看過電磁學的書,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系起來。這種聯系只是將知識點進行點對點的連接,形成了一點面的概念,實際上感覺還是不全面。
一開始了解平面諧振的概念會和RLC串并聯電路諧振混淆,現在一說到諧振頻率,就本能地認知為RLC電路,感抗=容抗。
01
任何諧振電磁結構中存儲的能量(電&磁)在一段時間內都會在電場和磁場之間周期性振蕩,這說明能量在交替變換,在最大值和零值之間。
以版圖設計的平面,可以理解為矩形諧振腔為例,能量到達平面邊緣,會發生反射。反射回來的能量會和入射能量進行交換,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。
有些達到平面邊緣的能量沒有反射回來,就會形成噪聲,產生EMI問題。
02
在實際的版圖設計中,有很多電源需要鋪設大量的shape來保證電流通過。大面積平面就會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
實際版圖設計中,信號打孔轉換時,如果它的返回平面也發生了改變,返回電流在返回平面之間的切換,會耦合到腔內,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分量但無電場分量,稱為橫電波。
TM波:在傳播方向上有電場分量而無磁場分量,稱為橫磁波。
對于給定的諧振腔尺寸(a,b和d)還有電介質參數(介電常數,磁導率),每個模式都可以只在單一頻率下存在振蕩。本例中,d為介質厚度,相對于其他因素,厚度的變化對其相位的變化,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。
版圖設計中,信號從頂層切換到底層而穿過諧振腔時,返回電流會激發諧振。
盡量不要在不同返回平面之間切換信號,同時在靠近每個信號過孔處利用返回過孔,以抑制諧振。
信號損耗和平面諧振點大體吻合
如何改變&優化諧振,有兩個方向:
①改變電源或者地平面的尺寸(大小&面積等);
②選用高介電常數的材料,可降低諧振頻率。
實際版圖設計中,電源部分會添加不同容值的去耦電容,這也能降低諧振效應。只不過本例沒有做這樣的仿真實驗。