CST中,如何用CST自帶宏提取材料的DK,Df值
本期將介紹如何用CST的提取材料參數。我們知道如果要做精確的仿真,進行仿真測試對比,其中第一步就是要搞清楚仿真模型的參數,如果輸入數據不對,那也避免不了垃圾進垃圾出的原則。和仿真相關的數據很多,其中PCB板的介質參數Dk, Df就是介電常數的實部和損耗角正切tanD就是我們需要搞清楚的重要參數。
為什么要測量得到材料參數
不同的供應商不同的工藝,材料屬性都不同。那我們能從哪里得到材料參數呢?通常大家的做法就直接用庫里的模型,或者參考規格書,如下圖:
更嚴謹的仿真人員,會參考文獻里的材料模型的結果,如下圖的Djordjevic 2001的文章:
但如上圖所說他的模型是和測量結果比對的,可是文獻又是如何測量的,測量的那塊板材和我們手上的板材是否一致呢?所以,測量是得到材料參數是最可靠的辦法。
如何通過測量提取材料參數
這里先介紹最簡單的一種雙線提取材料參數的方法。
step1:首先制作一個夾具,如下圖:
夾具的要點是兩個傳輸線有一個長度差,比如我們這里的例子是30mm。
雙線提取法要求使用高質量穩定的連接器,這樣算法才可以減去兩種連接器的影響。
測試兩組傳輸的2個S2P文件,本例中短的一個存為THRU.s2p,一個長的存為line.s2p。
step2 用CST提取材料參數
1. 創建一個和夾具一樣的傳輸線模型,最好將模型長度和雙線的差設為一樣,如下圖的模型的30mm。
2. 設置為F求解器,設置頻率范圍。打開CST內置的宏,如下圖:
彈出的對話框如下圖,首先在Select extraction technique,選擇Extract from 2 line (3D EM), 在Material properties(datasheet)下輸入規格書的值,Select material選擇CST模型里的那個材料名稱,本例中我將這個材料命名為了unknow。
在Load measured data里導入之前測到的長短線的S2P文件。長短線夾具長度差和CST模型長度都設置為一樣的30mm。當然Special可以對采樣點和精度進行設置。
3. 都設置完成后點擊Extract提取材料參數,軟件會自動運動程序讓仿真結果去逼近測試結果,最后得到一致的結果后,所用的材料即為提取的材料參數。仿真結束后再1D result下有如下這樣一個文件夾:
點擊egL可以看到預估的材料能得到和測量一樣的結果,如下圖所示:
點擊1D result下Complex permitivity extraction文件夾下的unknow材料如下圖是提取得到的材料參數的DK和DF,這里我預設的datasheet的DK為3,最終軟件也找到了材料的實際值4.5左右,預設的datasheet的Df為0.01,最終軟件也找到了材料的實際值0.02左右。
提取得到的材料已經自動賦給了unknow這個材料,用戶可以保存下來,給以后使用。通過提取得到的材料使用起來比較有信心,不過需要注意的是,即便是同一種材料微帶線提取的結果并不適合給帶狀線使用。這里先紹了最基本的雙線提取法的用法。