Доброго всем дня!
Так получилось, что первый раз сталкиваюсь с расчетом печатной катушки индуктивности. так что прошу простить, если вопросы "детские".
Рассчитать геометрию катушки это я справлюсь, просьба ответить на такие вопросы:
-Какова реально достижимая добротность такой катушки
-Где добротность выше - в спиральной катушке или прямоугольной (квадратной)
-Что лучше иметь (по влиянию на добротность) на обратной стороне печатной платы (напротив катушки): земляной полигон или "пустое" место?
Катушка с наружним габаритом 10-12 мм, индуктивность 20-25 нГн, 1,5 - 2 витка шириной 0,8-1 мм, частота 350 МГц, материал платы - обычный FR4 толщиной 1,5 мм.
Заранее спасибо.
С уважением

Зависит от вашего частотного диапазона и от топологии катушки. Меньшее сопротивление и распределенная емкость - выше и добротность в соответствии с формулой.

Прямоугольная катушка обсчитывается и моделируется более достоверно, да и на плате её сделать проще так что... А добротность - см. пункт 1.

Естественно под катушкой НИКАКОГО ПОЛИГОНА !
Иначе убъёте все её свойства по добротности.
И никаких сигнальных и прочих проводников с обратной стороны тоже быть не должно.
И "вырезаемый" полигон с обратной стороны желательно разомкнуть. Особенно если у вас колебательный контур.


Отчасти в порядок цифр верится, но надо моделировать.
FR4 нормально для этих дел идёт вплоть до 1ГГц.

Согласен с коллегой про моделирование - обязательно. От расчетного реальные цифры отличаются и очень сильно, поэтому все печатные вещи я моделирую в симуляторах 3D.

Согласно теории спиральная катушка индуктивности обладает добротностью на 10%-20% большей, чем прямоугольная, но технологически изготовить ее сложнее. Иногда используют компромисс - шести и восьмиугольные катушки. Кроме того существует ряд специальных приемов, позволяющих увеличить добротность - переменная ширина проводников, оптимизация топологии и т.д. Более подробно можно почитать в книге (Bahl)Lumped Elements for RF and MW Circuits. Конечно же надо все моделировать для конкретных условий.

Всем большое спасибо за ответы, особенно DesNer'у. И все-таки, прежде чем во все это "влезать" (ставить софт - скачал AWR и Sonnet, осваивать его и т.д) хотелось бы понять - какую максимальную добротность (примерный порядок - 10, 30, 50, 100?) можно получить при частотах 350-400 МГц?

При Ваших исходных 100-125 вполне реально.

ОК, спасибо EVS

AWR для таких задач не очень хорош, так как используется метод моментов (2,5D). Преимущество метода - скорость моделирования, но при этом проигрывается точность. Sonnet - 3D, но сам я его не юзал.

MWO в EM части и Sonnet- близнецы_братья: closed box 2.5D MoM. Для моделирования печатных индуктивностей оба достаточно разумный выбор. Но, ПоМоемуСкрМнению, Sonnet побыстрее и поудобнее.

Я сильно прошу прощения, может, я не правильно понял о каком Sonnet идет речь. Из описания на сайте Sonnet: SONNET Suite Professional Full-wave 3D Planar Electromagnetic Field Solver Software for High Frequency EM Simulation. Я вот и решил, что он честный трехмерный считатель. А с MWO у меня был печальный опыт разработки микрополоскового фильтра, результат в жизни оказался хуже (неравномерность АЧХ 1,5дБ вместо 0,5дБ рассчетной), а с 3D было очень близко, использовал ADS от Agilent.

Нет.


Начиная с 2008U2 в ADS, наряду с традиционным 2.5D MoM симулятором Momentum, действительно, встроен собственный честный 3D FEM EMDS for ADS. Рискну предположить, что Вы пользовались именно Momentum'ом и тогда столь значительная разница с MWO выглядит достаточно странно - метод один и тот же, только один closed box, другой - laterally open. Для мпл фильтров это не столь существенно и такой разницы давать не должно.

У меня была версия, что из-за отсутствия заземляющих отверстий в модели MWO. Хотя, наверное, прищуря левый глаз можно было заменить их крохотной индуктивностью.


А поясните тогда фразу Full-wave 3D, пожалуйста.

В ...Full-wave 3D Planar Electromagnetic Field Solver Software for... ключевое слово Planar .
Если вдруг не читали, посмотрите Microwave Circuit Modeling Using Electromagnetic Field Simulation by Daniel G. Jr. Swanson - весьма полезная книга.

А можно в электронном виде?


А, если не трудно, в двух словах... к чему относилось 3D, почему тот же ADS от Agilent версий раньше 2008 считал точнее, чем MWO и на порядок, а то и два дольше? Я считал, что у ADS также как и у HFSS сначала читсаются Mesh, а потом для них решаются уравнения Максвелла. Считаются в тетраэдре, на которые делит Mesher устройство.

Одна из тучи найденых гуглом живых ссылок.