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マイクロストリップ線路、フィルタ

マイクロストリップ線路を切断すると波動はその点で反射する。
周波数が高くなると切断部で高次モードが発生し少しの結合が見られる。
以下の計算の共通データ:基板の厚さ=0.8mm、基板の比誘電率=2.2、線路の幅=2mm

Sパラメータ(1-10GHz)
線路に平行に無給電線路(以下、共振部と呼ぶ)を置くと、特定の周波数で共振し波動が透過する(バンドパスフィルタ)。 共振部の実効長が半波長のときに共振し、共振周波数は次式で計算される。
f=v/(2L) (v:光速/波長短縮率, L:共振部の長さ)
本ケースでは f=(3e8/1.38)/(2*20e-3)=5.4GHz となる。
これは右の計算結果(中心周波数=5.1GHz)に近い。
なお、本ケースでは、線路と共振部の間隔=0.5mm、共振部の幅=2mmである。

Sパラメータ(4-6GHz)
共振部の中心を切断点から移動させた場合。
共振周波数は変わらないが、結合度が小さくなり、反射係数(S11)が大きくなる。

Sパラメータ(4-6GHz)
共振部の幅を細くした場合(1mm)。
共振周波数が高くなり、帯域幅が広くなり、反射係数(S11)が小さくなる。

Sパラメータ(4-6GHz)
共振部と線路を離した場合(1mm)。
共振周波数は変わらないが、帯域幅が狭くなり、反射係数(S11)が大きくなる。

Sパラメータ(4-6GHz)
線路の両側に共振部を置いた場合。
共振周波数が少し低くなり、帯域幅が広くなる。反射係数(S11)が小さくなる。

下図は共振周波数(5.0GHz)での電流分布である。

Sパラメータ(4-6GHz)
◆入力データ: 123456