★Mini-Circuits社のLTCCコンポーネント設計技術①ミリ波LTCC開発とシミュレーションの記事を読む

 

シミュレーションと実測値の例

LTCC設計において，Mini-Circuits社のシミュレーションがどのように役立っているかの例を紹介します．

図3は，Mini-Circuits社のLTCCバンドパスフィルタ製品における，インサーションロス（S21）の周波数特性について，2種類のモデルによるシミュレーション結果と実測値を比較したものです．

ピンクのプロットは，標準的なモデルを使用したシミュレーション結果を示しています．また，赤色のプロットは，Mini-Circuits社が実際に製品に使用している材料構造を，広範囲にわたって精密に評価して生成した高度なモデルを使用したシミュレーション結果を示しています．さらに，実際のコンポーネント特性の実測値を，青色のプロットで示しています．

1GHz付近の，比較的低い周波数領域では三つのプロットは近接しています．しかし，周波数が高くなるほど標準的なモデルのシミュレーション結果は実測値から離れていき，解析可能な周波数の上限も低くなっていることが分かります．

一方，実際の材料構造を考慮した高度なモデルでは，周波数の全範囲にわたって実測値と良好な一致を示しています．

 

 

Mini-Circuits社のシミュレーション技術について，もう一つの例を示します．

図4は，Mini-Circuits社のLTCCバンドパスフィルタ製品における，インサーションロス（S21）と入力リターンロス（S11）の周波数特性について，シミュレーションと実測値を比較したものです．

赤色のプロットは，実際の製品の材料構造を反映した高度なモデルによるシミュレーション結果を示しています．また，青色のプロットは，実際のコンポーネント特性の実測値を示しています．

S21とS11のどちらも，周波数の全範囲にわたって実測値と良好な一致を示していることが分かります．

 

 

さらに，もう一つの例として，分布定数フィルタの設計におけるシミュレーションを示します．5G通信をはじめとして，アプリケーションが利用する周波数は高周波側に急速にシフトしています．10GHz帯はもちろん，24GHz帯などの準ミリ波，30GHz以上のミリ波帯など，従来はLTCCが使われなかった周波数も利用が進んでいます．それとともに，分布定数フィルタの開発も必要になっています．

Mini Circuits社では，集中定数フィルタの自動合成ツールだけでなく，分布定数フィルタについても，仕様から任意のフィルタを合成する独自の合成アルゴリズムや，3次元モデルでシミュレーションされたSパラメータ，寸法生成の最適化ツールなどを用意して，分布定数フィルタの設計支援を進めています．

図5は，Mini-Circuits社のLTCCくし形バンドパスフィルタ製品における，インサーションロス（S21）のシミュレーションと実測値を比較したものです．

赤色のプロットは，実際の製品の材料構造を反映した高度なモデルによるシミュレーション結果を示しています．また，青色のプロットは，実際のコンポーネント特性の実測値を示しています．この分布定数フィルタの設計でも，周波数の全範囲にわたって，シミュレーション結果は実測値と良好な一致を示していることが分かります．

 

Mini-Circuits社のシミュレーション技術とLTCC設計

高周波LTCCコンポーネントは物理的に複雑な構造，特性をもちます．一般的には，良好なシミュレーション結果を得るまでにはシミュレーションと試作評価のフローを何度も反復することが必要と考えられています．しかし，Mini-Circuits社では，ここで紹介したようなシミュレーション結果と実測値の良好な一致を，ただ1回のワークフローで実現することも可能です．その結果として，Mini-Circuits社ではLTCCコンポーネント設計を短期間，低コストで完了することができます．

これは，Mini-Circuits社の数多くの標準コンポーネンツ製品において，迅速な市場投入，小型化，高信頼化などの製品改良，良好な価格対効果を可能にしています．

さらに，RF，マイクロ波，ミリ波の分野では既存製品のカスタマイズから新規のカスタムメイドまで，さまざまなカスタム製品の要求があります．Mini-Circuits社の広範囲な材料特性評価とモデリング技術，高度な設計ツールと独自のアルゴリズム，斬新な設計ワークフローを取り入れたシミュレーション技術は，どのような要求に対しても短期間，低コストでの対応を可能にしています．

 

Mini-Circuits Japan株式会社について

Mini-Circuits社が日本法人として，2019年にMini-Circuits Japan株式会社を横浜市内に設立し，日本，韓国と台湾の営業拠点として活動しています．

 

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