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フィルタ

航空宇宙応用のRF絶縁破壊シミュレーション

人工衛星用観測機器の出力部に使用されるフィルタやマルチプレクサなどの高周波高出力部品は、絶縁破壊を起こす危険をはらんでいます。絶縁破壊が起きるとその部品は使用不能となり、最終的には衛星自体の信頼性が低下します。そのような事態を避けるために、航空宇宙分野で使用されるすべての高出力部品について絶縁破壊特性の解析を行う必要があります。二種類の解析ツールCST STUDIO SUITEとSPARK3Dを使用し、シミュレーションによって絶縁破壊特性を解析した事例をご紹介します。

C-Bandオンアクシス定在波型線形加速器

線形加速器(リニアック)は広く加速器施設に使用される加速器です。軽い粒子の場合、円形加速管ではシンクロトロン放射の影響を受けるため使用上の制約があり、線形加速器が第一選択肢となります。産業応用では1MeV~25MeVまで加速するコンパクトな電子線形加速器が要求されます。CST MW STUDIO(CST MWS)とCST PSを使用して、荷電粒子と加速電界の相互作用と共に加速器構造の高周波特性を調べることができます。

高性能カスタムフィルタの開発 - Test Equipment Plus

Test Equipment PlusはSignal Hound®ブランドのスペクトラムアナライザを開発している米国の会社です。次世代機の開発過程で、大きなコストの上乗せをせずにプロ仕様のスペクトル分光を達成する必要に迫られていた同社は、CST MW STUDIOの導入によりそれを実現しました。

フォトニック結晶空洞のシミュレーション

CST MW STUDIOのトランジェントソルバーを使用して、点欠陥のあるフォトニック結晶空洞を計算した事例です。空孔を一点欠落させた高屈折率スラブの三角格子を使用し、共振周波数とQ値(intrinsic Q)と共振モードにおける電磁界分布を求めます。

CST MW STUDIOによる光学構造の特性評価

Hamburg University of TechnologyのStefan Prorok氏によるプレゼンテーション。光導波路で構成されるリング共振器やフォトニック結晶の光伝搬をCST MW STUDIOで計算してQ値を得ることができます。事例では、赤外線反射3Dフォトニック結晶の無限周期構造を例に、伝搬スペクトラムの角度依存性を周波数領域ソルバーで評価しています。最後に、GHz電気-光振幅変調器の応用を想定した2Dフォトニッククリスタル共振器について検討しました。(英語)

偏波に依存しない帯域通過FSS構造

入れ子構造をしたスロットタイプFSSの解析例です。入射角45°のTE/TM偏波平面波のどちらについても入射損失を1 dB未満とし、316.5–325.5GHzと349.5–358.5GHzのアイソレーションが20 dB以上となるように形状寸法を最適化しました。

マイクロストリップ 帯域阻止/低域通過フィルタ

RF/MF 帯域阻止フィルタと低域通過フィルタの解析事例です。伝送線路を折り曲げた形状によりコンパクトなフットプリントを実現しています。折り曲げた伝送線路間の相互結合を考慮した解析を行い、測定結果との比較を行います。

UWBアンテナ用バンドノッチフィルタの設計

Technical University EindhovenのAd Reniers氏によるプレゼンテーション。3.1–10.6GHzの広帯域で動作するUWBアンテナが5–6GHzのWLAN帯との干渉を避けるためのフィルタを設計します。 低コストな平面型フィルタのひとつ、ノッチフィルタの最適化設計をCST MW STUDIOを用いて行った事例です。(英語)

2キャビティモノトロンのPICシミュレーション

モノトロンは、DCエネルギーをRFエネルギーに変換するシンプルな構造のマイクロ波管です。CST PARTICLE STUDIOを使用してふたつのキャビティがあるモノトロンをシミュレーションした事例です。

シングルモード結合バンドパスフィルタ (6ポール)

結合共振器フィルタのチューニング例。連続的にチューニングした共振器の入反射群遅延応答を使用してチューニングを行います。最適化過程では、モデルを分割してそれぞれに最適化を行い、結果をCST DESIGN STUDIOで接続するという方法により、スピードアップが図られています。

6.7GHz同軸ブラッグ反射器の電磁界シミュレーション

周期構造の計算例として同軸に実装したブラッグ反射器の事例をご紹介します。CST MW STUDIOでモデリングとシミュレーションを行い、得られた結果を測定結果と比較します。

2キャビティ・デュアルモード通過帯域フィルタの熱解析

デュアルモードフィルタ内部の温度分布の解析事例です。まずCST MW STUDIOで損失のある金属材質のキャビティ内部の電磁界を解析し、そこで得られた電流密度分布を熱源としてCST MPHYSICS STUDIOで熱シミュレーションを行います。

PBG構造の加速器部品

PBG構造をした粒子加速器部品の解析例です。CST MW STUDIO固有モードソルバーを使用してモード解析を行います。

デュアルモードキャビティの帯域通過導波管フィルタ

四面体メッシュの周波数領域ソルバーでシミュレーションした導波管フィルタの事例です。

GSM/DCSデュアルバンドアンテナスイッチモジュール (ASM)

移動通信用部品の解析例です。GSMとDCSの2つの周波数帯域に対応するダイプレクサと低域通過フィルタを組み合わせたモジュールにはLTCC技術が使用されています。

干渉フィルタ

FSS(周波数選択性サーフェス)の解析例として干渉フィルタのシミュレーションをご紹介します。CST MW STUDIOでシミュレーションを行い、得られた結果を測定結果と比較します。

5セクション=マイクロストリップ・ヘアピンフィルタ

クラシックなヘアピンフィルタの解析例です。3.6–4.3GHzの周波数帯で反射損失を–20dB以下に抑制することを目的としてCST DESIGN STUDIOで設計とチューニングを行います。さらに、同じレイアウトを使用してCST MW STUDIOの3次元電磁界シミュレーションを行い、結果を比較検証します。

誘電体2ポートフィルタのモード解析

同軸給電フィルタのモード解析の事例をご紹介します。

デュアルモードフィルタ

ESA(European Space Agency)による狭帯域フィルタのベンチマークを紹介します。CST MW STUDIOの最初期の事例のひとつです。

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