzate altri software commerciali di simulazione di campo elettromagnetico (EM), anche se lo ritenete opportuno e utilizzate il top match e l'ultimo PC, una simulazione può anche richiedere alcune ore. Ma i creatori del software MWI-2019 originariamente volevano che funzionasse rapidamente ed efficientemente su PCS ordinari realizzati con buon senso. Fondamentalmente, dopo aver impostato i parametri pertinenti, basta premere il pulsante "calcola" del software, e il software può dare risultati di simulazione molto accurati quasi immediatamente.

Naturalmente, il software di simulazione del campo EM può generalmente fornire il calcolo dell'onda completa 3d, può fornire una precisione molto più elevata rispetto a MWI-2019, quindi il suo costo è quello di pensare appropriato e utilizzare un tempo di simulazione più lungo. Ma MWI-2019 non è destinato a sostituire il software di simulazione dei campi EM. Il software Mwi-2019 può fornire un riferimento affidabile molto utile ai risultati finali, il suo rapido calcolo della posizione ottimale può in tempi molto brevi, aiutare gli ingegneri di preselezione del circuito nel default dei diversi circuiti della linea di trasmissione, selezionare accuratamente e rapidamente il valore DK della piastra di linea, lo spessore e confermare gli indicatori di altre piastre di linea. Per una determinata tecnologia di linea di trasmissione ad alta frequenza e un circuito preimpostato, la velocità di simulazione di MWI-2019 consente agli ingegneri di trovare i migliori parametri del circuito in un'ampia gamma di materiali del circuito stampato. Quando è richiesta una maggiore precisione di simulazione e un tempo di calcolo sufficiente è disponibile, gli ingegneri possono utilizzare il software di simulazione di campo EM per richiedere risultati di simulazione più precisi e dettagliati in qualsiasi momento.

Il software MWI-2019 può accelerare le linee di trasmissione in diverse espressioni di materiali PCB, consentendo agli utenti di confrontare e scegliere tra una varietà di materiali. Ad esempio, diverse linee di materiale della piastra a frequenze diverse, il danno della linea di trasmissione del circuito microstrip è influenzato? Quando si modificano i materiali PCB, il software utilizzerà lo spessore standard più vicino di ogni materiale, così come il miglior tipo di foglio di rame per ogni materiale, per semplificare i confronti. Se l'utente è interessato ad analizzare e confrontare parametri specifici del materiale (ad esempio DK e spessore), il software può anche correggere questi valori standard acquisiti, consentendo all'utente di definire le impostazioni.

Precisione computazionale affidabile

Sebbene la velocità di simulazione sia veloce, mWI-2019 può ancora fornire risultati finali di simulazione molto accurati dopo equazioni di chiusura appositamente specificate e ottimizzazione della forma della piastra delle linee di trasmissione. Gli utenti possono utilizzare i parametri del materiale standard taciti incorporati nel software, possono anche essere la messa a punto dei parametri del materiale del circuito stampato (compreso DK preimpostato, spessore e persino la definizione di filo di rame) per trasmettere il calcolo del circuito della linea di trasmissione e della simulazione del materiale (MWI-2019 contiene una varietà di piastra di finitura superficiale in rame). Prima dell'analisi e del calcolo della linea di trasmissione del materiale del circuito stampato, il software consente all'utente di correggere il valore predefinito e inserire il loro valore, di avere un interesse nella frequenza del calcolo su ordinazione, così rapidamente testare come diverse linee di trasmissione con la selezione dei materiali e frequenza e cambiamento.

Quando gli utenti scelgono tra i materiali del circuito MWI - 2019, così come la frequenza, lo spessore del materiale PCB, software per ufficio MWI - 2019 dopo più di impostare il numero di materiali numerici della libreria a seconda di un parametro (in base allo spessore del materiale o all'asse z) trovato in DK specifico del valore specificato, i valori DK si basano sulla frequenza dei diversi materiali per effettuare l'indagine effettiva. La variazione di frequenza dei valori DK per ogni materiale si basa sul rilevamento effettivo di centinaia di circuiti testati a frequenze diverse e con spessori diversi dei materiali del circuito stampato. Questi valori DK preimpostati sono disponibili anche su un'ampia gamma di frequenze: l'ultima versione dei valori DK preimpostati del software è adatta per frequenze da 100 MHz a 110 GHz, con supporto per 60 GHz e superiori. Gli esempi includono il recente aumento di applicazioni ad onde millimetriche 5G, reti di comunicazione cellulare, sistemi di sicurezza radar per veicoli, ecc Rispetto alle versioni precedenti del software, MWI-2019 contiene anche una selezione più ampia di materiali per circuiti stampati, così come il numero corrispondente di librerie numeriche DK preimpostate ed è stato ottimizzato per i materiali della piastra della linea di trasmissione.

Le due linee di trasmissione ad alta frequenza più utilizzate, vale a dire le linee microtrip e le linee a nastro, sono anche i due tipi di piastre più accurati in MWI-2019. Secondo i risultati della simulazione forniti dal software, il valore effettivo della linea di trasmissione elaborata sul materiale del circuito stampato è quasi assolutamente lo stesso del valore della simulazione. Per altri tipi di linee di trasmissione, come microtrip accoppiati a bordo e strisce accoppiate a bordo, le equazioni di piastra e chiusura forniscono risultati finali molto precisi, anche se non ci sono molti valori di rilevamento per migliorare la riproducibilità e l'accuratezza della simulazione.