У каждого радиолюбителя, радиоинженера или студента, только готовящегося стать радиоинженером, часто возникает задача расчета волнового сопротивления (импеданса) линии передачи.
Конечно, для многих типов линий передачи можно найти готовые формулы (пусть и приближенные, но все-таки) и набить их, например, в EXCEL или Octave или же воспользоваться симуляторами, способными с заданной точностью рассчитать волновое сопротивление проводников. Все это есть, но в большинстве случаев не всегда удобно. Гораздо удобнее воспользоваться уже подготовленными утилитами (калькуляторами), которые помимо вычисления волнового сопротивления могут обладать набором вспомогательных полезных функций. Сегодня я бы хотел рассказать об утилите от компании AWR - TXLine 2003.
Тут нужно сделать уточнение: некоторое время назад компания AWR была приобретена компанией Cadence. После начала событий 2022 года доступ ко всем ресурсам компании Cadence был закрыт для российских IP-адресов. Даже бесплатную утилиту, коей и является TXLine, теперь нельзя просто так скачать. На текущий момент времени скачать TXLine 2003 можно из сообщества СВЧушки в ВК (выложено в виде zip-архива). Несмотря на то, что утилитка достаточно старая (уже более 20 лет), все равно остается востребованной, т.к. позволяет быстро и удобно рассчитать импеданс различных линий передачи. А благодаря своей легковесности может работать даже на малопроизводительных планшетах с ОС Windows.
1. Микрополосковая (несимметричная полосковая) линия – Microstrip.
Самый популярный и востребованный тип линии передачи, применяемый при разработке печатных плат.
2. Симметричная полосковая линия – Stripline.
Этот тип линии передачи также очень часто применяется при разработке печатных плат.
3. Копланарная линия – CPW.
Также часто применяется при разработке печатных плат, а также в микроэлектронике. Удобство в том, что можно подстраивать геометрию линии передачи с заданным импедансом, подбирая ширину линии и зазоры между линией и экраном.
4. Копланарная линия с земляным слоем – CPWG.
Аналогична предыдущему варианту, но появляется дополнительный проводящий слой.
5. Круглый коаксиал – Round Coaxial.
Классический круглый коаксиальный волновод (или кабель).
6. Щелевая линия – Slotline.
7. Связанные микрополосковые линии – Coupled Microstrip Lines.
Широко используются при построении различных СВЧ-устройств (полосовые фильтры, направленные ответвители), а также при проектировании цифровых быстродействующих устройств (дифф.пара).
TXLine позволяет рассчитывать импеданс для четной и нечетной мод в линии передачи.
8. Связанные симметричные полосковые линии – Coupled Stripline.
Также широко применяются при проектировании быстродействующих цифровых устройств.
Аналогично предыдущему варианту есть возможность рассчитать импеданс для четной и нечетной мод отдельно.
Помимо собственно волнового сопротивления утилита позволяет рассчитать дополнительные характеристики линии передачи, которые могут оказаться полезными: электрическая длина линии (пересчитывается в физическую длину); набег фазы на единицу длины линии; расчет эффективной относительной диэлектрической проницаемости; погонные потери в линии. TXLine содержит небольшой встроенный справочник по некоторым проводникам и диэлектрикам.
