Der Mikrostreifenleitungsrechner ist ein wertvolles Werkzeug zur Bestimmung der kritischen Parameter einer Mikrostreifenleitung, einer Art elektrischer Übertragungsleitung, die üblicherweise in Mikrowellenschaltungen verwendet wird. Dieser Rechner hilft beim Entwurf von Mikrostreifenleitungen, indem er genaue Werte für die effektive Dielektrizitätskonstante, die charakteristische Impedanz, die Wellenlänge und die Phasengeschwindigkeit liefert. Diese Parameter sind für die Gewährleistung der effizienten und zuverlässigen Leistung von Mikrowellenschaltungen von entscheidender Bedeutung.
Schlüsselformeln des Mikrostreifenleitungsrechners
Unten sind die Haupt Formeln, die in einem Mikrostreifenleitungsrechner verwendet werden.
Effektive Dielektrizitätskonstante (epsilon_eff)
Die effektive Dielektrizitätskonstante (epsilon_eff) erklärt die Randfelder um das abstreifen und das Substrat. Es ist gegeben durch:
epsilon_eff = (epsilon_r + 1) / 2 + (epsilon_r – 1) / 2 * (1 + 12 * h / B)^(-0.5)
wo:
- epsilon_r = relative Dielektrizitätskonstante des Substrats
- h = Höhe des Untergrundes
- W = Breite der Mikrostreifenleitung
Charakteristische Impedanz (Z_0)
Die charakteristische Impedanz (Z_0) der Mikrostreifenleitung kann berechnet werden mit:
Z_0 = 60 / sqrt(epsilon_eff) * ln(8 * h / B + 0.25 * B / h)
Für W/h > 1:
Z_0 = 120 * pi / sqrt(epsilon_eff) * (B / h + 1.393 + 0.667 * ln(B / h + 1.444))
Wellenlänge der Mikrostreifenleitung (lambda_g)
Die Wellenlänge des Signals auf der Mikrostreifenleitung (Lambda_g) ist gegeben durch:
lambda_g = lambda_0 / sqrt(epsilon_eff)
wobei lambda_0 die Freiraumwellenlänge ist.
Phasengeschwindigkeit (v_p)
Die Phasengeschwindigkeit (v_p) des Signals auf der Mikrostreifenleitung beträgt:
v_p = c / sqrt(epsilon_eff)
wobei c das ist Geschwindigkeit Licht im Vakuum.
Tabelle mit vorberechneten Werten
Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit einigen vorberechneten Werten zum schnellen Nachschlagen:
| Relative Dielektrizitätskonstante (epsilon_r) | Substrathöhe (h) | Mikrostreifenbreite (B) | Effektive Dielektrizitätskonstante (epsilon_eff) | Charakteristische Impedanz (Z_0) |
|---|---|---|---|---|
| 4.5 | 1.6mm | 3.0mm | 3.3 | 50 Ohm |
| 2.2 | 1.0mm | 2.0mm | 1.9 | 75 Ohm |
| 6.0 | 2.0mm | 4.0mm | 5.0 | 30 Ohm |
Beispiel eines Mikrostreifenleitungsrechners
Lassen Sie uns eine Beispielrechnung mit dem Microstrip Line Calculator durchgehen:
Eingabewerte:
- Relative Dielektrizitätskonstante (epsilon_r): 4.5
- Substrathöhe (h): 1.6 mm
- Mikrostreifenbreite (W): 3.0 mm
Berechnen Sie die effektive Dielektrizitätskonstante (epsilon_eff): epsilon_eff = (4.5 + 1) / 2 + (4.5 – 1) / 2 * (1 + 12 * 1.6 / 3.0)^(-0.5) epsilon_eff ≈ 3.3
Berechnen Sie die charakteristische Impedanz (Z_0): Z_0 = 60 / sqrt(3.3) * ln(8 * 1.6 / 3.0 + 0.25 * 3.0 / 1.6) Z_0 ≈ 50 Ohm
Die häufigsten FAQs
Eine Mikrostreifenleitung ist eine Art elektrische Übertragungsleitung zur Übertragung von Mikrowellenfrequenzsignalen. Es besteht aus einem leitenden Streifen, der von einer Masseebene durch eine dielektrische Schicht, das sogenannte Substrat, getrennt ist
Die charakteristische Impedanz (Z_0) einer Mikrostreifenleitung kann mithilfe spezifischer Formeln berechnet werden, die die Breite des Streifens, die Höhe des Substrats und die effektive Dielektrizitätskonstante berücksichtigen.
Die effektive Dielektrizitätskonstante (epsilon_eff) ist wichtig, da sie den Einfluss sowohl des dielektrischen Materials als auch der die Mikrostreifenleitung umgebenden Luft berücksichtigt, die sich auf die Signalausbreitung auswirkt.