Mikrostrip linje

En mikrostriplinje er en asymmetrisk stripline - transmissionslinje til transmission af elektromagnetiske bølger i luften eller som regel i et dielektrisk medium langs to eller flere ledere i form af tynde strimler og plader.

Linjerne kaldes mikrostrip, fordi dens tykkelse og tværgående dimensioner af strimlen som følge af substratets høje permittivitet er meget mindre end bølgelængden i det frie rum.

En kvasi-TEM-bølge forplanter sig i en mikrostrip-linje, og de elektriske feltlinjer passerer ikke kun i dielektrikumet, men også uden for det.

Den største fordel ved en microstrip-linje og forskellige enheder baseret på den er muligheden for at automatisere produktionen ved hjælp af teknologierne til fremstilling af printkort , hybrid- og filmintegrerede kredsløb . Den største ulempe, der begrænser applikationen, er muligheden for kun at bruge ved lave og mellemstore effektniveauer af mikrobølgeoscillationer .

Grundlæggende parametre

Wave træk

Z_{\text{Bf))

er bølgeimpedansen under hensyntagen til frekvensspredningen [1]

{\displaystyle Z_{\text{Bf}}=Z_{\text{Bs}}-{\frac {Z_{\text{Bs}}-Z_{\text{B}}}{1+G(f/ f_{\tekst{p)))^{2))))

hvor

Z_{\text{Bs))

- bølgeimpedans af en symmetrisk strimmellinje med bredde og højde ;

w

2t

f_{\text{p}}=0.3976Z_{\text{B}}/h

, i GHz;

h

- højden af substratet; f er i GHz og h er i mm;

G=\left({\frac {Z_{\text{B}}-5}{60}}\right)^{1/2}+0{,}004Z_{\text{B}}

Z_{\text{B}}

- bølgemodstand uden spredning;

Z_{\text{B}}

, cirka, med en nøjagtighed på 2 % [2] , kan bestemmes ved formlen [3] [4] [5]

Z_{\text{B}}=\,\!{\begin{cases}{\frac {B_{\text{k}}}{2\pi }}\ln \left({\frac { 8h}{w_{\text{eff))))+0,25{\frac {w_{\text{eff}}}{h}}\right),{\frac {w_{\text{eff}} }{ h}}\leq 1\\B_{\text{k}}\left({\frac {w_{\text{eff}}}{h}}+1{,}393+0{,}667 \ln \left({\frac {w_{\text{eff}}}{h}}+1{,}444\right)\right)^{-1},{\frac {w_{\text{eff}} ))}{h}}\geq 1\end{cases}},B_{\text{k}}={\frac {z_{0}}{\sqrt {\varepsilon _{ref(t,f)} }}}

hvor

\varepsilon _{reff}=\varepsilon _{r}-{\frac {\varepsilon _{r}-\varepsilon _{reft}}{1+G(f/f_{\text{p)) )^{2}}}

er den effektive permittivitet under hensyntagen til frekvensspredningen [6] hvor

f

, , se ovenfor

f_{p}

G

{\displaystyle \varepsilon _{reft))

— effektiv permittivitet under hensyntagen til lederens tykkelse [5]

\varepsilon _{reft}=\,\!{\begin{cases}\varepsilon _{ref},{\frac {t}{h}}\leq 0,005\\\varepsilon _{ref}-{ \frac {(\varepsilon _{r}-1)t/h}{4.6{\sqrt {w/h)))),{\frac {t}{h))>0,005\end{cases} }

\varepsilon _{ref}

er den effektive permittivitet.

\varepsilon _{ref}=\,\!{\begin{cases}{\frac {\varepsilon _{r}+1}{2))+{\frac {\varepsilon _{r}-1 }{2}}\left(1+{\frac {12h}{w}}\right)^{-1/2},{\frac {w}{h}}\geq 1\\{\frac { \varepsilon _{r}+1}{2}}+{\frac {\varepsilon _{r}-1}{2}}\left(\left(1+{\frac {12h}{w}}\ højre)^{-1/2}+0,041\venstre(1-{\frac {w}{h}}\right)^{2}\right),{\frac {w}{h}}<1\ slut{cases}}

\varepsilon _{r}

er substratmaterialets permittivitet

z_{{0}}

er den karakteristiske vakuummodstand [7]

w_{\text{eff))

— effektiv lederbredde [5]

w_{\text{eff}}=\,\!{\begin{cases}w,(\Delta w=0),{\frac {t}{h}}\leq 0{,}005\ \w+\Delta w,{\frac {t}{h}}>0{,}005\end{cases}},{\frac {w_{\text{eff}}}{h}}={\frac {w}{h}}+{\frac {\Delta w}{h}}

{\frac {\Delta w}{h}}=\,\!{\begin{cases}A_{\text{k}}\left(1+\ln {\frac {4\pi w} {t}}\right),{\frac {w}{h}}<{\frac {1}{2\pi }}\\A_{\text{k}}\left(1+\ln {\ frac {2h}{t}}\right),{\frac {w}{h}}\geq {\frac {1}{2\pi }}\end{cases}},A_{\text{k} }={\frac {1.25t}{\pi h}}

hvor er lederens bredde;

w

t

- strimlens tykkelse;

Dæmpningskoefficient pr. længdeenhed (dæmpning pr. længdeenhed)

i dB/m

{\displaystyle \alpha =\alpha _{\partial}+\alpha _{\pi {\text{p))))

hvor

${\displaystyle \alpha _{\partial ))$ — tab i dielektrikumet [8]

{\displaystyle \alpha _{\partial }={\frac {27,3\varepsilon _{r}}{(\varepsilon _{r}-1))){\frac {(\varepsilon _{reff}- 1)}{\sqrt {\varepsilon _{reff)))){\frac {\operatørnavn {tg} \delta }{\lambda _{0))))

hvor

\operatørnavn {tg} \delta

er tabstangensen for dielektrikumet;

{\displaystyle \lambda _{0))

er bølgelængden i det frie rum;

${\displaystyle \alpha _{\pi {\tekst{p))))$ - tab i lederen

Noter

↑ Bianco, B., et al., "Frequency Depence of Microstrip Parameters", Alta Frequenza , vol. 43, 1974, s. 413-416
↑ , i området ved , er formlernes nøjagtighed 1 % $Z_{\text{B}}$ $0{,}05<w/h<20$ $\varepsilon _{r}<16$ Der er udtryk i lukket form (for enhver ), men de giver lidt mindre præcision, for eksempel: $m/h$ H.A. Wheeler, "Transmission-line-egenskaber af en strimmel på en dielektrisk plade på et plan", IEEE Tran. Mikrobølgeteori Tekn. , bind. MTT-25, s. 631-647, aug. 1977. (se Microstrip.Karakteristisk impedans )
↑ HA Wheeler, "Transmission-line-egenskaber for parallelle brede strimler ved en konform-mapping-tilnærmelse", IEEE Trans. Mikrobølgeteori Tekn. , bind. MTT-12, s. 280-289, maj 1964.
↑ HA Wheeler, "Transmission-line-egenskaber af parallelle strimler adskilt af en dielektrisk plade", IEEE Tran. Mikrobølgeteori Tekn. , bind. MTT-13, s. 172-185, mar. 1965.
↑ 1 2 3 Bahl, IJ og Ramesh Garg, "Simple and Accurate Formulas for Microstrip with Finite Strip Thickness", Proc. IEEE , bind. 65, nov. 1977. pp. 1611-1612
↑ Edwards, TC og RPOwens, "2-18 GHz Dispersion Measurements on 10-100 Ohm Microstrip Line on Saphire", IEEE Trans. Mikrobølgeteori Tekn. , bind. MTT-24, august 1976. pp. 506-513
↑
karakteristisk (bølge) modstand af vakuum eller modstand af ledig plads , $z_{0}={\sqrt {\frac {\mu _{0}}{\varepsilon _{0}}}}=\mu _{0}c={\frac {1}{\varepsilon _{0}c}}$ hvor ${\displaystyle \mu _{0))$ - magnetisk konstant (magnetisk permeabilitet af vakuum) $\varepsilon _{0}$ - elektrisk konstant (vakuumpermittivitet) $c$ er lysets hastighed i et vakuum
- se Grundlæggende fysiske konstanter
↑ Pucel, RA "Losses in Microsrtip", IEEE Trans. Mikrobølgeteori Tekn. , bind. MTT-16, 1968, s. 342-350, rettelse s.1064

Mikrostrip linje

Grundlæggende parametre

Wave træk

Dæmpningskoefficient pr. længdeenhed (dæmpning pr. længdeenhed)

Noter

Links