研究で双方向通信というものについて研究しているのですが、

質問

研究で双方向通信というものについて研究しているのですが、
まだ研究初心者なうえに知識不足で回路の整合について悩んでいます。

添付した画像が回路の簡略図なのですが、
△の形をしたものが信号入力でそれぞれ250MHz,4GHzの信号を双方から同時に送信しています。
また、四角にバツが書かれている２つの物が受信回路です。入力の送信回路も受信回路もインピーダンスはすべて50Ωとなっています。
コンデンサの値は両方10pF,コイルの値も両方80nH,伝送線路(マイクロストリップライン)はインピーダンスが50Ωとなっています。
シミュレーションをしているのですがマイクロストリップラインとの整合が取れていないのか受信回路の部分で波形に反射がみられます。コイルとコンデンサでフィルタの役割をさせているのでその特性を変えないように抵抗Ｒでの整合をしたいと考えているのですが、整合について知識が薄いのでどうしたらいいかわからず、とても困っています。

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回答No.2

kbtkny · ベストアンサー

>どのようにして計算したのか

50Ωに対して自分の周波数ではそこそこ低く、相手の周波数では、
そこそこ高いインピーダンスになるように、コンデンサとインダクタ
を選びました。16Ω/250Ωが十分かと言われるとシステムとして
どれくらいの性能が要求されるかで変わるのでわかりませんね。

ちなみに、周波数の差が16倍（4GHz/250MHz)ですので、1個の
コンデンサ、インダクタで稼げるインピーダンスの差も16倍に
なります。16/250が不適当であるなら、16倍という事を頭において
素子の値を変更してください。（例：1/16　10/160 等々）

16倍の範囲で思った性能が出ないのであれば、単にコンデンサーや
インダクターを入れるだけでは不十分と言う事になりますので
フィルターが必要です。

　　4GHz 　2.5pF/10nH=-j16Ω/+j251Ω
　　250MHz 　2.5pF/10nH=-j255Ω/+j16Ω

>周波数に関係なく

これは無理ですね。
50Ωのインピーダンスのものが二つぶら下がればどうしても25Ωに
なってしまいます。苦肉の策として、4GHzの送受信機は4GHzにおいて
50Ωに（近く？）なるようにコントロールし、250MHzでは、高い
インピーダンスに見えるようにして、250MHzの送受信機の邪魔をしない
ようにします。250MHzの送受信機は、この逆と考えてください。

その結果、250MHz/4GHzでは、50Ω近辺にくるものの、他の周波数では
周波数によってさまざまな値を示します。

フィルター等を使いたくないのであれば、高周波用のスイッチを50Ω
ラインの両端に入れて、切り替える方法もありますが、これはこれで
ややこしいので、大変です。

参考まで

お礼

詳しい説明本当にありごとうございます。
教えていただいたことをふまえて研究をやってみます。
早い回答本当に感謝いたします。

回答No.1

kbtkny

10pFをハイパス回路のように、80nHをローパス回路のように使用
されているのだと思いますが、両方とも値が大きすぎるのでは
ないでしょうか。

キャパシターは4GHzに関してはある程度リアクタンスが小さく見え
250MHzに対して十分大きく見える値を選びます。インダクターに
関してはその逆です。

一声、10pF->2.5pF、80nH->10nHにすれば改善されます。

もし、もっと良い状態が望まれるなら、フィルター入れるのが
いいでしょう。簡単なものであれば直列共振を用いたもの、真面目に
やられるのであれば、4GHz側にはハイパスフィルター。250MHz側には
LPFを入れてください。

うまくいくといいですね。

お礼

早い回答ありがとうございます。その値でシミュレーションしなおしてみます。もしまた何か問題があったら力を貸していただけると嬉しいです。
あと、よろしければどのようにして計算したのか教えていただけると嬉しいです。

あとちなみに、この回路で周波数に関係なくマイクロストリップラインから右を50Ω、左側も50Ωというようなインピーダンスにはできるのでしょうか？
何度も申し訳ありません。