2019春 応用物理学会春季学術講演会 ランチョンセミナ の
予行演習動画
【書き起こし】高周波 マイクロ波 ミリ波設計における 3 つの落とし穴 — あたりまえ過ぎてわすれがちなこと —
(00:01) こんにちは so-net 技研の位置と日でございます 本日は 高周波マイクロ波 b 波設計における 3つを落とすやな と いたしまして 当たり前すぎて誰も教えてくれないこと を 高周波やマイクロ波ミリ波が専門じゃないからこれから始める方 本城は別にあってそれに関連して マイクロ波の仕事をたまにやらなければならないそういった方が陥りがちが 3つの落とし穴について話をさせていただきたいと思います 理論的な話はいたしませんが 半年後1年後あるいは5年後にですね マイクロ波を扱うを扱わなければならないと思った時に動いだしていただけるように その落とし穴の仕組みをですね 鉄道に例えて話す通りで準備でありません
(01:09) この右の絵のようにですね 鉄道の線路というのはたくさんの人が 線路を正しい状態に保つために働いて まあ私たちが寝ている夜の間に補選の仕事をしていたい いしてくださっているわけですねそれは皆さんご存知かと思います 線路の幅だとか高さだとかまぁ私の素人ですかわかりませんけども歪みだとか硬さだと かそういった を私たち素人が気づかない非常に多くの現実の広告をチェックして 戦後正しい形に保って いるんでしょうねだからこそあの 朝私は地図らーその仕事に行くときには電車を安全に走ってくれるわけ 同じようにマイクロ波の仕事を舞妓はんの設計でありますね あの それぞれのマイクロ波デバイスのデータシートだとか difference デザイン だとかそういった行 資料にですね開度を正しく動作するためにこれこれのことをやりなさいっていう条件が ここどこ幕に記載されていて
(02:15) [音楽] まあマイクロデバイスを使って帰るを設計しようという場合がそういった そのデータシートリファレンスデザインに従って設計してそれを担保できるだからって いうの氷見レイターで確認して そしてその当時にものを作ることができれば データシートと同じように正しい生のマンとかせるのが得られるはずだ ところで減衰はですねやってみると想定外の現象が起こる理由ですねまた鉄道で例える 12社が入ってくれ 1電車が入ってきはもう電車走らせるどころじゃないですよね朝の首都圏でそんなこと が起こったらもう大混乱になっちゃうと 舞妓さんの場合にはですね マイクロ波の設計に使うデータシートや difference デザインや シミュレーターやすい体理論を それに従って作ったんだけれどもどっからか想定してない信号が 回路の中に入ってきたりあるいは出て行ったり それによって期待した動作ができないっていうことがあります
(03:23) 今度は落としあのない一だ 今のはまあ外やまあ一輪車みたいですね全然想定しない信号が買いが入ってくる っていう事視野がですけれどもほかの落とし穴来て想定している信号ある周波数間に膝 なら虹が一重儀がな10ギガの設計通りの信号だったとしても 失敬者が想定してない2割方をする場合があります 列車の場合だとね思うようにまあマンゴの中にしかないんですけれども左の写真だと まあ複数も戦後に電車が跨った てるわけですねあのーマイクはファーでも非常によく似た現象が起こります その第2番目の落とし穴をそして右の写真のように 戦後せっかく引いたのにそのは家を電車が走っ のこそまあ現実業をごルリエないんですけれどもまあすぐ脱線した旬で離婚たいし ちゃいますけど マイクロ波の場合にはま そうその設計者が設計した介護まるっきり無視して信号が伝わるっていうのはこれも 非常によくあることがそれで3番目の音しやらない
(04:36) maiko ファンの 分野のベテランの人っていうのは今入った3つの音白髪っていうのも当たり前のことな ので 花を設計とか豪雨近くもかなり初期の部分でその牌書を ペチャっとやっちゃうんですね でいフェンスデザインだと過信ゲーションの例題と彼にはその原資はもうあたりも水 それを想定したようなモデルだと加工 評価項目っていうのは ほとんど書いてないん これがまああの 難しいところですね あの今まあ一輪たとそれから列車の走り方2種類 でたとえましたけれどもマイクロ波でもこのようなデータシートやリファレンス デザインシミュレーションでそう偵察されてないだけど 実際に作ってみると誇りあるその3つの音仕上がっていうのがありますそれをこの後 あのひとつ一つ話していきたいとおもいます 最初にですね
(05:42) まあ原版で一輪車の話ですよ 一見車どこから入ってくるかっていうとこのように澄みきりから入ってくるか駅の ホームから入ってくるか まあ駅のホーム首都圏はまぁだいたいホームズはがついちゃってますから 駅のホームから入れない田舎の疫学もあの入りはい入り放題だったりていますけれども じゃあマイクばさんの場合なその域に者どっから入ってくるかというと 具体的な例でてい これまあ本当に息嶺としてあの うん別に何の意図もなく 探し出してきた ic あの nf ピーターもだ いき ghz あたりまで20絶世の美曲がさはと 6 ghz あたりまでまあ データがそろっている 安い小さい子にベンチがーでに使いやすいマイクロファーも 豆腐口ですね ねえ道央 [音楽] まあ見ていただいているのは1面1枚目ですけれどもデータシートオートわかっ どんどん目切っていくとですねあのちゃんとリファレンスデザインがあるんですねこう
(06:50) いう回路を作って右下のようにパターンを作ったら 左下のこういう特性が出ますよっていう リファレンスデザインがですか ですからまあ設計する方は この右下のパターンをそのままコピーしても動くはずなんですけれども このパターンがちょっと 配置に余裕がありすぎるという家族の形が大きすぎるので まぁ実際に作る時は少し後輩性を詰めてオリジナルの形にする場合が多いだろうと思い ます ではのを私なりにやってみたのがこのパターンです左側と右側同じ回路なんですけれど も どっちも光部品の間配置買うか高校 言っとつ目ですねえから右側の方は部品を少し噛ん純化してあります でどっちも数は同じなんであの回の指名されてやると同じ結果になるんですけれども 電離変えシミュレーターで行ってみると
(07:57) まぁまぁほぼほぼ同じ月刊まりは日々にをに違う完全に重ね合わせるとね微妙に違うん ですけどまあいいたような感じだけど あのもともとのデータシートと比べたときに ときの特性とまぁあの う装飾ない のでまぁ言われ痩せてくださいと同じ遺族が約 選べまあ ところがですねこの2つのまあオリジナルに部品の詰めた訳 あの2弾節減が欲しいから例えばにダウン接続したりです あるいはまあ他の介護と組み合わしてみたりすると ちょっと違った結果なんでこのエヴァまあ左側はまあ左側の安 2弾雪の文一打は右がで2弾接続した場合ですけれども あのー粋なの時がどっちも同じ属性だったものが に山のか するんですね右がある拉致はまあで東シミュレーションしてみるとこれはどうやっ たって発信してるなっていうチェックがあって敵機でしまいます
(09:03) でおそらく指名者の段階でここまでやる方っていうのはまずないんですけど 以外ので相手の方はこの現象を あの一段一段のアンプはシミュレーションして実験して評価してをつけたメジャー3山 つないでみましょう勝手に断実際つく愛で作った時に初めて発覚するんですね 日本の場合だったらまだしも まあうそれで話が関係してるんですけれどもこれと同じ現象を同じ原因でですねもう 全く違う回路 全く違うシステムだけど同じ電源にさーんつながってるっていうかいる帽子があの影響 しあってですね 電源の種類を変えたり あるいはなんかこう このうちシステムこっちも測定器を同時に動かすとダメなんだよったとか あの研究室旅行となりにシッコしたらでに動かなくなったとかですね まあ一件を関係ないような感情を変わるためにあの問題が 怒ったり微妙に変化したり
(10:11) ことに 何前 なんでそんなことになるかっていうのはの多い よく考えるとですねやっぱり一輪車が入ってきてるんですね あの行き電車がまあ駅のホームから入ってくるなっていう話をします もあのマイコンはぁ回路の場合だ 多分電源端子から入って来 maiko 派もデータシートであれシミュレーションであれ 入力と出力の関係っていうのは非常に厳密に設計されて継承されるんですけれども 電源たらしっていうのは 伝統的にですねマイクハウスではあの弁当的にマイクロはずは電源端子や信号があんな にも現れないという暗黙の了解のもとにシミュレーションが行われたり 試験項目 に草木も入ってなかったですねー します 実際マイクハーシミュレーターにまあウズ弊社の後のもそうですしあの他社もも の方なもう
(11:15) 種族の例題いたとかです付属ので example のモデルをどんなに彼があっても ですね 電源端子っていうのはそうそう無視されちゃってるん で設計理論ではどうかというと設計理論ずは電源端子っていうのは後者的短絡されて るって言う天井であの等価回路を組んで設計が viron が組み立てられています 所がまあ現実は あの 出力端子に現れた マイクラ信仰の市 bar 漸減端子に現れるし電源端子に 加えられたもう全く無関係な雑音だとか何か言うのは 入力端子 八極端子にもあの 現れるんですね ただそれ ものすごく強い影響は2羽を及ぼさないんで パン族で評価してる単属でシミュレーションをする単独で実験している時には そりゃ何の問題になることもマネー ところがこうそういったもの同士を使うとある回路の出力 アーマー電源端子から箱を入った何かの雑文がある回路入力に入ってそれがガーッと同
(12:27) 副されて出力に現れたものが正電源端子に現れるそうするとあのマグでチュー同じ電源 につながっているまるで別も何かに悪影響を与えるっていうことが起こります でまぁ電源今後を通してやるんですねあの ひどい想定外のもうまるで違う関係ないシステムとあの 影響を及ぼし合うというところでとても嫌な 先ほどの例 あの2つの 設計をそういう意味で比べてみますあの紫色が入力から出力への信号ですねそして青い 奴が電源端子から入力信号へ赤い矢印があの白く端子から電源端子へあのそれぞれどう いう欠乏を知るかっていうのを 普通は紫の入出力の関係しか見ないんだけれども10言ターシュ 恩恵も合わせて見てみると 民主主力の関係はどっちの回路でも同じなんだけれども
(13:33) 電源端子にどのくらいその信号が現れるかということを見ると右と左のからで20出来 てるぐらい違う 100倍です 外の雑音が中に入ってくるときの入り方が100倍水だとこれはないん 違いますよ なぜ出る事態は非常に低いんですけどのであの2時は静かないんですけれどもたくさん あるいはこれはつまりたときにはこういったことが起こります あの電源端子から1年者が入ってくるねっていう話でした あのですから 人間たちにも信号が入ってくるかでていくかということを あの 1隻は前 兄やんできれば整形やあのシチュエーションの段階で管理しておけば 作ってしかも組み合わせたときにあの 落とし穴に落ちなくて済んでしょと言うな 最初の花では2番目のそのままイカせていただきます2番目の歯聞こえですね 複数の戦後にはまたがった葉給電さです
(14:43) 舞妓の墓色の場合もこれに相当するのは何か まあいろんな辞書があるんですけれども 一番 よくあるのが ものをデートして出しましたこれをプレイな戦後 多分皆さんが大好きだと思うんですことでませんごあの子プレーナーというぐらいで ですねひとつも面だけで先端の一つの表面だけに同担はこう 構成して回路を作ることができますからあの袋の簡単ですし部品を実装するのも楽です 検査を検査とか評価も表面加工 あのプローブをあてることができる開くそうな気持ちがするんですね ええ よくあるマイクロ波の 線路の特性インピーダンスのとか寸法とかそういう話をしようとするとあのグーグルと いくらでもあの子プレーナー鮮度の特製ピザと計算するサイトが出てくる ここで行っちゃうこそゴッドやればあの風貌だってすぐ計算できる日 これだけはいろんなところに書かれているんだから実績も豊富なんですよあっちでも
(15:50) 使ってるこっちでも使う でまぁ皆さん気軽に作って図っ1回図るとですね大成功いう特性になると思いはあの 横軸が周波数で縦軸が入力から出力にどのくらい 伝わりましたかっていう上に行くほど損失を少なくしたに行くほど が多い もちろん周波数が非常に低い場合はまあ損失は2 伝わるんですけれども周波数はがフィクスだんだんだんだんこう右下がり 喪失が増えていきますこれから まぁこわー その長さに遺贈するんですけれども全体として高全体としているというか細かいところ を見ると何やってますねほぼ ファインカーブっていうか三角科学のカープに従って波打ちますでこんな風に波打ち ながらだんだん右下がりっていうのが コープレーダー線路だけじゃないんですけれどもあの まぁ昼間イグ葉の戦ともですね 非常によくある えっ
(16:53) これだったら多分問題を大したことない もう 波打ってても by スター馬身内じゃないし 右下がりになるのはあので全体にせるを胴体にせよ 周波数が高くなるとエネルギー創出末ますがまあ仕方がないね あの 特にこちらの皆さんはキンキンに冷やして使ったりします 禁止やしたあのぜったいれいど1カイような環境でお使いになる場合には胴体損失が ほぼなくなって このミリ左岸の カードけどねの方に上がってきますからねあんまりこのれだけだったら気にすることは ないんですでもこのグラフもたらに見るはをガーッとにていくのですねこんなのってる はずなん なってるはずというかなる場合が多いと思います 8細いな身内が左の端では三角カンクっぽい 周期関数でしたけれども右側じゃあもうなんだか アークタンジェントっぽい嫁 うん
(17:56) でしかも非常にある周波数によっては非常に高スポーツが大きい あるいは コスタ大きい領域と バイトあの服ない場合っていうのがこう周期的にほっぺたのかと現れはこういう状態だ とまぁあの 信号を パワーデンソーしようとした時にどっちに転ぶかものすごく損失が大きいと思えばこの ちょっと何か条件を変えるとするぽっかりして あのー品なんだ pop 界のにならないですねいつはまあこのグラスの右側って言い 方開ところっていうのかこう 問題になるわけですこれは何でかという あのモードという言葉が出てきていますけれども だいたいいう子地図この例だとだいたい15 ghz あたりを境目に 想定外の方も 想定外の触り方をしてるんですねマイクロ波 ここに青いリムがまあ好プレーが鮮度が普通のプレーナー千怒っていうのはその電磁波 がこんな風に伝わる音っていうまあ議論
(19:05) 的にこうなって思われてるやつでピンクのやつが まあ制定者は対等に無視されちゃうプレイヤー線路でもこういう伝わり方をするんだよ することであるよっていうのがまあの星も磨いていくと出てくるんですけれどもあの 体験無視されちゃうことも多い 想定外の前半モードって言う書き方をここでは前田 この2つについてあの まあ調べるとん 難しいことはあちこち書いてあるんですけれども意外に分かりやすい柄がなくて一つに つけたのがこの絵 分社はここに上げてありますけれども 越冬 こフェーダー線路の断面の電解 電気力線を行えば示しています左側が 想定している電波モード2分黄土という 表現英語を書いてありますけれどもあの中央 からはゆに電気実践が向かっていますつまりハグ対称の形をしています 1本右側のピンク色で書いてあるのは想定外の伝播ボートを度モードとかいた 矢印電気利支天が右から
(20:15) 左へ右から中央へ中央からさらに左へ渡航 あの左右した衣装ですね で 掌底している伝播濃度っていうのがまあまあ方想定している伝播モデル モードであの曲流を伝えることもできます そして非常に高い周波数までこの対照な展開が対象な もう撮っては伝わっていくんですけれども えっと右側の 司会所の腕ん メンバーモードっていうのはひどい高い周波数だけで 存在するんですね猫ぷれなせる運動の設置では通常はせっ想定されていないんです けれども 実際に作ると赤い周波数ではこういう伝わり方をしてしまう 脱ぐと非常に高い周波数では青い その対象なボードで伝わる信号とピンク色の主対象なモードで使うある信号が
(21:23) まあ微妙に干渉してですね非常に創出が多くなることもあれば まあそう悪くないこともあるっていう 言葉 どっちに転ぶか分からないと言う 状態になりません でこの主対象のモードっていうのはまあそもそも想定していないんですね出てきこられ ちゃこまみ わけないあの電車でしてるとこもうまさにあの2つの10分位またがって電車が走っ てるよだ紹介がこんなことされちゃ困る そのやや防ぐにはどうすればいいかというと よくやられているのはエアブリッジで左右のグランド短絡していくことで で この間とまぁ非常に細かい感覚でエアブリッジが並んでるように見えますけど破り スト破りつの価格はまあ 1/4波長の感覚にしておけばまあまあ大丈夫 ただ これが線路っていうのは一年だけでそのって言ってたのに実際にはエアブリッジの高圧 者ざっと並べなきゃならないっていうかめんどくさいねっ
(22:29) まあなくてもなんとかなるんじゃないのって思ってやんねーか違うを振ってですね でやらないと まあ今ので言ってるような高い周波数で変な音があります でやるとこの青いカープのように やらないと赤いカーブのようになり 青いカーブは エアブリッジをきちんと並べた場合です 低い周波数から高い周波数まで サイン波で振動しながら緩やかに右下がりです これが純粋に想定している 伝播モードで をプレイなぁみ線路の上を信号が伝播している証拠です エアブリッジをつけないと赤いカートのようになります 低い周波数だと大差ないんですけれどもこの例だとおおむね15 ghz よりも高い 周波数で 想定していなかった非対称な電界のモードが の影響を受けて
(23:35) 青い買うとははっきり違う 特選になります エアブリッジをちょっとつけましょう というわけで2番目の 落とし穴は こプレーナー線路の場合には 面倒でもエアブリッジをおきましょう エアブリッジで左右のグラウンド短絡しましょう エアブリッジは1/4波長未満の感覚でおきましょう というのが2番目の落とし穴とその対処でありました ん さて最後の落とし穴は 鉄道に例えると列車がそもそも線路を通らない 線路を無視してあの線路のない所を走っちゃう場合です 電気回路の場合で言うと 電気信号っていうのは 胴体の中を 通っていく電流は胴体うまくを流れるんだっていう風に思われることが多い
(24:44) だからこそ電気回路っていうのは回路図で表現され これはマイクロ波用の版分パスフィルターのモデルの一例です ある特定の周波数ある特定の波長だけを 通過させることができてそれ以外の周波数は通さないというのが版パスシューターです 薄い短冊状の導体を並べることでその胴体の長さで決まる波長のシンガー 信号だけを伝播させる回路です この例だと波長8000周波数でいうと ヨンギが減る とその整数倍の発議が減る 波長で言うと4センチは2つも 信号を この回路の設計方法は非常に多くの文献にありますしたくさん使われています シミュレーターのレーダーにも大抵含まれています
(25:50) ところが実際に作ると このへ右側の下の赤いグラフのようになります これは マイクロ波測定用の属性 そして テストセットクローバーと呼ばれるようなあのテストセットが売られているんです けれどもそういったものを使って 測定した時に大抵このピンク色のカートのような形になる よという電磁界シミュレーションの結果です 左の青いグラスは一つ前のスライドでおりましたけれども マイクロ波シミュレーターの結果 そして 設計通りのカーブでもあります青い額設定通り 右側が図った ずいぶん違いますよね 信号を伝える周波数自体はあってますけれども信号を伝えない
(26:56) 時にどのくらい伝えないかというレベルばかなり違います でもまぁ伝えるべきところは伝えてるからまあいいかと思ってこれをそのまま システムやケースに組み込むともっとひどいことになります この右下の 黄緑の カープがそれを想定した全近いシミュレーションです 青いカーブとも違いピンクのカーブとも違う この黄緑色のカーブっていうのは非常に極端ですね 慎吾が通るところ通らないところそして設計上全く想定していなかった波長や周波数を 通してしまいます 小屋マイクロ波の初心者の方が非常によく出会う問題です まあ正直言うと私も 20代 ああまだ肌ですよね の頃にもう全くこれと同じ現象に出会ってくるシーンが
(28:04) ことがあるわ なにしろ設計理論と それから り提出デー 単体で紹介した時とこれからケースに入れた時と 3つがそれぞれ違う結果になったんですね 困ったもんだよ でも 私ももうこれにこうして紙がなくなるほどですね歳をとって経験を言うとそういった 現象を履けます こんな風になります この禁句のカーブが多分は私が実際作ったらこんな風にするだろうなっていう 文化シチュエーションの0 何をやったかというと左側の場合にはですね このスライド左側の場合だと組み込むケースの ケースの断面を1/2波長実はもう落ちたにしてあります 右の ルーだと 箱の大きさはまあ前の黄緑のカープと同じなんですけれども 箱の天井というかを1/2波長未満の感覚で
(29:12) 柱を並べて天井と床を短絡してあります 分かる方はもうなぜこうなるかお分かりかと思いますけれども こういった現象の理由はですねこういうことです 設計理論だとか 5シミュレーションでは 左上の角ように電気信号っていうのは導体でできた線路があり敗戦の中を通る まあそれがもう大前提として あの設定理論や解析が行われるんですね ところが 実際の カイロやあるいは電磁界シミュレーションの場合右上-4-8 カイルの中を流れるあるいは回路の中を伝わる電磁界エネルギーの一部は 生きるなんですけれども空間に飛び出すんですね で a り決して実刑している時にはほんの一度のエネルギーがカイロから空間に飛び出して そのほんの一部のまたさらにほんの一部が周囲の何かに反射して
(30:22) カイルに戻ってきます ものすごくわずかなので 信号が通らないレベルがちょっと変わる程度なんですね このあたりでさが見えます ところがこれをケースに入れると 介護から空間に飛び出した電磁界エネルギーの ほんの一部なんですけれどもそれは 箱の内側で反射して回路にすべて戻ってきません 手戻ってくるときの理想によって 胴体の中を伝わってきた信号と 強めあったり弱めあったり非常に極端な結果になりますそれがこのキー 黄緑色のカーブですね 左側が エースの中に入れた場合右側がパラ服というか実験して測っている場合ばいい カイロから飛び出した空間に飛び出したエネルギーがどういう経路で戻って空間によっ
(31:29) てこの佐賀 になって表れてしまう これを防ぐためにはだっ 左の絵左上の会箱の断面を1/2波長 未満の落ちたにしておくとプー空間に飛び出した電磁波 年二科会の指輪 箱お腹を伝わることができなくて結局元の回路のもとの場所に戻ってくるしかありませ ん だから影響を受けないんですね 箱の大きさを小さくするというのは現実的に難しい場合もあります そういった場合には右上のように 箱の天井というかを 金属の柱で接続します 柱と柱の間隔を1/2波長未満の感覚にしておけば 空間に飛び出した電磁界 ng は柱と柱の間を通過することができなくて結局元の 飛び出し高井戸に戻るしかなくなります
(32:45) 異形が最後の落とし穴の話でした 最後のはお年玉を避けるには 線路の脇を 電車が通らないように 線路をトンネルの中に入れてしまえばいいねっていうことだ あの最初から全部のおさらいをしましょう 設計だあれシミュレーションであれ 当たり前水で想定していない ことがありますでも舞妓はんの専門家の人は当たり前のようにさらっと だってやっちゃうんですね でそういったあの当たり前すぎて あの イノがされがちなことの中で3つだけ今日はお話ししてました最初の 話が 一輪車でたとえました マイクロ波の電源端子のから信号が入ってきますよ外から信号が入ってきますよ 設計の段階から電源端子に高周波が入って来ないもれたりしないか そのくらい守れますかということを管理しましょう
(33:49) 2番目に 電車でいうと2つを先頭にまたがって走る 信号が想定外の伝わり方をすることがありますよ 特に小プレーが線路の場合にはエアブリッジで 左右のグラウンドを接続することでそれを防ぐことができます そして最後の落とし穴は 電車でよと線路をまるっきり無視して進むやつがいい マイクロ波の場合には 箱の大きさが大きい場合には線路から飛び出した電磁波のエネルギーが箱お腹を買って しまいますよ それを防ぐために 箱の大きさを1/28 o 3判の大きさにしましょう 以上非常に大雑把な話ですか いつか皆さんが本当に高周波やマイクロ波8ミリ化に取り組まなければならない その日 思い出していただければ幸いであります さて今日の公園の横や動画その他治療はですね
(34:56) info at so-net サイトというアドレスに リクエスト偵察と2019 s という対するでメールを送っていただきますと あの資料がここにあるよという url を打ち動的に反しように設定してあります 左の qr コードはそのメールを生成する qr コードです まあこの場で写していたこのも良いかと思うよ ただメーラーのメーラーやそのスマホの設定によってはですねああいうことを聞いて 期待くれないこともあろうかと思います 右側の qr コードはあの web このえっとメールのアドレス等とかですねあの メロンタイプを通してねっていうことを書いた web a 案内フル9ある もし左側でうまくいかないときには右がお試してください では今日の話はここで終わりとさせていただきますご静聴ありがとうございました
