2 つの伝送線路間の結合は、それらが互いに近接していることによって発生します。カップリング効果は、プリント回路のクロストークのように望ましくない場合もあれば、1 つのラインから別のラインに電力を転送することが目的である方向性結合器のように望ましい場合もあります。
結合線路理論 [1] に基づいて、4 つのマイクロストリップ共振器を利用してフィルタを設計しました。この例では、2.54 GHz 付近で動作するバンドパス フィルターを示します。
図 1 -結合マイクロストリップ フィルター
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図 2 -すべての寸法は mm 単位です
散乱パラメータ シミュレータが使用されました。周波数計画は、小さなステップで正確であり、2 ～ 3 GHz に均一に分布しています。
マイクロストリップ ラインは、比誘電率 3.3 の基板に印刷されています。基板の下の層は非常に薄いため、PEC 表面と見なされます。マイクロストリップは、導体の上の空気層のために TEM 伝搬を許可しないため、エア ボックスをモデル化して 2 つの媒体間に不均一性を作成する必要があります。
ポートは、マイクロストリップ ラインの始点と終点に隣接する小さな領域に適用されます。接地金属は完全な電気伝導体と見なされます。
メッシュは、ポートと RF キャリア導体で十分に細かくする必要があります。導体セグメント間のギャップも細かくメッシュする必要があります。
図 3 -マイクロストリップ フィルターのメッシュ
タスクの性質やユーザーが関心のあるパラメーターに応じて、さまざまな 3D および 2D プロットを利用できます。フィルター シミュレーションを扱っているため、マッチングの目的で挿入損失とともに反射係数をプロットできます。
図 4 - 2.54 GHz での近電界分布
図 5 -フィルタの入力ポートでの反射係数の変化
フィルタは 2.54 GHz で最もよく一致します。リターン ロスは非常に低くなります。小さい周波数ステップを適用して周波数間隔を減らすと、プロットがより滑らかになる可能性があります。入力反射係数をスミス チャートにプロットすることも可能です。
[1] Electromagnetic Waves and Antennas, Sophocles J. Orfanidis ECE Department Rutgers University
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