一般来说,线路板材料的特性与最终电路板(PCB)的性能有很大关系,特别是在射频/微波频率下。线路板材料的参数,例如介电常数(Dk)、耗散因子(Df)、甚至连材料的厚度都会影响不同传输线(如:微带线,带状线,共面波导)在高频电路中的性能。幸运的是,有一种简单高效的工具软件,可以预测不同的高频传输线,在不同线路板材料上加工出来的表现,也就是罗杰斯公司提供的微波阻抗(MWI)计算软件。
软件的用户手册也可以从“罗杰斯技术支持中心”免费下载,用来帮助用户更好的使用MWI-2019软件。该软件的闭合方程可以提供非常精确的仿真,是基于在用到的一些传输线上进行了大量的测试数据。在绝大多数情况下,对于给定的线路板材料和给定传输线技术的模拟仿真结果,和实际加工出来的传输线在矢量网络分析仪(VNA)上的实际测量结果非常吻合。特别是对于一些最常用的传输线类型,例如:微带线,带状线和接地共面波导(GCPW)。
工具软件MWI-2019有众多的优点,除了免费和能够在普通的PC机上实现高精度之外,它的一个显著的特点是高效的运行速度。在仿真不同线路板材料的传输线时,如果采用其它商用的三维全波电磁(EM)场仿真软件,即使是采用最顶配和最新的PC机,仿真一次也可能需要几小时。但是,MWI-2019软件的编写初衷,是为了能够在常规配制的普通PC机上快速高效运行。基本上,在设置好相关参数后,只要按下软件的“计算”按钮,软件几乎能立即给出精确的仿真结果。
MWI-2019软件可以快速比较传输线在不同线路板材料上的表现,允许用户在多种材料之间进行比较和选择。例如:不同线路板材料在不同的频率下,微带电路的传输线损耗如何受到影响?当更换线路板材料时,软件将使用每种材料最接近的标准厚度,以及每种材料的最佳铜箔类型,以简化比较。如果用户有兴趣对材料的某些特定参数(如:Dk和厚度)进行分析比较,软件也可以修改这些默认标准值,让用户来自定义设置。
可靠的计算精度
当用户从MWI-2019中选择线路板材料,以及线路板材料的厚度、工作频率时,MWI-2019软件通过建立的大量材料参数数据库(根据材料的厚度或z轴)中找到具体的特定的Dk值,这些Dk值是根据不同材料的频率进行实际测量而得到的。每种材料Dk值随频率变化的数据库都是根据在不同频率和线路板材料的不同厚度,测试数百个电路上的实际测量建立的。这些设计Dk值也可在很宽的频率范围内使用:软件最新版本的设计Dk值适用于100 MHz至110 GHz的频率,支持60 GHz及更高频率。例如:新兴的5G毫米波应用、蜂窝通信网络、汽车雷达安全系统等。与早期版本的软件相比,MWI-2019还包含更多可供选择的线路板材料,以及对应的大量设计Dk数据库和已针对材料进行了优化的传输线模型。
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