Использование метода конечных элементов для расчёта парциального распределения ёмкости микрополосковой линии

Авторы: Рубанович М. Г., Вагин Д. В., Хрусталев В. А., Богомолов П. Г., Столяренко А. А.

Аннотация: Рассмотрены два метода расчёта парциального распределения ёмкости в поперечном сечении микрополосковой линии: 1) непосредственное решение двумерной краевой задачи методом конечных элементов; 2) предварительное применение конформного отображения расчётной области. В обоих случаях для нахождения потенциала электрического поля решается эллиптическая краевая задача с оператором Лапласа. В первом случае используются прямоугольные конечные элементы с билинейными базисными функциями. Во втором случае из-за наличия в расчётной области сложной границы между воздухом и диэлектриком используются треугольные конечные элементы с линейными базисными функциями. По полученному распределению потенциала вычисляются значения напряженности электрического поля вблизи поверхности микрополосковой линии. Далее по теореме Гаусса определяется распределение заряда по поверхности микрополосковой линии. Разработанные алгоритмы позволяют определять парциальную ёмкость на любом дискретном интервале поперечного сечения несимметричной полосковой линии, расположенной на диэлектрической подложке. Для второго рассмотренного метода сделана оценка погрешности расчёта суммарной ёмкости. Такая же оценка сделана для расчёта суммарной ёмкости по предложенным авторами формулам.

Ключевые слова: микрополосковая линия, ёмкость, двухмерная задача электростатики, эффективная диэлектрическая проницаемость, волновое сопротивление, краевая задача, метод конечных элементов, конформно отображённая область

Библиография статьи: Рубанович М. Г. Использование метода конечных элементов для расчёта парциального распределения ёмкости микрополосковой линии / М. Г. Рубанович [и др.] // Доклады ТУСУР. – 2014. – № 3(33). – С. 75–81.