マイクロストリップパワースプリッタの最適化

MW
STUDIO
マイクロストリップパワースプリッタの最適化
完全に自動化された最適化を 3 ポートのマイクロストリップパワースプリッタモデルに対して行った事例を紹介します。
この最適化には MW STUDIO 2006 に内蔵された Classic Powell 最適化メソッドを使用しています。図 1 は 3 つのウ
ェイブガイドポートを定義したマイクロストリップパワースプリッタのモデルです。 基板は誘電率 9、寸法は 11.308×
5.2×0.635（単位 mm）。 メタライゼーションの厚さは 0.017mm です。
この計算は時間領域ソルバを使用して行いました。 最適化前の S パラメータを図 2 に示します。
図 1： ウェイブガイドポートのセットアップを表示したマイクロストリップパワースプリッタモデル
図 2： 最適化前のモデルの S パラメータ
図 2 に示すように、最適化前のモデルでは、リターンロスは周波数 7.86GHz で最小となります。
チューニングを行うエレメントを図 3 に示します。 このエレメントの長さを最適化の変数とします。また、リターンロスが最小
となる周波数が 6GHz にシフトするのを最適化のゴールとします。
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©2006 AET,Inc. All rights reserved.
株式会社エーイーティー
〒215-0033 神奈川県川崎市麻生区栗木 2-7-6
TEL (044)980-0505
FAX (044)980-1515
図 3： 最適化変数としてのチューニング対象のエレメントの長さ
最適化後の S パラメータを図 4 に示します。 要求された通り、リターンロス最小値が 6GHz にシフトしている点にご注
意ください。
図 4： 最適化後のモデルの S パラメータ
図 5 はパラメータ値を変化させた場合の各々のケースについて、リターンロスをプロットしたものです。
図 5： パラメータ値を変化させた場合のリターンロスの変化
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図 6 は最適化後のパワースプリッタモデルのパワーフローです。 ポート 1 に供給された入力電力がポート 2 と 3 に等し
く二分されているのが分かります。
図 6： 最適化後のモデルのパワーフロー
まとめ：
この記事では、最適化のプロセスにおいてチューニングエレメントの長さを変化させることで、ポート 2 と 3 に目的通り
のパワーフローを実現できることを示しました。 これにより例えば-3dB パワースプリッタなどの設計を支援します。
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