Wave Technology(WTI)-ウェーブ・テクノロジ

WTIは技術者不足を解決する「開発設計促進業」です

高周波マッチング工房

高周波マッチング工房

Wave Technologyでは、高周波回路設計やアンテナ設計に関するお困り事を解決するサービスを高周波マッチング工房として提供いたします。

高周波回路の設計には“マッチング(整合)をとる”ことが必要です。この“マッチングをとる”という作業は熟練した技術が必要で、その技術はよく職人技に例えられます。そんな職人技で高周波回路を設計する現場のイメージを職人や芸術家の作業場である工房と重ねて、

『高周波マッチング工房』=『高周波』+『マッチング』+『工房』

と命名しました。

高周波マッチング工房高周波マッチング工房

 

スミスチャートとは?

実際のマッチング(整合)ではスミスチャートを使用します。
ここでは、そのスミスチャートついて簡単に紹介します。

高周波回路のいろいろな問題を数式を用いて解くことは、複素計算になるのでかなり面倒です。スミスチャートは、このような複雑な複素計算を図表上で簡単に行うことができるようグラフ化されたものです。このスミスチャートを利用すると、高周波回路を考えるうえでとても便利です。

それでは、ごく簡単にスミスチャートの説明をします。
スミスチャートとは?右図がスミスチャートです。(実際のチャートには円外に種々目盛りがありますが、ここでは省略しています。)

この円の水平軸が複素反射係数*の実数部、垂直軸は虚数部を表します。
(* 反射係数は入射電圧に対する反射電圧の比を表し、ベクトル数値(複素数)です。)
インピーダンスの実部(抵抗)成分は周波数によらず一定なので各円上は等抵抗であることを表します(等抵抗円といいます)。
上下に曲がった円弧上はインピーダンスの虚部(リアクタンス)成分が一定なので等リアクタンス円といいます。

円の上半円部分は誘導性(インダクタンス)成分で、下半円部分は容量性(コンダクタンス)成分を表します。

さらに円の真ん中は普通”1”です。Z0で正規化しています。(実際のインピーダンスを特性インピーダンスZ0で除したものを正規化インピーダンスと呼びます。) 特性インピーダンスとは、分布定数回路上を伝わっている電圧の波と電流の波の比として定義され、Z0は50Ωや75Ωが一般的です。

すごくざっくりですが、スミスチャートの簡単な説明は以上です。

スミスチャートをもっと知りたい方は以下リンクで動画の説明もありますので、ご覧になってください。

 

IoT 化に伴うお困りごと

近年のIoT 続きを読む

無線通信モジュール用アンテナ設計・評価受託

無線通信モジュール用アンテナ設計・評価受託

Wave Technology(WTI)では、Bluetooth(BLE)、ZigBee またはLPWA(LoRa、Sigfox、Wi-SUN、LTE-NB1(NB-IoT))などの無線通信モジュール用アンテナの設計から試作評価までを受託させていただきます。

パターンアンテナ設計例
パターンアンテナ設計例 

例えば、Bluetooth(BLE)、ZigBee またはLPWA などの無線通信モジュールで使用されるアンテナでは、お客様のご要望に応じ、以下のようなご提案をさせていただくことが可能です。

①コスト重視の場合
パターンアンテナを使用する場合が多く、逆F型・ミアンダ(メアンダ)型などお客様に最適なアンテナをご提案いたします。

②小型化やサイズ重視の場合
板金や高誘電率な樹脂を用いた立体型の最適なアンテナをご提案いたします。

また、市販のチップアンテナを使用する場合では、実装状態によってアンテナ利得は大きく変わります。このため、実装状態でのアンテナ利得評価にも対応いたします。

チップアンテナの放射パターンシミュレーション例

チップアンテナの放射パターンシミュレーション例

 

以下にWTI のアンテナ受託設計・評価受託サービスの特長をご紹介いたします。

 

■ WTI の無線通信モジュール用アンテナ設計・評価受託サービスの特長

WTI の無線通信モジュール用アンテナ設計・評価受託サービスの特長は2 つあります。

1. 「デバイス開発」と「応用製品開発」分野に経験豊かなエンジニアが在籍しています。そしてデバイス開発エンジニアは通信モジュールの開発経験も有し、応用開発エンジニアは各種無線機から携帯電話などの開発経験があります。これらの経験から、各種無線規格を理解し、高周波(RF)の知見が必要なアンテナ設計・評価のサービスをご提供します。

2. 最適な無線通信方式の選定(Bluetooth(BLE)、ZigBee またはLPWA など)から、設計・評価、技術基準適合認定(技適)申請まで様々なご要望に対応します。

これらの特長から、WTI では以下のようなお客様のご要望に的確にお応えすることが可能です。

※アンテナの設計・評価についてのご要望例

① 無線通信機器の通信距離を改善したい
② 小さな製品スペースに収まるアンテナを設計したい 続きを読む

高周波マッチング工房

以前、当社の技術サービスのネーミングについてお話させていただきましたが、今日はその続きです。

ネーミングについては、まだ社内で継続議論中なのですが、ある程度固まってきた名前については、早くお客様の反応が知りたくて、お取引先様への説明会の中で試しにちょっと使ってみたりしています。

例えば、高周波(RF)設計・評価のサービスを「高周波マッチング工房」とプレゼンの中で呼んでみたのです。

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各種高周波部品開発

各種高周波部品開発

フィルタ回路設計評価

必要な周波数のみ最小限の損失で通過させ、不要な周波数は確実に減衰させる回路がフィルタ回路です。
通過させる周波数により、

LPF(Low Pass Filter) : 低域通過フィルタ
HPF(High Pass Filter) : 高域通過フィルタ
BPF(Band Pass Filter) : 特定の周波数のみ通過させるフィルタ
BRF(Band Rejection Filter) : 特定の周波数のみ減衰させるフィルタ

があります。
 
WTIでは、周波数200MHz12GHzにおいて、L/Cを用いた各種フィルタ回路、マイクロストリップラインを用いた各種フィルタ回路の設計・評価の実績があります。
またこれらを組み合わせることで、お客様の目的に合ったフィルタ回路をご提案します。
 

フィルタ等価回路 フィルタ特性
フィルタ等価回路 フィルタ特性

 
【主な開発実績】 続きを読む

高周波電力増幅器開発

高周波電力増幅器開発

高周波ディスクリートトランジスタ/高周波アンプモジュール設計評価

WTI40MHz18GHzの周波数帯域において、パッケージ内部で整合を行うディスクリートトランジスタや、外部でインピーダンス整合を行うアンプモジュールの設計評価実績があります。

使用するトランジスタとしてはベアチップから、モールドパッケージ品、メタルパッケージ品など幅広く経験があり、用途に応じた整合回路の設計評価を行っております。
整合回路はチップコンデンサやチップインダクタを用いて整合をとる集中定数タイプ、伝送線路の幅や長さを変更し整合をとる分布定数タイプの設計・評価を行っています。
構成する基板材料としては、一般的な有機系基板からセラミック基板まで扱っています。
これらを用いて、低いインピーダンスのトランジスタを、最適なインピーダンスに整合する回路を実現しています。

インピーダンス整合を行う上では、出力電力・動作効率・歪などのうち、どのパラメータを重視するかという点で注意が必要となります。また高周波増幅器にはつきものの発振の問題など、他にも注意点があり、これらを加味した回路を提案します。
 

ディスクリートトランジスタ検討事例 トランジスタ負荷依存特性
ディスクリートトランジスタ検討事例 トランジスタ負荷依存特性

 
【主な開発実績】

開発件名 概要 主要特性
トランジスタ単体評価 ・ベアチップトランジスタのDC/熱抵抗特性を評価
・ベアチップトランジスタの最適負荷を評価(ロードプル・ソースプル) 周波数
~4GHz
出力
~1W
・ベアチップトランジスタ用 整合用回路を設計評価 周波数 続きを読む

高周波回路の設計 ~整合とは~

大塚

みなさんこんにちは。WTIデバイス技術部次長(兼)高周波設計第二課 課長の大塚です。

高周波設計第一課長の橘高さんによる『高周波電力増幅器とは?』という回で、“高周波トランジスタの整合回路を設計しています”という話がありました。そこで、今回は私が設計をはじめたころのお話しをしようと思います。

当社の高周波電力増幅器開発サービスはコチラ

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高周波電力増幅器とは?

橘高

みなさま、お久しぶりです。今回で3ヶ月ぶり2度目の登場となります、(株)
Wave Technology高周波設計第一課長 橘高です。

さて最初は『「高周波」ってなんだろう?』で始まり、高周波設計第二課の大植さんから『意外と身近な無線通信』と続き、高周波としては第3回目となりました。

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