CST中，如何用CST自帶宏提取材料的DK，Df值

來源：CST仿真專家之路更新時(shí)間：2024-06-26 閱讀：

本期將介紹如何用CST的提取材料參數(shù)。我們知道如果要做精確的仿真，進(jìn)行仿真測(cè)試對(duì)比，其中第一步就是要搞清楚仿真模型的參數(shù)，如果輸入數(shù)據(jù)不對(duì)，那也避免不了垃圾進(jìn)垃圾出的原則。和仿真相關(guān)的數(shù)據(jù)很多，其中PCB板的介質(zhì)參數(shù)Dk, Df就是介電常數(shù)的實(shí)部和損耗角正切tanD就是我們需要搞清楚的重要參數(shù)。

為什么要測(cè)量得到材料參數(shù)

不同的供應(yīng)商不同的工藝，材料屬性都不同。那我們能從哪里得到材料參數(shù)呢？通常大家的做法就直接用庫里的模型，或者參考規(guī)格書，如下圖：

更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆抡嫒藛T，會(huì)參考文獻(xiàn)里的材料模型的結(jié)果，如下圖的Djordjevic 2001的文章：

但如上圖所說他的模型是和測(cè)量結(jié)果比對(duì)的，可是文獻(xiàn)又是如何測(cè)量的，測(cè)量的那塊板材和我們手上的板材是否一致呢？所以，測(cè)量是得到材料參數(shù)是最可靠的辦法。

如何通過測(cè)量提取材料參數(shù)

這里先介紹最簡(jiǎn)單的一種雙線提取材料參數(shù)的方法。

step1:首先制作一個(gè)夾具，如下圖：

夾具的要點(diǎn)是兩個(gè)傳輸線有一個(gè)長(zhǎng)度差，比如我們這里的例子是30mm。
雙線提取法要求使用高質(zhì)量穩(wěn)定的連接器，這樣算法才可以減去兩種連接器的影響。
測(cè)試兩組傳輸?shù)?個(gè)S2P文件，本例中短的一個(gè)存為THRU.s2p，一個(gè)長(zhǎng)的存為line.s2p。

step2 用CST提取材料參數(shù)

1. 創(chuàng)建一個(gè)和夾具一樣的傳輸線模型，最好將模型長(zhǎng)度和雙線的差設(shè)為一樣，如下圖的模型的30mm。

2. 設(shè)置為F求解器，設(shè)置頻率范圍。打開CST內(nèi)置的宏，如下圖：

彈出的對(duì)話框如下圖，首先在Select extraction technique，選擇Extract from 2 line (3D EM), 在Material properties(datasheet)下輸入規(guī)格書的值，Select material選擇CST模型里的那個(gè)材料名稱，本例中我將這個(gè)材料命名為了unknow。

在Load measured data里導(dǎo)入之前測(cè)到的長(zhǎng)短線的S2P文件。長(zhǎng)短線夾具長(zhǎng)度差和CST模型長(zhǎng)度都設(shè)置為一樣的30mm。當(dāng)然Special可以對(duì)采樣點(diǎn)和精度進(jìn)行設(shè)置。

3. 都設(shè)置完成后點(diǎn)擊Extract提取材料參數(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)程序讓仿真結(jié)果去逼近測(cè)試結(jié)果，最后得到一致的結(jié)果后，所用的材料即為提取的材料參數(shù)。仿真結(jié)束后再1D result下有如下這樣一個(gè)文件夾：

點(diǎn)擊egL可以看到預(yù)估的材料能得到和測(cè)量一樣的結(jié)果，如下圖所示：

點(diǎn)擊1D result下Complex permitivity extraction文件夾下的unknow材料如下圖是提取得到的材料參數(shù)的DK和DF，這里我預(yù)設(shè)的datasheet的DK為3，最終軟件也找到了材料的實(shí)際值4.5左右，預(yù)設(shè)的datasheet的Df為0.01，最終軟件也找到了材料的實(shí)際值0.02左右。