Popis koplánarneho vlnovodu pomocou geometrie a materiálových parametrov umožňuje vypočítať jeho charakteristickú impedanciu a parametre prenosu signálu, ako sú fázová rýchlosť a strata signálu.

Charakteristická impedancia je dôležitým parametrom koplánarneho vlnovodu a je definovaná ako pomer napätia k prúdu vlny v koplánarnom vlnovode. Zároveň závisí aj na geometrii vedenia a materiálových parametroch, ako je permitivita dielektrického materiálu, vodivosť vodiča a jeho hrúbka.

Pre výpočet charakteristickej impedancie koplánarneho vlnovodu sa používa vzorec:

Z₀ = (60 / √(ε_r + 1)) * l_n((8h) / (0.67_w + t))

kde Z₀ je charakteristická impedancia, ε_r je relatívna permitivita dielektrického materiálu, h je vzdialenosť medzi horným a dolným vodičom, _w je šírka vodiča a t je hrúbka vodiča. Charakteristickú impedanciu Z₀ koplanárneho vlnovodu so zemou alebo mikropáskového vedenia so zemnou rovinou na strane signálu môžete vypočítať pomocou kalkulačky nižšie, alebo rovnice vyššie.

Typy vlnovodov

Rôzne prevedenia koplanárneho vlnovodu

Okrem charakteristickej impedancie je dôležité pri návrhu počítať aj s fázovou rýchlosťou a prípadnými stratami signálu v koplánarnom vlnovode. Fázová rýchlosť je rýchlosť, s akou sa vlna šíri v koplánarnom vlnovode a je určená jeho geometriou a materiálovými parametrami. Strata signálu respektíve jej veľkosť v koplánarnom vlnovode preto závisí na jeho geometrii, vodivosti materiálov a frekvencii signálu.

Pre výpočet fázovej rýchlosti a straty signálu koplánarneho vlnovodu sa používajú numerické simulácie, ako napríklad metóda konečných prvkov (FEM) alebo metóda prenášania matice (TLM). Tieto metódy umožňujú vypočítať presné hodnoty fázovej rýchlosti a straty signálu v koplánarnom vlnovode.

Výpočet a charakterizácia koplánarneho vlnovodu sú dôležité pre jeho úspešné použitie v rôznych mikrovlnných aplikáciách. Správne navrhnutý koplánarny vlnovod umožňuje prenos signálov s vysokou rýchlosťou a minimálnou stratou signálu, čo je kľúčové pre jeho použitie v moderných telekomunikačných a mikrovlnných systémoch.