Современная электроника №6/2026

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 7 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2026 Коэффициент отражения S₁₁ Сравнение рассчитанных значений S 11 представлено в табл. 4 и на рис. 5. Оба инструмента демонстриру- ют уровень S 11 в диапазоне от −32 до −43 дБ, что соответствует хороше- му согласованию линии с 50-омным трактом при расчётном импедансе ≈51 Ом. Относительное отклонение ~10% от значения в дБ, хотя и кажет- ся значительным на первый взгляд, физически соответствует разнице ~4 дБ между уровнями, например, −34 и −38 дБ. На практике оба зна- чения однозначно характеризуют структуру как хорошо согласован- ную, а качественный вывод обоих методов совпадает. Локальный минимум S 11 ≈ −66 дБ в SimPCB Lite на частоте 30 ГГц (−64 дБ в HFSS) является следствием резонан- са при длине линии ≈ λ/2. Небольшой сдвиг резонансной частоты между двумя моделями объясняется разли- чием в расчётном значении εeff , обу- словленным описанным выше систе- матическим смещением. Данный артефакт воспроизводим и физиче- ски обоснован. Коэффициент передачи S₂₁ Коэффициент передачи S 21 , непо- средственно отражающий вноси- мые потери, сравнивается в табл. 5 и на рис. 6. Закономерность, наблюдаемая по S 21 , аналогична результатам анали- за потерь: SimPCB Lite системати- чески занижает вносимые потери с ростом частоты. Максимальное абсо- лютное отклонение на 50 ГГц состав- ляет 0,05 дБ – значение, идентичное полученному при анализе погонных потерь. Оба метода описывают струк- туру качественно одинаково. Анализ границ применимости и частотных ограничений Точность квазистатического BEM- подхода определяется соотношени- ем поперечных размеров структуры и длины волны в диэлектрике λd . Для подложки GaAs ( εr = 12,9) толщиной 100 мкм можно выделить следующие частотные зоны. ● До 30 ГГц: отклонения по S-параметрам и потерям не превы- шают ~10%, что приемлемо для за- дач первичного синтеза топологии. Применение SimPCB Lite без вери- фикации в HFSS обосновано. Рис. 6. Зависимость коэффициента передачи S 21 от частоты: SimPCB Lite и Ansys HFSS Рис. 5. Зависимость коэффициента отражения S 11 от частоты: SimPCB Lite и Ansys HFSS Таблица 4. Сравнение коэффициента отражения S 11 FREQ (ГГц) S11_ SimPCB Lite (дБ) S11_ Ansys (дБ) Откло- нение (дБ) Откло- нение (%) 1 –42,49 –42,89 0,40 –0,92 5 –35,53 –37,37 1,84 –4,93 10 –32,24 –34,76 2,54 –7,24 15 –31,66 –34,53 2,87 –8,31 20 –33,37 –36,54 3,17 –8,68 25 –38,50 –42,12 3,62 –8,58 30 –66,44 –64,10 –2,34 3,65 35 –38,84 –41,94 3,10 –7,39 40 –34,30 –37,84 3,54 –9,35 45 –33,22 –37,08 3,86 –10,41 50 –34,61 –38,82 4,22 –10,86 Макс. откл. 4,22 10,86 Таблица 5. Сравнение коэффициента передачи S 21 FREQ (ГГц) S21_ SimPCb Lite (дБ) S21_ Ansys (дБ) Откло- нение (дБ) Откло- нение (%) 1 –0,05 –0,05 0,00 –2,37 5 –0,08 –0,08 0,00 –2,82 10 –0,10 –0,11 0,00 –3,74 15 –0,12 –0,13 0,01 –5,57 20 –0,14 –0,15 0,01 –8,05 25 –0,16 –0,18 0,02 –10,53 30 –0,17 –0,20 0,02 –12,49 35 –0,19 –0,22 0,03 –13,87 40 –0,20 –0,24 0,04 –14,95 45 –0,22 –0,26 0,04 –16,01 50 –0,23 –0,28 0,05 –17,11 Макс. откл. 0,05 17,11