Долгое время возможность моделировать различные СВЧ-устройства (в том числе и планарные) была доступна только в коммерческих, достаточно дорогих САПР. Однако в настоящий момент времени существуют различные опенсурсные решения (open source), которые позволяют проводить расчет и моделирование ВЧ- и СВЧ-устройств. Одной из наиболее популярных САПР в этой области является QUCS.
На сайте сообщества доступно несколько проектов, демонстрирующих возможность моделирования различных планарных СВЧ-структур.
Например, есть проект с расчетом четвертьволнового шлейфа, выполненного на микрополосковой линии.
Есть возможность настроить проект под свои параметры и посмотреть, как меняются характеристики.
Есть проект идеального делителя Уилкинсона (Wilkinson divider), построенного на отрезках линий передачи, заданных электрическими параметрами (электрическая длина, импеданс, потери в линии).
Доступны характеристики передачи между портами (S21 и S31),
коэффициент отражения,
развязка между портами (S32)
В общем, есть все необходимое.
Мне очень понравился проект полосового фильтра (ППФ) на 10 ГГц в микрополосковом исполнении от Toyoyuki Ishikawa.
Ниже приведены графики коэффициента передачи (S21) и коэффициента отражения (S11) для этого ППФ.
Как видите, на текущий момент времени в QUCS есть все необходимые инструменты для проведения моделирования различных планарных СВЧ-структур.
Конечно, рассчитанная таким образом планарная схема является лишь первым приближением реальной топологии, которую потом лучше уточнить, используя САПР, позволяющую проводить проектирование с использованием численных электродинамических методов. И такая опенсурсная САПР тоже существует — например, Open EMS. Но об этом уже в следующий раз.