1997 Fiscal Year Annual Research Report
多層・多導体線路系における高周波電磁結合を利用したマイクロ波デバイスの理論
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09450155
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
安元 清俊 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (60037926)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 仰基 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助手 (20294902)
吉富 邦明 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (30150501)
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| Keywords | 多層・多導体線路 / 結合モード理論 / マイクロ波デバイス |
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| Research Abstract |
多層・多導体線路系に対するFul1-Wave結合モード理論を用いたマイクロ波デバイスの理論的なモデリングについて研究を行い、以下の成果及び知見を得た。
1.電磁界の相反定理を基にした結合モード理論を用いて、線路間の高周波電磁結合を考慮に入れた新しい線路方程式を導出した。結合線路のモード電圧、モード電流、及びモード特性インピーダンスと電磁結合係数の関係を解析的に明らかにし、複数のポートから構成される結合マイクロストリップ線路系の端子パラメータを電磁結合係数を使って評価する方法を与えた。その結果、結合マイクロストリップ線路系のインピーダンス行列、散乱行列、及びABCD行列が、従来の準静的な取り扱いにおける結合キャパシタンスと結合インダクタンスを電磁結合係数に置き換えることにより、Full-Wave理論で表現できることを示した。この成果により、結合マイクロストリップ線路を用いた方向性結合器及びフィルタの設計において高周波電磁結合の評価が容易になった。現在、数値実験により、これらの設計データの収集を進めている。
2.異方性基板の上に配置された多層・多導体線路系に対する結合モード理論の拡張を行い、単一の導体線路に対する固有電磁界を基にして結合モード方程式を導出した。結合モード理論は、摂動的な近似理論であるので、その有効性を実証するためには、今後、多くの数値例を示す必要がある。
3.誘電体基板の上に配置された複数のマイクロストリップ共振器の結合問題を時間域で解析する結合モード方程式を導出した。その結果、マイクロストリップ間の高周波電磁結合による各ストリップ素子の共振周波数の変化及び電流分布の変動を準解析的に評価することが可能になった。
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[Publications] Kiyotoshi Yasumoto: "Coupled-Mode Analysis of Bi-Level Coupled Microstrip Lines" Proc.of International Symposium on Recent Advances in Microwave Technology. 456-462 (1997)
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[Publications] Hongting Jia: "Rigorous Analysis of H-Plane T-Junctions in Rectangular Waveguide by Fourier Transform Technique" Proc.of International Symposium on Recent Advances in Microwave Technology. 109-112 (1997)
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[Publications] Xin Bao Wu: "Three-Dimensional Scattering by an Infinite Homogeneous Anisotropic Circular Cylinder:An Analytical Solution" Journal of Applied Physics. Vol.85 No.5. 1966-2003 (1997)
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[Publications] Xin Bao Wu: "Cylindrical Vector-Wave-Function Representations of Fields in a Biaxial Ω-Medium" Journal of Electromagnetic Waves & Applications. Vol.11 No.11. 1407-1424 (1997)
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[Publications] Mayumi Matsunaga: Coupled-Mode Analysis of Modal Characteristic Impedance of Coupled Bi-Level Microstrip Lines. Proc.of Asia-Pacific Microwave Conference. 965-968 (1997)
