选用介质材料为FR4,介电常数为4.4,板厚1mm。首先大概计算一下50欧姆传输线的线宽:
50欧姆传输线的线宽大概是1.92mm,接着利用HFSS进行精确仿真:
HFSS版本13.0:
File--new,创建一个新工程:
save as 命名为microstrip.hfss
Project--Insert HFSS Design
点击Draw box ,画出一个长方体:
右键CreateBox,选择properties,设置参数:
右键Box1,选择properties,设置参数:
得到下图:
点击Draw rectangle ,并设置参数:
右键rectangle1,properties,设置:
得到line:
再次点Draw box ,并设置参数:
得到基板模型:
再次点Draw box ,并设置参数:
得到模型图:
点击View--active view visibility可以隐藏真空层:
恢复成:
将Draw plane改选为YZ:
点击Draw rectangle ,并设置参数:
得到模型:
选中port1,点,设置:
点击OK,右键line--Assign Boundary--Perfect E,点击OK。
右键port1--Assign Excitation--Wave Port,连续点OK,完成
右键port1_1--Assign Excitation--Wave Port,连续点OK,完成
右键boundary--Assign Boundary--Radiation,OK
右键Project manager中analysis,add solution setup,OK
右键setup1,选add frequency sweep:
点击按钮,检查完毕:
点击按钮,Analyze All。
完成后右键project manager中的Results--Create Modal Solution Data Report--Regular plot,
选择Zo:
点击New Report:
虽说特性阻抗是个相当稳定的属性,但它会随着频率的升高而略微减小:
由于趋肤效应(当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,电流集中在导体的“皮肤”部分,
也就是说电流集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度越大,导线内部实际上电流较小)
当频率升高时,电流向导线表面集中,导线内电流密度减小,此时导线内部电感减小。
(电感的本质,是围绕在电流周围的磁力线匝数)
然而外部电感不变,因此导线总电感减小,导致特性阻抗微弱变小。