微帶線仿真分析

1、 仿真結(jié)構(gòu)

下面利用傳輸線理論和FEM-VFM兩種方法對一微帶線結(jié)構(gòu)的連續(xù)傳輸線（如圖1所示）進(jìn)行了建模和仿真，提取了等效SPICE電路，從而得到了所需的時域仿真波形。如圖1，微帶線特性阻抗設(shè)置為50ohm，這樣可以與一般測試設(shè)備端口阻抗（如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和頻譜儀等）相匹配，借助微帶線阻抗計算公式，模型結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置如下：

信號線和地平面材料設(shè)為銅，電導(dǎo)率σ=5.8*10⁷S/m，信號線寬w=2.9mm，線長L=50mm，線厚度T=0.018mm，地平面長度為60mm，寬為30mm；介質(zhì)的相對介電常數(shù)ε_r=4.4，損耗角δ=0.015，厚度H=1.5mm。這里，信號線位于結(jié)構(gòu)的中央位置。

圖1 待仿真的微帶互連線結(jié)構(gòu)

2、 場仿真結(jié)果

用有限元方法仿真時，設(shè)PML吸收邊界與傳輸線結(jié)構(gòu)的間距為7.5mm，吸收層厚度為5.5mm，信號線兩端端口用集中端口。仿真帶寬可以用公式 0.35/Tr近似得到，其中Tr為高速數(shù)字信號的上升沿時間，如0.1ns上升沿的數(shù)字信號帶寬為3.5GHz,這里就把仿真帶寬設(shè)為3.5GHz，仿 真得到的Y11和Y12參數(shù)幅度和相位隨頻率的關(guān)系如圖2和圖3（由于網(wǎng)絡(luò)是互易和對稱的，圖中只給出了Y₁₁和Y₁₂的仿真結(jié)果，其中Y12用虛線表示）。

3、 矢量擬合系數(shù)及等效電路參數(shù)

對-Y₁₂和Y₁₁+Y₁₂兩條支路進(jìn)行擬合（考慮到這里Y₁₁=Y₁₂），用了8階就已經(jīng)得到很好的結(jié)果了，如圖4和圖5，圖中用虛線代表擬合曲線。