СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2016

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 60 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2016 Микрополосковый сигнал Микрополосковый порт ввода-вывода Выход в микрополосковую линию Вход коаксиального кабеля Оптимизация перехода от коаксиального коннектора в микрополосковую линию Рис. 1. Применение SMA-коннектора для соединения кабеля измерительного оборудования с печатной платой Рис. 3. График частотной зависимости модуля коэффициента отражения от входного порта коннектора до его оптимизации Рис. 2. Традиционное размещение порта непосредственно на микрополосковой линии и пренебрежение неоднородностью в месте подключения коннектора приводит к несоответствию результатов симуляции и измерений В данной статье представлен процесс оптимизации перехода от коаксиального коннектора в микрополосковую линию с помощью AWR Analyst – 3D-симулятора, в основе работы которого лежит метод конечных элементов. Якко Янтенен, AWR Европа В ВЕДЕНИЕ При сравнении результатов измере- ний с результатами симуляции пере- ход от коаксиального кабеля измери- тельного оборудования к сигнальной трассе тестируемого устройства часто считают идеальным. Однако применя- емый SMA-коннектор (коннектор суб- миниатюрный тип-А, см. рис. 1) служит не только для соединения кабеля изме- рительного оборудования с печатной платой, он также конвертирует сиг- нал коаксиального кабеля в сигнал микрополосковой линии тестируе- мого устройства. Поэтому на практи- ке указанное допущение часто приво- дит к расхождению данных симуля- ции с данными измерений на высоких частотах. Указанное допущение характерно для случая симуляции, когда порты ввода/выхода размещаются на трассе, к примеру, на микрополосковой или копланарной линии (см. рис. 2), при этом наличие коаксиально-полоско- вого перехода игнорируется. Cуществует несколько методов оцен- ки качества согласования перехода. В данной статье описан метод, в кото- ром производится электромагнитный анализ 3D-модели коннектора методом конечных элементов. Данный подход позволяет учесть паразитные эффек- ты и перейти от идеального перехода к реалистичной модели, учитывающей наличие коннектора. О ПИСАНИЕ ПРОЕКТА В составе 3D-модели, приведённой на рисунке в начале статьи, содержит- ся печатная плата с сигнальными трас- сами. Коннектор, предназначенный для торцевого крепления на печатнуюплату толщиной 0,5 мм, является параметри- зированной подсистемой. В 3D-модели входной порт размещается со стороны подключения коаксиального кабеля. Выходной порт волнового типа разме- щается в конце отрезка микрополоско- вой линии. Отсчётная плоскость выход- ного порта располагается сразу после коннектора (отмечена на рисунке 2). К АЧЕСТВО ПЕРЕХОДА БЕЗ ОПТИМИЗАЦИИ Из частотной зависимости моду- ля S11 (см. рис. 3) видно, что переход изначально характеризуется приемле- мым уровнем согласования в диапазо- не ниже 2 ГГц. На частоте 10 ГГц значе- ние модуля коэффициента отражения от входа составляет –10 дБ. Оптимиза- ция перехода может привести к умень- шениюпотерь на отражение, учитывая при этом рассогласование как значи- мыйфактор, влияющий на соответствие результатов симуляции и измерений. С ТРАТЕГИЯ ОПТИМИЗАЦИИ Модель перехода можно оптими- зировать в редакторе схем, используя