Il calcolatore della linea a microstriscia è uno strumento prezioso utilizzato per determinare i parametri critici di una linea a microstriscia, che è un tipo di linea di trasmissione elettrica comunemente utilizzata nei circuiti a microonde. Questo calcolatore aiuta nella progettazione di linee a microstriscia fornendo valori accurati per la costante dielettrica effettiva, l'impedenza caratteristica, la lunghezza d'onda e la velocità di fase. Questi parametri sono essenziali per garantire prestazioni efficienti e affidabili dei circuiti a microonde.
Formule chiave del calcolatore della linea a microstriscia
Di seguito sono i chiave formule utilizzate in un calcolatore di linee a microstriscia.
Costante dielettrica effettiva (epsilon_eff)
La costante dielettrica effettiva (epsilon_eff) tiene conto dei campi marginali attorno al striscia e il substrato. Esso è dato da:
epsilon_eff = (epsilon_r + 1) / 2 + (epsilon_r – 1) / 2 * (1 + 12 * h / L)^(-0.5)
dove:
- epsilon_r = costante dielettrica relativa del substrato
- h = altezza del supporto
- W = larghezza della linea della microstriscia
Impedenza caratteristica (Z_0)
L'impedenza caratteristica (Z_0) della linea a microstriscia può essere calcolata utilizzando:
Z_0 = 60 / sqrt(epsilon_eff) * ln(8 * h / L + 0.25 * L / h)
Per W/h > 1:
Z_0 = 120 * pi / sqrt(epsilon_eff) * (L / h + 1.393 + 0.667 * ln(L / h + 1.444))
Lunghezza d'onda della linea microstrip (lambda_g)
La lunghezza d'onda del segnale sulla linea a microstriscia (lambda_g) è data da:
lambda_g = lambda_0 / sqrt(epsilon_eff)
dove lambda_0 è la lunghezza d'onda dello spazio libero.
Velocità di fase (v_p)
La velocità di fase (v_p) del segnale sulla linea a microstriscia è:
v_p = c / sqrt(epsilon_eff)
dove c è il velocità di luce nel vuoto.
Tabella dei valori precalcolati
Di seguito una tabella con alcuni valori precalcolati per una rapida consultazione:
| Costante dielettrica relativa (epsilon_r) | Altezza del substrato (h) | Larghezza microstriscia (W) | Costante dielettrica effettiva (epsilon_eff) | Impedenza caratteristica (Z_0) |
|---|---|---|---|---|
| 4.5 | 1.6 mm | 3.0 mm | 3.3 | ohm 50 |
| 2.2 | 1.0 mm | 2.0 mm | 1.9 | ohm 75 |
| 6.0 | 2.0 mm | 4.0 mm | 5.0 | ohm 30 |
Esempio di calcolatore di linea a microstrip
Esaminiamo un esempio di calcolo utilizzando il calcolatore della linea Microstrip:
Valori di input:
- Costante dielettrica relativa (epsilon_r): 4.5
- Altezza del substrato (h): 1.6 mm
- Larghezza microstriscia (L): 3.0 mm
Calcola la costante dielettrica effettiva (epsilon_eff): epsilon_eff = (4.5 + 1) / 2 + (4.5 – 1) / 2 * (1 + 12 * 1.6 / 3.0)^(-0.5) epsilon_eff ≈ 3.3
Calcolare l'impedenza caratteristica (Z_0): Z_0 = 60 / sqrt(3.3) * ln(8 * 1.6 / 3.0 + 0.25 * 3.0 / 1.6) Z_0 ≈ 50 ohm
Domande frequenti più comuni
Una linea a microstriscia è un tipo di linea di trasmissione elettrica utilizzata per trasmettere segnali a frequenza di microonde. È costituito da una striscia conduttrice separata dal piano di massa da uno strato dielettrico noto come substrato
L'impedenza caratteristica (Z_0) di una linea a microstriscia può essere calcolata utilizzando formule specifiche che tengono conto della larghezza della striscia, dell'altezza del substrato e della costante dielettrica effettiva.
La costante dielettrica effettiva (epsilon_eff) è importante perché tiene conto dell'influenza sia del materiale dielettrico che dell'aria che circonda la linea a microstriscia, influenzando la propagazione dei segnali.