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Elec1:マイクロストリップ伝送路

シールドされたマイクロストリップ伝送路は、マイクロストリップとシールドで構成されます。

問題のタイプ

静電場平面問題

幾何学形状

伝送路は、z-軸に沿って定義され、その断面図を示します。長方形ABCDはシールド断面です。ラインEFはコンダクタの一片を表わします。

Microstrip transmission line

条件

空気の相対誘電率 e = 1
基板の相対誘電率 e = 10

問題

伝送路のキャパシタンスを推定してください。

解析

伝送路のキャパシタンスを計算するためのいくつかアプローチは次のとおりです。

シールドとストリップにいくつかの別個の電位を適用し、ストリップに対する発電容量を計算する。

シールドにゼロ電位を適用し、ストリップに一定の未知電位と発電容量を定義し、そのストリップに生じる電位を測定する。

これらの両方のアプローチは、キャパシタンスを計算するために次式を使用します。

C = q / U.

その他のアプローチとしては、電場の保持エネルギーの計算に基づきます。電圧が既知である場合には、

C = 2·W / U 2

ここで、発電容量は次式で表されます。

C = q 2 / 2·W

この例題では、エネルギーに基づいたアプローチが計算精度が低いことを示します。発電容量と電圧に基づいたアプローチより精度は低いと考えられます。第1のアプローチは、あるコンターの積分値の発電容量を求めるのに必要でり、第2のアプローチは、ローカルな電位値のみを使用するため、最も単純であり、一般的に高い精度が得られます。

ExamplesフォルダーのElec1_1.pbmとElec1_2.pbmのそれぞれの問題を参照してください。その1と3が近似し、また、2と4が近似していることを確認してください

結果

Theoretical result C = 178.1 pF/m.
Approach 1 C = 177.83 pF/m (99.8%)
Approach 2 C = 178.47 pF/m (100.2%)
Approach 3 C = 177.33 pF/m (99.6%)
Approach 4 C = 179.61 pF/m (100.8%)

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