微带线仿真分析

1、 仿真结构

下面利用传输线理论和FEM-VFM两种方法对一微带线结构的连续传输线（如图1所示）进行了建模和仿真，提取了等效SPICE电路，从而得到了所需的时域仿真波形。如图1，微带线特性阻抗设置为50ohm，这样可以与一般测试设备端口阻抗（如矢量网络分析仪和频谱仪等）相匹配，借助微带线阻抗计算公式，模型结构参数设置如下：

信号线和地平面材料设为铜，电导率σ=5.8*10⁷S/m，信号线宽w=2.9mm，线长L=50mm，线厚度T=0.018mm，地平面长度为60mm，宽为30mm；介质的相对介电常数ε_r=4.4，损耗角δ=0.015，厚度H=1.5mm。这里，信号线位于结构的中央位置。

图1 待仿真的微带互连线结构

2、 场仿真结果

用有限元方法仿真时，设PML吸收边界与传输线结构的间距为7.5mm，吸收层厚度为5.5mm，信号线两端端口用集中端口。仿真带宽可以用公式 0.35/Tr近似得到，其中Tr为高速数字信号的上升沿时间，如0.1ns上升沿的数字信号带宽为3.5GHz,这里就把仿真带宽设为3.5GHz，仿 真得到的Y11和Y12参数幅度和相位随频率的关系如图2和图3（由于网络是互易和对称的，图中只给出了Y₁₁和Y₁₂的仿真结果，其中Y12用虚线表示）。

3、 矢量拟合系数及等效电路参数

对-Y₁₂和Y₁₁+Y₁₂两条支路进行拟合（考虑到这里Y₁₁=Y₁₂），用了8阶就已经得到很好的结果了，如图4和图5，图中用虚线代表拟合曲线。