English
Modeling Stripline With Slotted Ground Plane in Multilayered Circuit Board Using PEEC Formulation
文件大小：
602k
资源说明：### 基于PEEC公式在多层电路板中对带有开槽地平面的微带线建模
#### 概述
本研究论文探讨了一种带有开槽地平面的微带线（stripline）结构在多层电路板中的建模方法。通过采用偏元等效电路（Partial Element Equivalent Circuit, PEEC）技术来分析靠近开槽位置的局部区域，并进一步与平面模型和平行传输线模型相结合。该方法基于等效原理，将问题转化为微带线上的电表面电流与开槽上的磁表面电流之间的混合耦合问题。研究中使用的结构被视为一个完全由顶部和底部的完美导体及四周的完美磁导体包围的腔体，从而允许在PEEC公式中使用腔体格林函数。
#### 信号完整性与电磁干扰视角下的分析
在高速、高密度的多层印刷电路板（PCB）设计中，开槽常常用于实现不同逻辑电平区域的划分或实现不同区域间的噪声隔离。然而，当高速信号线穿过这些开槽时，会引发严重的信号完整性（SI）和电磁干扰（EMI）问题。为了更好地理解和解决这些问题，本文提出了一种新的PEEC基电路模型。
#### 微带线与开槽地平面的耦合机制
微带线与开槽地平面之间的耦合主要受到以下因素的影响：
1. **电场与磁场的相互作用**：微带线和开槽之间的耦合主要表现为电场与磁场的相互作用，这种相互作用导致了能量的交换。
2. **耦合强度**：耦合强度取决于开槽的尺寸、形状以及微带线与开槽之间的相对位置等因素。
3. **频率效应**：随着信号频率的增加，耦合强度通常也会增加，这主要是由于高频信号更容易穿透介质并引起强烈的耦合现象。
4. **材料特性**：微带线和地平面之间的介质材料特性也会影响耦合行为。例如，具有高介电常数的材料可能会增强耦合效果。
#### PEEC模型的构建
PEEC模型的核心思想是将复杂结构分解为一系列离散的偏元，然后通过等效电路的方法来表示这些偏元之间的相互作用。这种方法能够很好地捕捉到结构中的电磁现象，并且可以通过电路模拟软件进行高效的仿真。
- **偏元的选择**：在本研究中，偏元包括微带线上的电表面电流和开槽上的磁表面电流。这些偏元的选择是为了准确描述耦合现象。
- **等效电路参数提取**：通过求解偏微分方程或使用数值方法（如有限元法），可以提取出偏元间的等效电路参数，如电感、电容等。
- **系统级集成**：将PEEC模型与平面模型和平行传输线模型相结合，形成一个完整的系统模型。
#### 腔体格林函数的应用
腔体格林函数是一种数学工具，用于描述波在一个封闭空间内的传播行为。在本研究中，腔体被定义为由顶部和底部的完美导体及四周的完美磁导体构成的空间。通过使用腔体格林函数，可以在PEEC公式中精确计算各个偏元间的电磁相互作用。
#### 方法验证与比较
文中给出了PEEC模型与商用有限元工具得到的结果进行了对比。结果显示，两种方法的结果吻合良好，证明了PEEC模型的有效性和准确性。
#### 结论
通过上述分析可以看出，本研究提出的基于PEEC公式的建模方法为解决带有开槽地平面的微带线结构在多层电路板中的信号完整性与电磁干扰问题提供了一种有效途径。这种方法不仅能够提高设计工程师对于耦合现象的理解，还能够在实际设计过程中实现更优的性能预测与优化。
本源码包内暂不包含可直接显示的源代码文件，请下载源码包。
