本實例簡要討論了如何使用AWR公司的Analyst 3D有限元方法(FEM)電磁仿真器優(yōu)化同軸連接器到微帶線的轉接。 

概述 

在比較測量結果與仿真結果時，從測量硬件的同軸電纜到待測設備信號走線的轉接段一般被認為是理想的。但在實際應用中，這種“理想”狀態(tài)在較高頻率時通常會導致數(shù)據(jù)失配(仿真數(shù)據(jù)≠測量數(shù)據(jù))。

SMA連接器用于把測量硬件的同軸電纜連接到PCB，并將同軸模式信號轉換為微帶線模式，zui后傳送給待測設備

仿真輸入/輸出端口一旦連到PCB走線上(比如連到微帶線或共面波導)，就會默認做出這種理想的假設(圖2)。雖然有許多方法可以用來確保轉接段具有盡可能小的反射，但這個特殊例子重點突出了將完整的3D FEM電磁模型用于連接器的方法。這種方法支持以分析的方式處理轉接的寄生效應，使我們遠離“理想”狀態(tài)，并趨于現(xiàn)實。

一般情況下仿真端口直接位于微帶線上，忽略圖1中的連接器所代表的不連續(xù)性，因而會系統(tǒng)性地扭曲仿真結果與測量結果

設計 

在原理圖(父文檔)中，我們已經(jīng)繪制了含信號走線的印刷電路板(PCB)。為20mil基板設計的3D連接器從技術上講就是父文檔的亞模型(或子模型)，也就是說設計是分層的。連接器模型允許在連接器的同軸電纜末端布置一個端口(輸入端口)，其它端口則被定義為微帶線末端的普通波端口(輸出端口)。輸出端口的參考平面被移動到連接器后面。 

沒經(jīng)優(yōu)化的轉接質量 

中的轉接曲線S11表明，良好的固有匹配只到大約2GHz。在10GHz的目標設計頻率點，反射高達-10dB。很明顯，設計現(xiàn)在將受益于優(yōu)化后的轉接，不僅因為損失的能量，而且因為失配是造成測量與仿真偏差的一個重要來源。

優(yōu)化之前在同軸端口處的轉換段反射系數(shù)

優(yōu)化策略 

轉接模型可以在原理圖中將電磁文檔用作普通子模型加以優(yōu)化。很容易確定的是，串聯(lián)L，并聯(lián)C的匹配電路可以完成10GHz點的優(yōu)化工作。在微帶線中，串聯(lián)L可以用窄的帶狀線段實現(xiàn)，而并聯(lián)C可以用寬的帶狀線段實現(xiàn)。因此，優(yōu)化所要求的微帶尺寸非常簡單，如圖4所示。