講演抄録/キーワード |
講演名 |
2011-12-16 11:45
ハニカム誘電体基板集積導波管(HCSIW)とSIW回路素子設計への応用 ○池内裕章・太田 勲(兵庫県立大)・岸原充佳(岡山県立大)・河合 正(兵庫県立大) MW2011-137 エレソ技報アーカイブへのリンク:MW2011-137 |
抄録 |
(和) |
本論文は,基板に垂直に多数の円孔(空気ポスト)が上下面の導体も貫通した構造をもつ誘電体基板集積導波管(SIW)を取り扱っている.空気ポストの径が波長に比して十分小さい場合には,一定厚以上の上下被覆導体の円孔からの放射は殆ど無視できると考えられる.また,回路内の電界は基板に対してほぼ垂直に分布していると仮定できるので,多数の微小な円孔が空けられたハニカム状基板の実効誘電率は空気領域が占める面積比から決まる値で近似できる.このような構造のSIWの減衰定数は,円孔からの放射と導体面積が減少することにより生じる導体損の上昇がその増大に寄与するが,他方誘電体領域の一部が空気に替わることによる誘電体損の低減により減少する.本研究では,まず,いくつかの導体厚を有する市販の基板を対象として,これらの要因が減衰定数に及ぼす効果について検討している。その結果,これらの効果が相殺してハニカム誘電体基板集積導波管(HCSIW)の減衰定数は通常のSIWのそれと同程度かそれ以下になることが明らかとなった.
さらに,空気ポスト領域の実効誘電率が低減することを利用してSIW回路中の誘電率分布を最適化すれば,種々の回路素子の設計が可能となる.このことを示すために直角コーナを取り上げ,空気ポストを適当に配置することで整合を図り良好な広帯域整合が可能なことを示した.
なお,回路解析/設計には市販の電磁界シミュレータHFSSを利用した.また,HCSIWは,基板加工機などを用いることにより市販の誘電体基板で簡単に作成することが可能である. |
(英) |
This paper treats a new substrate integrated waveguide composed of a honeycomb substrate having a number of small holes (air-filled posts) drilled vertically through the conductor layers of both sides. If the diameter of air posts is sufficiently small in comparison with an operation wavelength and the conductors have a certain thickness, the radiation loss from the small holes can be negligible. In addition, since it can be assumed that the direction of the electric field in the honeycomb substrate is nearly vertical to it, the effective permittivity is approximately derived from the ratio of area occupied by the air-filled posts to the remainder dielectric area. Such a honeycomb substrate integrated waveguide (HCSIW) suffers from the radiation loss from the small holes and the additional conductor loss caused by reduction of conductor area, while the dielectric loss reduces by replacing a part of the lossy dielectric with a lossless air region. First, we calculate the above various losses for a commercial substrate with several conductor thickness. As a result, the attenuation constant of HCSIW is equal to or less than the conventional SIW due to the cancellations of the losses.
Next, we show a design methodology of SIW passive components by arranging the dielectric constant distribution in a circuit by the use of the air-filled posts. As an example, an SIW right-angle corner is dealt with, and a broad-band matching is realized by placing the air-filled posts appropriately to the junction area of the corner. The analysis and design are performed by a commercial HFSS electromagnetic simulator. Moreover, HCSIW can be easily fabricated from a commercial substrate with a PCB prototyping machine. |
キーワード |
(和) |
誘電体基板集積導波管 / ポスト列導波管 / SIW / SIW直角コーナ / マイクロ波 / / / |
(英) |
Substrate integrated waveguide / Post-wall waveguide / SIW / SIW right-angle corner / Microwave / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 111, no. 351, MW2011-137, pp. 65-70, 2011年12月. |
資料番号 |
MW2011-137 |
発行日 |
2011-12-08 (MW) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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