例題19 差動線路(結合線路)コネクタ付き

本例題について

  • 差動線路を伝搬する差動モードと同相モードのSパラメータを求める。

  • 計算時間の短縮方法

 

解析空間

項目

条件

解析空間

3次元

モデル単位

mm

 

解析条件

項目

条件

ソルバ

電磁波解析[Hertz]

解析の種類

調和解析

解析オプション

面(辺)電極の厚みの影響を無視するをチェック※

 

※本オプションは初期設定条件ですでにチェックが入っています。本例題では面電極は

 ありませんので、チェックがなくても結果には影響しません。

 

調和解析および開放境界の設定を以下のように行っています。

タブ設定

設定項目

条件

メッシュ

要素の種類

2次要素

マルチグリッド/アダプティブ法

アダプティブメッシュを使用するをチェック

周波数依存メッシュの設定

参照周波数:1×109[Hz]

表皮厚みより厚い導体ボディ境界条件とするをチェック

調和解析

周波数

最小 1×108[Hz]

最大 1.5×109[Hz]

間隔

等間隔をチェック

分割数: 10

スイープの設定

逐次スイープ選択

入力

1.0[W]

開放境界

種類

吸収境界

吸収境界の次元

1次

モデル図

2本のマイクロストリップラインを平行に配置したモデルです。ポートは同軸コネクタを模した

形状にしています。ポートは正8角形の面を作り、その面をポートに設定しました。積分路

は内導体から正多角形の辺に向けて設定しています。

 モデルの周囲の境界条件(外部境界条件)は、電気壁として解析しました。

 

 

BODY属性および材料定数の設定

BODY No./BODY Type

BODY名

材料名

1/Solid

CONNECTOR

樹脂

4/Solid

CONNECTOR

樹脂

5/Solid

CONNECTOR

樹脂

7/Solid

CONNECTOR

樹脂

15/Solid

AIR

000_空気※

22/Solid

METAL

003_銀Ag※

23/Solid

METAL

003_銀Ag※

25/Solid

METAL

003_銀Ag※

26/Solid

METAL

003_銀Ag※

27/Solid

METAL

003_銀Ag※

28/Solid

METAL

003_銀Ag※

29/Solid

SUBSTRATE

006_ガラスエポキシ※

※材料データベースを利用

 

樹脂の材料定数は以下の通りです。

材料名

誘電率

樹脂

2.3

境界条件

境界条件名/Topology

タブ

境界条件の種類

条件

AUTO_PORT_001/Face

電気

入出力ポート

50[Ω]

AUTO_PORT_002/Face

電気

入出力ポート

50[Ω]

AUTO_PORT_003/Face

電気

入出力ポート

50[Ω]

AUTO_PORT_004/Face

電気

入出力ポート

50[Ω]

外部境界条件

電気

電気壁

 

解析結果

[解析結果]タブの

 

 

[チャート] からSYZ行列を実行します。

 

SYZ行列のメニュにある編集、ポート順交換/バランス変換を実行します。

PORT1,PORT2を選択してペア設定ボタンを押してください。次に

PORT3、PORT4を選択してペア設定ボタンを押してください。

このままでもいいのですが、”PORT(1,2)COM” と ”PORT(3,4)DIF”を入れ替えたほうが、見やすいと思いますので、順番を入れ替えます。

”PORT(1,2)COM” と ”PORT(3,4)DIF”を選択し、”交換”ボタンを押します。

 

するとS行列の並び順が、以下のように変換されます。

 

                                表1.S行列の並び順と略称

 

ポート番号

変換前

変換後

ダイアログ上の表示

ダイアログ上の表示

意味

略称

1

AUTO_PORT_001:m1

DIFF(AUTO_PORT_001:m1,AUTO_PORT_002:m1)

AUTO_PORT_001とAUTO_PORT_002の差動モード

1d

2

AUTO_PORT_002:m1

DIFF(AUTO_PORT_003:m1,AUTO_PORT_004:m1)

AUTO_PORT_003とAUTO_PORT_004の差動モード

2d

3

AUTO_PORT_003:m1

COM(AUTO_PORT_001:m1,AUTO_PORT_002:m1)

AUTO_PORT_001とAUTO_PORT_002のコモン(同相)モード

1c

4

AUTO_PORT_004:m1

COM(AUTO_PORT_003:m1,AUTO_PORT_004:m1)

AUTO_PORT_003とAUTO_PORT_004のコモン(同相)モード

2c

 

 

その後、SYZ行列ダイアログで、行列の成分“ 1  1”、“ 1  2”、“ 1  3”、“ 1  4”を選択し、[XYグラフ]ボタンを押すと
次のような、Sパラメータの周波数特性を示すグラフが表示されます。

 

 

上記 S(x,x) は、次のように読み取ってください。

 

 

                      表2.グラフ中のS行列の変換表

                 

グラフ上の表記

差動モード、同相モード

S(1,1)

S(1d,1d)

S(1,2)

S(1d,2d)

S(1,3)

S(1d,1c)

S(1,4)

S(1d,2c)

1d,2d,1c,2c に意味は表1に示した略称になります。

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