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応用例

ウィルキンソン・パワー・デバイダー

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これは 7-11 GHz ストリップライン型ウィルキンソン・パワー・デバイダであり、出力ポート間のアイソレーションを最大化するための一般的なマイクロ波信号分割器の設計である。50 Ω等分割ウィルキンソン分周器の主な要素には、1/4 波の伝送線路セクションと 100 Ωの絶縁抵抗が含まれる[1]。

この平面ウィルキンソン分圧器は、導波管ポートと、導電率で規定された損失性誘電体で実装された平面抵抗器を使用しています。図 1 に分圧器の構造を示す。受信ポート間の距離は19.94mm、ソースから遠距離導体までの距離は15.57mmである。基板の誘電率は2.94で、寸法は長さ(x)16.128mm、幅(y)19.936mm、厚さ(z)1.52mmである。

 

図1基板、ストリップライン、絶縁抵抗、導波路の各インターフェースを含むウィルキンソン・デバイダ。

図1:基板、ストリップライン、絶縁抵抗、導波路の各インターフェースを含むウィルキンソン・デバイダ。

 

どのFDTDシミュレーションでもそうですが、結果の精度はグリッドがいかにモデル形状にマッチしているかに左右されます。ストリップラインのグリッ ドプロパティは、グリッド線がそのエッジに自動的 に整列するように設定されており、XACT Accurate Cell Technology®は対角部分に対して有効になっているため、階段状による誤差が低減されます。図2に、ストリップラインの平面におけるメッシュの結果を示します。

 

図2自動グリッディングとXACTを有効にした分圧器のメッシュ表現。

図2:自動グリッディングとXACTを有効にしたパワーデバイダーのメッシュ表現。

 

広帯域シミュレーションを実行し、ポート1から2つの分割出力ポート2、3までのSパラメータを生成する。図3は、この電力分割器の広帯域動作を示している。図4に見られるように、定常状態の表面電流も10.067GHzで計算されている。

 

図3S-3ポートのパラメータ結果。

図3:3ポートのSパラメータ結果。

 

図410.1GHzにおけるストリップラインの定常表面電流。

図4:10.1GHzにおけるストリップラインの定常表面電流。

参考

  1. David M. Pozar,Microwave Engineering, 2nd ed, New York:John Wiley & Sons.

 

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