介質(zhì)材料的定義是仿真的必要前提。無論哪種模型或定義方法，都需要先定義介電常數(shù)Epsilon，也叫Dk，比如下圖用4.3。這個(gè)是相對(duì)介電常數(shù)，也就是復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部Eps‘：

 

 

             

下面看復(fù)介電常數(shù)的虛部，也就是Eps'', 常用損耗角代替直接定義虛部，也叫損耗正切Tangent loss，或Tangent Delta，或Df。

 

1. Debye色散模型

這里需要明確該損耗角定義的頻率，不然求解器會(huì)默認(rèn)用頻率范圍的中心頻率。比如這里我們仿真是0-20GHz，損耗角只有在10GHz定義，其他都是擬合。

 

 

 

有了復(fù)介電材料，材料模型便在1D結(jié)果中查看：

 

 

 

 

可見默認(rèn)是三階擬合，我們可以手動(dòng)設(shè)置擬合階數(shù)，比如下圖是N=1。

 

 

階數(shù)越高，損耗越平穩(wěn)（X軸頻率開log），色散效果越不明顯。唯獨(dú)定義頻率數(shù)值不變。

 

 

 

 

 

 2.  Djordjevic-Sarkar 模型

其實(shí)和Debye有點(diǎn)像，完整損耗曲線成π型，仿真基本只用前半部分，這里高頻定義要至少高于損耗角定義頻率的10倍。

 

 

 

 

為了看到高頻處的曲線下降，我們需要將仿真頻率定義到很高，當(dāng)然只是為了查看。

 

 

 

3. 恒定電導(dǎo)率模型

這里可以用宏進(jìn)行Tand和Cond之間的轉(zhuǎn)換。

 

 

比如輸入剛才10GHz損耗角和相對(duì)介電常數(shù)，點(diǎn)擊ok就計(jì)算出kappa電導(dǎo)率0.0598。

 

 

 

然后我們將損耗角定義改去電導(dǎo)率定義，輸入0.0598, 點(diǎn)擊ok。

 

 

 

可見這里的相對(duì)介電常數(shù)為恒定了。

 

 

其公式參考幫助:

 

有一些仿真情形不允許用色散的介電常數(shù)，可以用這種定義替代。

 

 

4. 用戶數(shù)據(jù)輸入

將電導(dǎo)率改成0，這樣在dispersion中可以選擇用戶輸入。

 

 

 

 

 

可選恒定電導(dǎo)率或高階多項(xiàng)式擬合。

 

 

 

小結(jié)：

1.     無論哪個(gè)模型，低頻有效性都值得商榷。

2.     實(shí)際生活中沒有材料的損耗角是完全恒定的。讓損耗角恒定可用于頻域仿真，但不適合時(shí)域仿真，因?yàn)椴荒鼙ＷC因果性。也就是說，對(duì)于材料定義，時(shí)域仿真比頻域仿真的要求高的多！

3.     比較“準(zhǔn)”的做法還是大量的測(cè)量的數(shù)據(jù)，然后拿來用于仿真；但這也有局限性，就是因?yàn)闇y(cè)量結(jié)果是離散頻點(diǎn)，非常容易違背時(shí)域因果性；所以擬合避免不了?！皵M合”這個(gè)過程不是來者不拒，而是有原則的適應(yīng)，這個(gè)原則就是保證時(shí)域因果性。

4.     對(duì)于PCB介質(zhì)材料，推薦用CST自帶宏配合測(cè)量校準(zhǔn)傳輸線提?。?/span>

 

 

 

（內(nèi)容、圖片來源：CST仿真專家之路公眾號(hào)，侵刪）

 

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