Studien zu passiven MMIC-Strukturen der Höchstfrequenztechnik:
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Düsseldorf
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Titel: Studien zu passiven MMIC-Strukturen der Höchstfrequenztechnik
Autor: Klingbeil, Harald
Jahr: 1997
FORTSCHRITT- BERICHTE VM Dipl.-Ing. Harald Klingbeil, Langen Studien zu passiven MMIC-Strukturen der Höchstfrequenztechnik Reihe 9 : Elektronik Nr. 260
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Mikrowellen-CAD 5 3 Erweitertes Finite-Differenzen-Verfahren 9 3.1 Auswahl der Methode . 9 3.2 Anforderungen . 10 3.2.1 Berücksichtigung von Verlusten. 11 3.2.2 Berücksichtigung komplexer Geometrien. 11 3.3 Grundlegende Eigenschaften des Yee-Gitters. 13 3.4 Begriffsdefinitionen für Polygongitter. 16 3.5 Dreidimensionale Feldprobleme. 19 3.5.1 Diskretisierung der Maxwell-Gleichungen für Polygongitter . . 19 3.5.2 Symmetrisierung der Systemmatrix. 23 3.5.3 Divergenz-Beziehung. 24 3.6 Homogene Wellenleiter. 26 3.7 Anwendungsmöglichkeiten nicht-kartesischer Diskretisierungen . 30 3.7.1 Lokale Gitterverfeinerung . 32 3.7.2 Approximation komplizierter Materialkonturen. 36 3.8 Verifikation des Verfahrens. 11 3.8.1 Quadratischer Hohlleiter mit rundem dielektrischem Stab . . . 15 3.8.2 Kreisförmiger Mikrostreifenleitungswinkel . 16 V
3.8.3 Rechenzeitbedarf des Verfahrens. 48 3.8.4 Der koplanare Wellenwiderstandssprung . 49 3.8.5 Dämpfung von Hohlleiterwellen mit verlustbehafteten Zylindern 53 4 Längshomogene Leitungen 55 4.1 Das Quasi-TEM-Verhalten. 55 4.2 Die Leitungsparameter. 56 4.3 Abweichungen vom Quasi-TEM-Verhalten. 58 4.4 Koplanarleitung. 59 4.4.1 Parasitäre Wellentypen. 60 4.4.2 Die Stromverteilung in den Leitern. 60 4.4.3 Leitungs- und Ersatzschaltbildparameter . 61 4.4.4 Einfluß verdünnter Mittelleiter. 65 4.5 Die Mikrostreifenleitung. 68 5 Leitungsabschlüsse 72 5.1 Koplanarer Kurzschluß. 73 5.1.1 Ersatzschaltbild. 73 5.1.2 Modellierung. 75 5.1.3 Vergleich der Modellierungsformeln mit den FDFD-Ergebnissen 77 5.2 Kurzschluß mit Lastkapazität. 78 5.2.1 Streuverhalten. 79 5.2.2 Ersatzschaltbild. 80 5.2.3 Modellierung. 83 5.2.4 Vergleich der Modellierungsformeln mit den FDFD-Ergebnissen 87 6 Luftbrücken 91 6.1 Luftbrücke mit abgehobener Masser'erbindung (Typ A). 92 6.1.1 Streuverhalten. 93 6.1.2 Ersatzschaltbild. 95 VI
6.1.3 Modellierung. 101 6.1.4 Vergleich der Modellierungsformeln mit den FDFD-Ergebnissen 102 6.1.5 Unterdrückung des Schlitzleitungswellentyps. 104 6.2 Luftbrücke mit abgehobenem Mittelleiter (Typ B) . 106 6.2.1 Streuverhalten. 107 6.2.2 Ersatzschaltbild. 110 6.2.3 Modellierung. 114 6.2.4 Vergleich der Modellierungsformeln mit den FDFD-Ergebnissen 117 6.2.5 Unterdrückung des Schlitzleitungswellentyps. 120 6.3 Luftbrücke mit versenkter Masseverbindung (Typ IHP). 121 6.3.1 Streueigenschaften. 122 6.3.2 Ersatzschaltbild. 124 6.3.3 Unterdrückung des Schlitzleitungswellentyps. 125 6.4 Vergleich der Luftbrücken. 126 7 Kreisförmiger Koplanarleitungswinkel 129 7.1 Streuverhalten. 130 7.2 Modellierung . 131 7.3 Vergleich der Modellierungsformeln mit den FDFD-Ergebnissen . . . 132 7.4 Vergleich mit eckiger Ausführung. 133 8 Zusammenfassung und Ausblick 135 9 Anhang 138 9.1 Leistung und Orthogonalität der Felder. 138 9.1.1 Kartesische Gitter . 139 9.1.2 Polygongitter. 140 9.2 Quasistatisches Verhalten einer idealisierten Koplanarleitung. 1TI 9.3 Sprunghafte Verbreiterung eines Leiters. 146 9.4 Leitungsmodelle für Diskontinuitäten. 119 VII
9.4.1 Linearität der Streukoeffizienten. 149 9.4.2 Verwendung diskreter Ersatzschaltbilder. 150 Wichtige Formelzeichen 153 Literaturverzeichnis 156 VIII |
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