微帶線(xiàn)仿真分析

1、 仿真結構

下面利用傳輸線(xiàn)理論和FEM-VFM兩種方法對一微帶線(xiàn)結構的連續傳輸線(xiàn)（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(shí)域仿真波形。如圖1，微帶線(xiàn)特性阻抗設置為50ohm，這樣可以與一般測試設備端口阻抗（如矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀和頻譜儀等）相匹配，借助微帶線(xiàn)阻抗計算公式，模型結構參數設置如下：

信號線(xiàn)和地平面材料設為銅，電導率σ=5.8*10⁷S/m，信號線(xiàn)寬w=2.9mm，線(xiàn)長(cháng)L=50mm，線(xiàn)厚度T=0.018mm，地平面長(cháng)度為60mm，寬為30mm；介質(zhì)的相對介電常數ε_r=4.4，損耗角δ=0.015，厚度H=1.5mm。這里，信號線(xiàn)位于結構的中央位置。

圖1 待仿真的微帶互連線(xiàn)結構

2、 場(chǎng)仿真結果

用有限元方法仿真時(shí)，設PML吸收邊界與傳輸線(xiàn)結構的間距為7.5mm，吸收層厚度為5.5mm，信號線(xiàn)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為高速數字信號的上升沿時(shí)間，如0.1ns上升沿的數字信號帶寬為3.5GHz,這里就把仿真帶寬設為3.5GHz，仿 真得到的Y11和Y12參數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(chēng)的，圖中只給出了Y₁₁和Y₁₂的仿真結果，其中Y12用虛線(xiàn)表示）。

3、 矢量擬合系數及等效電路參數

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)得到很好的結果了，如圖4和圖5，圖中用虛線(xiàn)代表擬合曲線(xiàn)。