射頻微波電路專題實驗一微帶傳輸線之設(shè)計方案ppt課件

1、射頻微波電路專題實驗一：微帶傳輸線之設(shè)計國立中山大學(xué)電機系 射頻微波實驗室研討生：陳建勳 林明俊 謝昕峰. 07-5252000-4119Web. .twRF & Microwave Lab.大綱單元一 模擬軟體教學(xué)Libra & LineCalc EESOF3軟體包含兩個部分；一為LineCalc用以分析有關(guān)微波電路之物理及電性參數(shù)，如微帶線之長寬；另一為實驗一所介紹之Libra，用以模擬所設(shè)計微帶線之相關(guān)反應(yīng)。 LineCalc可用以求微帶線之相關(guān)參數(shù)，給定相關(guān)基板資訊，其物理參數(shù)，可求其電性參數(shù)，反之亦然。單元二 50歐姆微帶線製作與損耗測

2、量Libra軟體起始設(shè)定：將檔案解壓縮至D碟下無中文名稱之路徑，軟體預(yù)設(shè)之執(zhí)行目錄為D:EESOFWIN。2. 執(zhí)行D:EESOFWINPROGRAMLIBRA.EXE。3. 執(zhí)行LIBRA.EXE後，陸續(xù)會出現(xiàn)三個視窗，其個別為：出現(xiàn)以下的視窗A，請按OK或X將其關(guān)閉b 出現(xiàn)以下的視窗B，請點選Cancel， 不需建立TMP資料夾。c 出現(xiàn)以下的視窗C，請點選Cancel， 不要建立INF資料夾。E.E. Dept., NSYSU EXP1：Single-Stub Matchingn 應(yīng)用Single-Stub Matching之方法，將一負載阻抗n 匹配到一操作於2.45 GHz之 傳輸線

3、，如下圖所示：15 , 0.8LRLnH050Z 050Z LLZRj L12342 ()360 (deg)llradlreeCKT MSUB ER=4.4 H=0.8 T=0.01 RHO=0 RGH=0 TAND TAND=0.02 MLIN 1 2 W=1.52 L=5 MLIN 2 3 W=1.52 L=9.83 MLIN 2 4 W=1.52 L=2.94 RES 4 5 R=15 IND 5 0 L=0.8 DEF1P 1 EXP1FREQ SWEEP 1000 4000 10OUT EXP1 DBS11 GR1GRID RANGE 1000 4000 100 GR1 -40 0

4、5DIM FREQ MHZ RES OH LNG MM ANG DEG IND NH CAP PFE.E. Dept., NSYSU Libra 任務(wù)環(huán)境E.E. Dept., NSYSU Libra 編輯視窗E.E. Dept., NSYSU EXP1：Single-Stub MatchingE.E. Dept., NSYSU 經(jīng)經(jīng)Single-Stub matching後，在操作頻率後，在操作頻率2.45GHz附近反射量很小，附近反射量很小，即為達到阻抗匹配之效果標(biāo)示為小於即為達到阻抗匹配之效果標(biāo)示為小於-20dB頻寬。頻寬。LineCalc 軟體簡介1 LineCalc 軟體起始設(shè)定：1

5、.執(zhí)行eesof3資料夾LineCalc.EXE檔案即可開啟，按恣意鍵即進入LineCalc，如下圖所示：2.退出：按Shift+F10即可退出，退出之前，LineCalc會在左上角出現(xiàn)以下訊息：“Are you sure ?，假設(shè)要退出按Y ，繼續(xù)操作按N“Save data，儲存現(xiàn)在畫面中參數(shù)狀態(tài)，按Y，否則按N。LineCalc 軟體簡介2 LineCalc之任務(wù)視窗共分為5個部分，如下圖所示：狀態(tài)列共用參數(shù)列物理參數(shù)列電性參數(shù)列功能鍵列切換：F7切換：F2. 狀態(tài)列：有兩行，顯示目前任務(wù)狀態(tài)、元件資訊狀態(tài)列：有兩行，顯示目前任務(wù)狀態(tài)、元件資訊 及錯誤訊息提示。及錯誤訊息提示。E.E.

6、Dept., NSYSU LineCalc範(fàn)例：微帶傳輸線模擬範(fàn)例1：設(shè)計以為FR4基板 ，H=0.8mm，T=0.01mm，操作頻率1 GHz之50歐姆微帶線。在共用參數(shù)區(qū)，將基板參數(shù)輸入，供計算微帶運用；在電性參數(shù)區(qū)輸入所需微帶線之參數(shù)，即可得0.8mm之FR4基板任務(wù)在1GHz時，50歐姆微帶線之線寬為W=1.52mm；電氣長度90度時，微帶線之長度為L=41.03mm。4.4, 0.02, 0rRHORGHE.E. Dept., NSYSU 基板厚度之影響範(fàn)例2：將基板厚度改變?yōu)?.6mm，線寬變?yōu)閃=3.04mm，長度L=40.97，可知改變基板厚度改變對寬度影響較大。E.E. De

7、pt., NSYSU 操作頻率之影響範(fàn)例3：改變操作頻率為2GHz，由下圖可得：微帶線線寬W=1.52mm ，長度L=20.48，一樣資料及特性阻抗Z0， 其線寬幾乎不因頻率變化而有所改變。E.E. Dept., NSYSU 介電係數(shù)之影響 範(fàn)例4：改變基板材質(zhì)為介電係數(shù)9.9的Ceramic，由下圖可得：微帶線線寬變?yōu)閃=0.76mm ，長度L=29.08 。E.E. Dept., NSYSU 範(fàn)例結(jié)果比較W mmL mm差異範(fàn)例11.521.5241.0341.03H=0.8mm, f0=1GHz範(fàn)例23.0440.97H=1.6mm, f0=1GHz範(fàn)例31.5220.48H=0.8mm

8、, f0=2GHz範(fàn)例40.7629.08Ceramic Substrate單元二 50歐姆微帶線製作與損耗測量一、實驗?zāi)康模?在0.8 mm及1.6 mm之不同厚度的FR4基板上製作等長度5公分之傳輸線，線寬為操作頻率為2.4 GHz之50歐姆線寬，再藉由儀器的測量，了解傳輸線本身在不同任務(wù)頻率下的損耗，以使日後的實驗?zāi)艽_切掌握部份外來損耗的來源，使實驗數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。二、實驗設(shè)備：1. 耗費資料(1) FR4 玻璃纖維雙面感光電路板 ( ，Thickness = 1.6 mm，Loss tangent = 0.02)(2) FR4 玻璃纖維雙面感光電路板 ( ，Thickness = 0.8

9、mm，Loss tangent = 0.02)(3) 50 SMA 接頭2. 模擬軟體 (1) LineCalc : 計算微帶線的傳播常數(shù)和特性阻抗 (2) Libra : 模擬微帶線之頻率響應(yīng)(3) AutoCAD: 畫出所設(shè)計的微帶線電路圖樣4.4r4.4r微帶線Microstrip結(jié)構(gòu)實驗成果0.8mm 玻纖W = _50歐姆微帶傳輸線 WW = _ W1.6mm 玻纖將實驗所測量到的各傳輸線在不同頻率下所測得的功率差值in dBm，填入下面的表格中：模擬結(jié)果0.5 GHz2.4 GHz5.2 GHz8 GHz0.8 mm1.6 mm量測結(jié)果0.5 GHz2.4 GHz5.2 GHz8 GHz0.8 mm1.6 mm0123456789-2.5-2-1.5-1-0.500.5Insertoin Loss0.8mm Sim1.6mm Sim0.8mm Mea1.6mm MeaFreq GHz dBS21dB實作留意事項60 mm2