電子機器において、金属筐体の内部にプリント回路基板や電子部品が収納されることがしばしばあります。その際、金属筐体は基板や部品と電気的に接続されてグランドとして扱われることがあります。ここでは、マイクロストリップ線路のグランドと金属筐体の接続状況が特性にどのように影響するかを確認します。
図１-1に解析モデルの概観図を、図１-2に解析モデルの側面接続図を、それぞれ示します。筐体と蓋は金属です。図中の「MSL」はマイクロストリップ線路のことです。また、「グランドが分割された基板」は、解析事例「グランドが分割されたマイクロストリップ線路」の「グランドが追加されたモデル」に示されているものと同じ構造です(蓋が追加グランドに相当します)。
基板のグランドは２つに分割されていて８個の接続素子(10Ωの抵抗)によって蓋と接続されています。また、筐体と蓋は４個の接続素子によって接続されています。
図2に示すように、筐体と蓋の接続素子をパラメータとして、接続素子がない場合も含めて３通りのケースを解析しました。
以下に、３通りのケースの解析結果を示します。
図2-1に、放射電力を示します。筐体と蓋の接続素子がない場合は、非常に高いレベルの放射電力が確認できます。接続素子の抵抗値が300Ωの場合は、周波数300MHzf付近で若干レベルが低下しますが全体的には変化ありません。一方、接続素子の抵抗値が10Ωの場合は、大幅にレベルが低下し改善が見られます。これは、解析事例「グランドが分割されたマイクロストリップ線路」のリファレンスモデルに近いレベルとなっています。
図2-２に、Sパラメータ(S21)を示します。接続素子がないケースと接続素子の抵抗値が300Ωのケースでは、周波数350～400MHz付近で凹凸が確認できます。接続素子の抵抗値が10Ωの場合は、凹凸はありませんがレベルの低下が見られます。
図2-3に、信号源に振幅１Vの台形波を入力した場合の電圧時間波形を示します。Fekoの時間領域解析機能を使用しています。Port１は信号源で、Port２は終端で、それぞれ観測された時間波形です。台形波はマイクロストリップ線路を伝搬していますが、Port２では振幅が若干低下していることが確認できます。また、Port１では反射波が確認できます。
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