コムラインフィルタは、共振器として波長程度の長さの容量負荷ロッドを使用するさまざまなフィルタで、低損失で頑丈でコンパクトな設計を提供します。ロッドは通常、平らな地面の間に取り付けられます。この例では、880 MHZ 付近の周波数範囲で動作するコムライン フィルターを扱います。このフィルターは、GSM アプリケーションに使用できます [1]。シミュレーションは HFWorks を使用して再現され、結果は測定値とよく一致しています。
図 1 - SolidWorks での構造の 3D ビュー
構造のメッシュは、ポートの領域でより細かくなっています。構造の寸法を認識し、非常に便利なメッシュを適用する HFWorks のデフォルトのメッシュに頼ることができます。一方、ユーザーはメッシュのグローバル サイズを完全に制御でき、構造により関連性が高いと思われる領域のメッシュ コントロールも定義できます。
図 2 -構造のメッシュ
すべての HFWorks シミュレーションの最初のステップは、スタディを作成することです。この例では、構造の散乱パラメーターに挿入されています。予測結果は、フィルターが 7 MHz 帯域幅で 880 MHz で良好なリターン ロスを示さなければならないことを示しています。このような場合、880 MHz 付近の周波数を中心とした高速掃引周波数プランを使用すると便利です。任意の数の周波数を使用できます。数値が大きいほど、曲線は滑らかになります。離散周波数計画は、精度に関しては常に有利ですが、確かに時間がかかることを思い出してください。
シミュレートされたスタディでは、プロットする複数の選択肢とオプションが提供されます。また、散乱パラメータ シミュレーション (挿入、リターン ロスなど) で計算された電気パラメータの活用も提供します。
2 つのポートを自明に割り当てます。ポートは常に、接地導体と信号導体を分離する表面 (基本的には誘電体) に割り当てられます。ロッドは、フィルターのシリンダーと同様に PEC のように扱われます。エア ボックスのサーフェスには、PEC 境界条件が割り当てられます。
モデルをメッシュ化して解析した後、電界分布を確認できます。フリンジ形式とベクトル形式の両方でフィールドをアニメーション化できます。内部の分布を確認するために、e セクションのクリッピング ビューを作成できます。
図 3 -挿入 (下) とリターン (上) の損失
SP の表示には、電気的パラメーターの結果フォルダーを使用します。 2D プロットまたはスミス チャート プロットのいずれかを選択します。マーカーを使用して曲線を調べることができます。スミス チャート上に円 (VSWR=一定) のような他の定義済み曲線をプロットできます。次の図は、フィルタのリターン ロスと挿入損失を示しています。
図 4 -スミス チャート上の S11 プロット (880 MHz)
この例では、HFWorks のシミュレーション前およびシミュレーション後のステップで散乱パラメータ スタディを調整する方法を見つけることができました。 Scattering パラメータは通常、フィルタ分析を扱う場合に使用されます。シミュレートされているモデルは、測定値とよく一致しています。また、3D プロットでさまざまな電気的パラメーターを出力します。モデルで使用されている寸法と材料は、意図した周波数帯域に合わせて最適化されています。モデルまたは材料の割り当てを変更することで、それらの役割をさらに調査することができます。 Solidworks のマルチ構成機能に精通しているユーザーは、HFWorks スタディをさまざまなシナリオと組み合わせることができます。
[1] SPower-Handling Capability for RF Filters Ming Yu IEEE microwave magazine October 2007
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