【無線射頻工藝】-PCB材料和性能評估的工具軟件

1/1PCB材料和性能評估的工具軟件一般來說，線路板材料的特性與最終電路板（PCB）的性能有很大關(guān)系，特殊是在射頻/微波頻率下。線路板材料的參數(shù)，例如介電常數(shù)（Dk）、耗散因子（Df）、甚至連材料的厚度都會影響不同傳輸線（如：微帶線，帶狀線，共面波導(dǎo)）在高頻電路中的性能。幸運(yùn)的是，有一種簡潔高效的工具軟件，可以猜測不同的高頻傳輸線，在不同線路板材料上加工出來的表現(xiàn)，也就是羅杰斯公司供應(yīng)的微波阻抗（MWI）計(jì)算軟件。

這款傳輸線性能模擬計(jì)算工具軟件，可以通過訪問羅杰斯公司官方網(wǎng)站上的"羅杰斯技術(shù)支持中心',免費(fèi)下載到EXE格式的可執(zhí)行文件。該軟件可以安裝在任意一臺能運(yùn)行MicrosoftWindows10操作系統(tǒng)（OS）的個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）上,另外它也可以從網(wǎng)站上運(yùn)行。該軟件的最新版本MWI-2023,它是使用了閉合方程，并依據(jù)基本線路板材料各種參數(shù)的差異（例如：Dk、厚度、以及其它材料參數(shù)），來計(jì)算特定傳輸線的性能。依據(jù)不同的材料特性，軟件還可以計(jì)算傳輸線的不同性能和工作參數(shù)，包括：特征阻抗，損耗和品質(zhì)因數(shù)（Q）等。該軟件允許用戶從線路板材料庫中選擇不同板材，并基于各種高頻傳輸線技術(shù)進(jìn)行計(jì)算，包括微帶線，帶狀線，接地共面波導(dǎo)（GCPW），邊緣耦合微帶，邊緣耦合帶狀線（或差分對帶狀線）和寬邊耦合帶狀線。

軟件的用戶手冊也可以從"羅杰斯技術(shù)支持中心'免費(fèi)下載，用來關(guān)心用戶更好的使用MWI-2023軟件。該軟件的閉合方程可以供應(yīng)特別精確的仿真，是基于在用到的一些傳輸線上進(jìn)行了大量的測試數(shù)據(jù)。在絕大多數(shù)狀況下，對于給定的線路板材料和給定傳輸線技術(shù)的模擬仿真結(jié)果，和實(shí)際加工出來的傳輸線在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）上的實(shí)際測量結(jié)果特別吻合。特殊是對于一些最常用的傳輸線類型，例如：微帶線，帶狀線和接地共面波導(dǎo)（GCPW）。

快速的運(yùn)行速度

工具軟件MWI-2023有眾多的優(yōu)點(diǎn)，除了免費(fèi)和能夠在一般的PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)高精度之外，它的一個(gè)顯著的特點(diǎn)是高效的運(yùn)行速度。在仿真不同線路板材料的傳輸線時(shí)，假如采納其它商用的三維全波電磁（EM）場仿真軟件，即使是采納最頂配和最新的PC機(jī)，仿真一次也可能需要幾小時(shí)。但是，MWI-2023軟件的編寫初衷，是為了能夠在常規(guī)配制的一般PC機(jī)上快速高效運(yùn)行?；旧希谠O(shè)置好相關(guān)參數(shù)后，只要按下軟件的"計(jì)算'按鈕，軟件幾乎能馬上給出精確的仿真結(jié)果。

當(dāng)然，EM場仿真軟件通常能供應(yīng)三維全波計(jì)算，可以供應(yīng)比MWI-2023這樣的便捷免費(fèi)軟件高得多的精度，其代價(jià)是采納較長的仿真時(shí)間。但MWI-2023并不是要取代EM場仿真軟件。MWI-2023軟件能夠供應(yīng)特別有用的牢靠的參考結(jié)果，它的快速計(jì)算優(yōu)勢能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)，關(guān)心電路設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)不同傳輸線電路時(shí)，正確快速選擇線路板材料的DK值，厚度以及確定其它線路板材料的指標(biāo)。對于給定的高頻輸電線路技術(shù)和電路設(shè)計(jì)，MWI-2023的仿真速度，能夠讓工程師在眾多的線路板材料中找到最佳的電路參數(shù)。當(dāng)需要更高的仿真精度并且有充分的計(jì)算時(shí)間時(shí)，工程師可以隨時(shí)利用EM場仿真軟件尋求更精細(xì)的仿真結(jié)果。

MWI-2023軟件可以快速比較傳輸線在不同線路板材料上的表現(xiàn)，允許用戶在多種材料之間進(jìn)行比較和選擇。例如：不同線路板材料在不同的頻率下，微帶電路的傳輸線損耗如何受到影響？當(dāng)更換線路板材料時(shí)，軟件將使用每種材料最接近的標(biāo)準(zhǔn)厚度，以及每種材料的最佳銅箔類型，以簡化比較。假如用戶有愛好對材料的某些特定參數(shù)（如：Dk和厚度）進(jìn)行分析比較，軟件也可以修改這些默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)值，讓用戶來自定義設(shè)置。

牢靠的計(jì)算精度

盡管仿真速度快，但MWI-2023通過傳輸線特定的閉合方程和模型優(yōu)化，依舊可以供應(yīng)特別精確的仿真結(jié)果。用戶可以使用軟件內(nèi)置的默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)材料參數(shù)，也可以通過微調(diào)線路板材料參數(shù)（包括設(shè)計(jì)Dk，厚度，甚至銅導(dǎo)線的定義）對傳輸線電路和材料進(jìn)行仿真計(jì)算（MWI-2023中包含了多種銅表面粗糙度模型）。在對線路板材料進(jìn)行傳輸線分析計(jì)算之前，軟件允許用戶修改默認(rèn)的缺省值并輸入自己的值，以便在感愛好的頻率上進(jìn)行自定義計(jì)算，從而快速探究不同傳輸線的如何隨著材料和頻率的選擇而變化。

當(dāng)用戶從MWI-2023中選擇線路板材料，以及線路板材料的厚度、工作頻率時(shí)，MWI-2023軟件通過建立的大量材料參數(shù)數(shù)據(jù)庫（依據(jù)材料的厚度或z軸）中找到詳細(xì)的特定的Dk值，這些Dk值是依據(jù)不同材料的頻率進(jìn)行實(shí)際測量而得到的。每種材料Dk值隨頻率變化的數(shù)據(jù)庫都是依據(jù)在不同頻率和線路板材料的不同厚度，測試數(shù)百個(gè)電路上的實(shí)際測量建立的。這些設(shè)計(jì)Dk值也可在很寬的頻率范圍內(nèi)使用：軟件最新版本的設(shè)計(jì)Dk值適用于100MHz至110GHz的頻率，支持60GHz及更高頻率。例如:新興的5G毫米波應(yīng)用、蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)、汽車?yán)走_(dá)平安系統(tǒng)等。與早期版本的軟件相比，MWI-2023還包含更多可供選擇的線路板材料，以及對應(yīng)的大量設(shè)計(jì)Dk數(shù)據(jù)庫和已針對材料進(jìn)行了優(yōu)化的傳輸線模型。

兩種最為廣泛使用的高頻傳輸線，即微帶線和帶狀線，也是MWI-2023中計(jì)算最精確的兩種模型。依據(jù)該軟件供應(yīng)的仿真結(jié)果，在實(shí)際線路板材料上加工出傳輸線的實(shí)際測量值與仿真值幾乎完全全都。對于其它類型的傳輸線，例如邊緣耦合微帶和邊緣耦合帶狀線，盡管沒有大