La Calculadora de líneas Microstrip es una herramienta valiosa que se utiliza para determinar los parámetros críticos de una línea microstrip, que es un tipo de línea de transmisión eléctrica comúnmente utilizada en circuitos de microondas. Esta calculadora ayuda a diseñar líneas microstrip al proporcionar valores precisos para la constante dieléctrica efectiva, la impedancia característica, la longitud de onda y la velocidad de fase. Estos parámetros son esenciales para garantizar el rendimiento eficiente y confiable de los circuitos de microondas.
Fórmulas clave de la calculadora de líneas Microstrip
A continuación están los clave Fórmulas utilizadas en una calculadora de líneas de microcinta.
Constante dieléctrica efectiva (epsilon_eff)
La constante dieléctrica efectiva (épsilon_eff) representa los campos marginales alrededor del tira y el sustrato. Está dado por:
épsilon_eff = (épsilon_r + 1) / 2 + (épsilon_r – 1) / 2 * (1 + 12 * h / W)^(-0.5)
dónde:
- epsilon_r = constante dieléctrica relativa del sustrato
- h = altura del sustrato
- W = ancho de la línea microstrip
Impedancia característica (Z_0)
La impedancia característica (Z_0) de la línea microstrip se puede calcular mediante:
Z_0 = 60 / sqrt(épsilon_eff) * ln(8 * h / An + 0.25 * An / h)
Para W/h > 1:
Z_0 = 120 * pi / sqrt(epsilon_eff) * (An/h + 1.393 + 0.667 * ln(An/h + 1.444))
Longitud de onda de la línea Microstrip (lambda_g)
La longitud de onda de la señal en la línea microstrip (lambda_g) viene dada por:
lambda_g = lambda_0 / sqrt(epsilon_eff)
donde lambda_0 es la longitud de onda del espacio libre.
Velocidad de fase (v_p)
La velocidad de fase (v_p) de la señal en la línea microstrip es:
v_p = c / sqrt(épsilon_eff)
donde c es el velocidad de luz en el vacío.
Tabla de valores precalculados
A continuación se muestra una tabla con algunos valores precalculados para referencia rápida:
| Constante dieléctrica relativa (épsilon_r) | Altura del sustrato (h) | Ancho de microtira (W) | Constante dieléctrica efectiva (epsilon_eff) | Impedancia característica (Z_0) |
|---|---|---|---|---|
| 4.5 | 1.6 mm | 3.0 mm | 3.3 | 50 ohmios |
| 2.2 | 1.0 mm | 2.0 mm | 1.9 | 75 ohmios |
| 6.0 | 2.0 mm | 4.0 mm | 5.0 | 30 ohmios |
Ejemplo de calculadora de líneas Microstrip
Repasemos un ejemplo de cálculo utilizando la Calculadora de líneas Microstrip:
Valores de entrada:
- Constante dieléctrica relativa (épsilon_r): 4.5
- Altura del sustrato (h): 1.6 mm
- Ancho de microtira (An): 3.0 mm
Calcular la constante dieléctrica efectiva (epsilon_eff): epsilon_eff = (4.5 + 1) / 2 + (4.5 – 1) / 2 * (1 + 12 * 1.6 / 3.0)^(-0.5) epsilon_eff ≈ 3.3
Calcule la impedancia característica (Z_0): Z_0 = 60 / sqrt(3.3) * ln(8 * 1.6 / 3.0 + 0.25 * 3.0 / 1.6) Z_0 ≈ 50 ohmios
Preguntas frecuentes más comunes
Una línea microstrip es un tipo de línea de transmisión eléctrica que se utiliza para transmitir señales de frecuencia de microondas. Consiste en una tira conductora separada de un plano de tierra por una capa dieléctrica conocida como sustrato.
La impedancia característica (Z_0) de una línea microstrip se puede calcular mediante fórmulas específicas que tienen en cuenta el ancho de la tira, la altura del sustrato y la constante dieléctrica efectiva.
La constante dieléctrica efectiva (épsilon_eff) es importante porque tiene en cuenta la influencia tanto del material dieléctrico como del aire que rodea la línea microstrip, lo que afecta la propagación de las señales.