6.8 マイクロストリップ線路

マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの計算する方法を説明します。
リスト6-8-1に入力データを示します。
マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを計算するには、 図6-8-1のように線路をある点で切断し、グラウンド板と線路を接続し、 その上に給電点を置きます。
このとき、入力インピーダンスが線路の特性インピーダンスになります。
特性インピーダンスは基板の比誘電率と線路の幅/基板の厚さの比で決まります。
精度よく計算するには図6-8-2のように線路周辺のセルサイズを小さくする必要があります。
本データでは図6-8-3のように特性インピーダンスが50Ωになるように設定しています。
図6-8-4は線路上5mm面の電界分布です。線路上に均一な電磁界ができることがわかります。


リスト6-8-1 マイクロストリップ線路(msl.ofd)

OpenFDTD 2 1
title = microstrip line
xmesh = -1.000000e-002 60 5.000000e-002
ymesh = -1.500000e-002 18 -1.600000e-003 8 1.600000e-003 18 1.500000e-002
zmesh = -1.000000e-003 2 0.000000e+000 2 1.000000e-003 2 2.000000e-003 8 1.000000e-002
material = 4 0 1 0 誘電体材料
geometry = 2 1 -0.01 0.05 -0.015 0.015 0 0.001
name = 誘電体基板
geometry = 1 1 -0.01 0.05 -0.015 0.015 -0.001 0
name = グラウンド板
geometry = 1 1 0 0.05 -0.0008 0.0008 0.001 0.001
name = 線路
geometry = 1 1 0 0 0 0 0 0.001
name = 給電線
feed = Z 0.000000e+000 0.000000e+000 1.000000e-004 1 0 50
abc = 1 5 2 1e-5
frequency1 = 1e9 6e9 20
frequency2 = 3e9 3e9 0
solver = 3000 100 1e-3
point = Z 4.000000e-002 0.000000e+000 1.000000e-004 +X
plotiter = 1
plotfreq = 0 0 0 0 1
plotnear2d = E Z 5.000000e-003
plotnear2d = E X 4.000000e-002
near2ddb = 0
near2dobj = 1
end

図6-8-1 計算モデル         図6-8-2 計算モデル断面図

図6-8-3 入力インピーダンス(1-6GHz)      図6-8-4 電界分布(Z=5mm面)