CST仿真微帶線(xiàn)模型的直流電阻

文章內(nèi)容將分別介紹Js、RLC、FEM求解器仿真直流電阻的工作流程。

1、使用穩(wěn)態(tài)電流求解器(Js Solver)仿真直流電阻

Js求解器是CST低頻工作室中用于模擬穩(wěn)態(tài)電流場(chǎng)，計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度和電流密度的求解器。

Js求解器可以求解每個(gè)組件的功率損耗，通過(guò)簡(jiǎn)單的換算便可以得到直流電阻。

下面介紹具體流程：打開(kāi)一個(gè)低頻工作室的工程模板，將求解器切換為Js求解器，創(chuàng)建一段微帶線(xiàn)模型。

選中微帶線(xiàn)的一個(gè)截面，添加1A的電流端口，直接運(yùn)行求解器。

Js求解器沒(méi)有直接給出直流電阻的大小，但給出了每個(gè)組件的功率損耗。點(diǎn)擊導(dǎo)航樹(shù)“Loss Power”文件夾查看，Rdc=P_loss/(1^2)=0.00217Ω。

2、使用RLC求解器計(jì)算部分電阻

RLC求解器可用于計(jì)算指定模型的等效電路參數(shù)，即部分電感、部分電阻和部分電容。

在后處理功能欄中刪除結(jié)果，將求解器切換為RLC求解器。

讓微帶線(xiàn)和GND平面間預(yù)留一點(diǎn)間隙，在微帶線(xiàn)兩端添加“RLC Node”。

需注意的是：Js求解器的電流端口用于規(guī)定通過(guò)先前選定表面的總電流。它應(yīng)該定義在邊界表面或形成閉合電流回路的導(dǎo)體的平面上。

RLC求解器的RLC Node是電流流過(guò)的面或電荷所在的面，與RLC網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。RLC Node pair應(yīng)定義在導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的兩端，體電流可以在其中流動(dòng)。

打開(kāi)RLC求解器設(shè)置對(duì)話(huà)框，將“RLC Node”設(shè)置為node pair。

仿真完成后，點(diǎn)擊“Partial Resistance”文件夾查看仿真結(jié)果。

3、使用FEM求解器計(jì)算Z參數(shù)

      使用時(shí)域、頻域等3D求解器仿真可以直接得到S參數(shù)，CST自帶的后處理功能可以從S參數(shù)換算出Z參數(shù)結(jié)果。

將模型復(fù)制到微波工作室中，在微帶線(xiàn)兩端添加離散面端口，將求解器切換為頻域求解器，設(shè)置好頻率和邊界后，直接運(yùn)行仿真。

切換到設(shè)計(jì)工作室界面，一個(gè)pin接端口，另一個(gè)pin接地。添加“S parameter 任務(wù)”和“后處理任務(wù)”。

點(diǎn)擊“Up date”更新任務(wù)后即可得到Z參數(shù)了。

最后，可以對(duì)比一下仿真結(jié)果與理論計(jì)算值，直流電阻理算計(jì)算公式如下：

使用Js、RLC、FEM求解器仿真直流電阻的結(jié)果均在0.00218Ω左右，可見(jiàn)，三種方法均能得到比較準(zhǔn)確的仿真結(jié)果。