看過電磁學(xué)的書,硬著頭皮看,還是看不透,看到矩陣諧振腔,又跟之前做的平面諧振聯(lián)系起來。這種聯(lián)系只是將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接,形成了一點(diǎn)面的概念,實(shí)際上感覺還是不全面。
一開始了解平面諧振的概念會(huì)和RLC串并聯(lián)電路諧振混淆,現(xiàn)在一說到諧振頻率,就本能地認(rèn)知為RLC電路,感抗=容抗。
01
任何諧振電磁結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)的能量(電&磁)在一段時(shí)間內(nèi)都會(huì)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間周期性振蕩,這說明能量在交替變換,在最大值和零值之間。
以版圖設(shè)計(jì)的平面,可以理解為矩形諧振腔為例,能量到達(dá)平面邊緣,會(huì)發(fā)生反射。反射回來的能量會(huì)和入射能量進(jìn)行交換,相位相同形成最大值,即波峰,相位相反形成形成零值,即波谷。
有些達(dá)到平面邊緣的能量沒有反射回來,就會(huì)形成噪聲,產(chǎn)生EMI問題。
02
在實(shí)際的版圖設(shè)計(jì)中,有很多電源需要鋪設(shè)大量的shape來保證電流通過。大面積平面就會(huì)形成類似于矩陣平面腔,上下面為PEC,即理想電邊界,四周為PMC,即理想磁邊界。
長度為4 inch 約等于0.1米,寬度為2.8 inch 約等于0.07米
實(shí)際版圖設(shè)計(jì)中,信號(hào)打孔轉(zhuǎn)換時(shí),如果它的返回平面也發(fā)生了改變,返回電流在返回平面之間的切換,會(huì)耦合到腔內(nèi),形成諧振耦合。
模式2的情況下,諧振頻率為1.5GHz。
說到模式,想到的是TE波和TM波。
TE波:在傳播方向上有磁場(chǎng)分量但無電場(chǎng)分量,稱為橫電波。
TM波:在傳播方向上有電場(chǎng)分量而無磁場(chǎng)分量,稱為橫磁波。
對(duì)于給定的諧振腔尺寸(a,b和d)還有電介質(zhì)參數(shù)(介電常數(shù),磁導(dǎo)率),每個(gè)模式都可以只在單一頻率下存在振蕩。本例中,d為介質(zhì)厚度,相對(duì)于其他因素,厚度的變化對(duì)其相位的變化,或者能量的影響,可以簡化之。
模式(m,n)為(1,0),諧振頻率約為2.1GHz。
版圖設(shè)計(jì)中,信號(hào)從頂層切換到底層而穿過諧振腔時(shí),返回電流會(huì)激發(fā)諧振。
盡量不要在不同返回平面之間切換信號(hào),同時(shí)在靠近每個(gè)信號(hào)過孔處利用返回過孔,以抑制諧振。
信號(hào)損耗和平面諧振點(diǎn)大體吻合
如何改變&優(yōu)化諧振,有兩個(gè)方向:
①改變電源或者地平面的尺寸(大小&面積等);
②選用高介電常數(shù)的材料,可降低諧振頻率。
實(shí)際版圖設(shè)計(jì)中,電源部分會(huì)添加不同容值的去耦電容,這也能降低諧振效應(yīng)。只不過本例沒有做這樣的仿真實(shí)驗(yàn)。