Una sorta di guide d'onda planari per ingannare l'alto

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 14020 (2023) Citare questo articolo

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Poiché una linea di trasmissione periodica planare può sopprimere drasticamente l'accoppiamento elettromagnetico, sarebbe vantaggioso utilizzare questo tipo di linee di trasmissione per risolvere il problema della miniaturizzazione dell'area del circuito. Regolando le costanti reticolari e i parametri geometrici delle linee periodiche a microstriscia, è possibile ottenere un'impedenza caratteristica nel dominio del tempo uguale a quella delle linee a microstriscia convenzionali (CML). Tali linee periodiche a microstriscia possono quindi essere utilizzate per ingannare segnali digitali ad alta velocità, facendo sì che un segnale digitale giudichi erroneamente l'impedenza caratteristica nel dominio del tempo delle linee di trasmissione. L'analisi teorica è stata verificata dai nostri risultati di misurazione sperimentali. Inoltre, un'espressione specifica per l'impedenza caratteristica dei materiali artificiali periodici senza perdite viene dedotta da un modello circuitale e per i segnali digitali viene fornito uno standard di errata identificazione per l'impedenza caratteristica delle linee periodiche a microstriscia.

Come è noto, quando un circuito digitale non ha una velocità di trasmissione elevata, il segnale digitale sale per un tempo relativamente lungo, e ciò rende relativamente facile ridurre l'area del circuito elettrico. Se, tuttavia, la velocità del segnale è elevata, il tempo di salita diventa breve e quindi, recentemente, si è verificato un conflitto tra miniaturizzazione e accelerazione nella progettazione di prodotti digitali ad alta velocità a causa della riduzione del tempo di salita del segnale digitale di livello planare alto. -prodotti del circuito di velocità. Inoltre un tempo di salita del segnale digitale così ridotto porta anche a forti interferenze elettromagnetiche, ad esempio il fenomeno della diafonia è presente in diverse zone dei circuiti stampati. In generale, i modi per ridurre la diafonia del segnale del circuito includono i seguenti schemi: allargare l'area del circuito, aumentare l'intervallo di linea, ridurre la velocità del segnale o allungare il tempo di salita. Pertanto, numerosi ricercatori hanno lavorato successivamente per alcuni decenni allo sviluppo di diversi metodi efficaci per isolare la diafonia tra circuiti ad alta velocità1,2,3,4.

In questo lavoro suggeriremo un nuovo scenario per ridurre le diafonia del segnale con una struttura di linea periodica a microstriscia. Come è noto, quando viene introdotta una traccia di guardia messa a terra tra due linee a microstriscia parallele, alcune linee di forza elettriche nelle linee a microstriscia di segnale possono essere attratte dalla loro traccia di guardia messa a terra, e quindi l'interferenza elettromagnetica tra due linee a microstriscia può essere soppressa in modo efficiente . Per questo motivo, questa traccia di protezione messa a terra per isolare l'interferenza elettromagnetica è stata ampiamente utilizzata in molti prodotti commerciali. Al fine di studiare le prestazioni della traccia di guardia messa a terra per isolare l'interferenza elettromagnetica, gli autori in Rif.1,2,3,4 hanno utilizzato metodi numerici elettromagnetici e tecnologia sperimentale per risolvere il problema dell'interazione elettromagnetica tra tracce di guardia collegate a terra e adiacenti linee a microstriscia sui PCB. Tuttavia, tali tracce di guardia messe a terra non sono del tutto perfette. Ad esempio, quando la spaziatura dei fori di terra adiacenti in una traccia di guardia è sufficientemente grande, vi è un accoppiamento risonante tra due linee di trasmissione del segnale5, e quindi l'effetto della traccia di guardia messa a terra sull'isolamento dell'interferenza elettromagnetica non è significativo all'aumentare della frequenza del segnale6 . Inoltre, quando viene utilizzata una traccia di guardia messa a terra per isolare l'interferenza elettromagnetica tra linee a microstriscia adiacenti, la spaziatura di due linee a microstriscia deve essere ampliata per mantenere la traccia di guardia messa a terra, in modo che la traccia di guardia messa a terra sia piuttosto avversa nel circuito miniaturizzazione. Per questo motivo, i ricercatori hanno iniziato a cercare nuovi schemi per sostituire le tracce di guardia messe a terra. Ad esempio, Lee et al.7 e Jiang et al.8 hanno utilizzato linee a microstriscia alternate a stub per ridurre l'interferenza elettromagnetica, inclusa l'eliminazione della diafonia far-end aumentando il rapporto di capacità reciproca e riducendo il rapporto di induttanza reciproca di due linee adiacenti linee a microstriscia.