PCBニュース - 定在波と定在波成分

マイクロ波 回路 <エー href="エー_href_0" tエーrget="_bl安k"><強い>PCB設計-立っている 波 安d 立ち 波 係数

1. 立ち 波 コンセプト

PCB伝送線路端子負荷が短絡された場合は、ZL＝0となり、入射波と反射波電圧とは、振幅が逆相である（差△）、端子電圧波は互いに相殺してゼロになる。図8は、負荷が短絡したときの入射波及び反射波の分布を示す。

時間遅れで入射波は左から右へ移動する。端子位相がシフトした後、反射波が形成され、次いで右から左に移動する。図2に示すように、2つは、PCB伝送線路に沿って追加され、定在波である別の波形分布形態を形成する。

PCB伝送線路上に定在波が形成されると、PCB伝送線路（「進行波」の状態に対応）に「停留」されているかのように、エネルギーはラインに沿って伝送されなくなる。コサイン電圧波の定在波式を推定できる

ここで、um（t）＝2 um sイン＝tである。

電圧は単純な高調波の法則に従ってPCB伝送線路に沿って分布し、その振幅のum（t）は時間とともに変化し、ノード（電圧または電流が常にゼロである点）とantインode（最大値を有する点）の間に、分布則は時間変化に追従しないので、周期脈動する単純な高調波を形成することはない。

また、ノード（または反ノード）が1／4波長で不整列であることを除いて、現在の定在波は同じ分布則を有し、短絡からの両者の距離は1／4波長の整数倍であることが分かる。

定在波係数S（定在波比）

実際には、上記の純定在波は存在しない。PCB伝送線路の損失により、定在波は常に進行波より小さく、すなわち、両方とも同時に発生する。PCB伝送線路の実際の凹凸（幾何学的な大きさ）も、完全にマッチした負荷の場合であっても、定在波を発生させるためのエネルギーの部分的反射を引き起こす。すなわち、実際の定在波は進行波に重畳した汚れた定在波である。

なお、純定在波とは、入射波振幅エーが反射波振幅B、すなわち反射係数λ＝1に等しいことを意味する（ここでは、複素係数の係数である）。実際のpcb伝送線路上に存在する種々の定在波状態を総合的に測定するために，電圧定在波係数とsパラメータにより測定した。

Sパラメータは、PCB伝送線の定在波の接地電圧Umaxとノード電圧Umインとの比、すなわちS＝Umax／Umイン

任意の場合におけるPCB伝送線路に沿った電圧定在波振幅の分布を示す図である。

UMAX = A + B ;umイン = a - b

And 缶 派生する S=(1+Г)/(（1 - 1）)

なお、式では、λ＝a／bは反射係数の係数であり、これをλ＝（s−1）／（s＋1）とする。○＝0〜1のとき、Sパラメータは1以上の正の数である。

負荷が完全に一致したときは、φ＝0、S＝1となる。

このことから、定在波係数Sは、高周波信号（特にマイクロ波信号）伝送の動作状態を十分に特徴付けることができる。マイクロ波回路

通常S＝1.05−3である。

集中定数パラメータ特性を有する特定の構成要素を特徴づけるとき、sパラメータは散逸係数または散乱係数と呼ばれることがある。散逸や散乱に関わらず直接原因は定在波である。したがって、電圧定在波比は、いくつかの回路における微小概念を理解し、入力及び出力端におけるPCB伝送線路と共にその特性を測定するのを助けることができるので、部品のSパラメータを特徴づけるために電圧定在波比を使用することが最も適切である。

要約すると、マイクロ波回路のPCB設計原理は以下の通りである。

定在波は、実際の回路の不安定性の根本原因の一つであり、設計要件と矛盾しない。設計は十分にsパラメータが可能な限り1に近いことを保証しなければなりません、すなわち、sパラメタがより小さい（通常s = 1.05 - 3）。

実際には、定在波係数の測定は反射係数の測定よりもはるかに簡単である。したがって、測定技術においては、一般に定在波係数のみが用いられる。

過度に長い接地線や懸垂線（PCBの設計や加工による小さなバリなどの様々な形状を含む）は強い定在波を形成し、放射妨害を引き起こす。

過度の反射波は、信号源（信号処理リンクの相対的な「ソース」を含む）への干渉を引き起こす。

静止波は通常の信号伝送に干渉し、信号対雑音比を減少させる。

Sパラメータ値は、反射係数に依存する、すなわちPCB伝送線路と負荷端子の特性に依存する。したがって，pcb設計においては，トレース特性の構造だけでなく，各信号トレースの伝送端子負荷の整合設計を十分に考慮すべきである。これは、回路の品質を確保するための基礎です。

分離中のコンポーネントのSパラメーターを調べません。それらは、それらの入出力信号伝送跡とともに総合的に測定されなければならない。すなわち、それらは、構成要素の特定の組合せのネットワークと連動して検討されるべきである。

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