同軸ケーブルのインピーダンス計算ツール
内部/外部導体の寸法と誘電体から、同軸ケーブルの特性インピーダンス、キャパシタンス、単位長さあたりのインダクタンス、およびカットオフ周波数を計算します。
公式
Z_0 = \frac{60}{\sqrt{\varepsilon_r}} \ln\!\left(\frac{D}{d}\right)
参考: Wadell, "Transmission Line Design Handbook" 1991, Chapter 3
仕組み
同軸ケーブルのインピーダンスはRFシステム設計における重要なパラメータであり、内部導体と外部シールドの間の幾何学的関係によって決まります。基本方程式 Z0 = (60/√δr)・ln (d/d) は、誘電率 (δr) と物理的寸法が信号伝送特性にどのように影響するかを反映しています。内部導体の直径 (d) と外側のシールドの直径 (D) は、ケーブルの特性インピーダンスを決定する対数関係になります。このインピーダンスは、無限に長い伝送線路上の任意の点における電圧と電流の複素比を表し、最適な信号伝達と最小限の反射を保証します。一般に、インピーダンスの低いケーブルは導体の幅が広く、インピーダンスの高い設計では間隔が狭くなります。導体間の誘電体材料は重要な役割を果たし、その誘電率は信号伝搬速度とインピーダンスマッチングに直接影響します。
計算例
実践的なヒント
- ✓正確な計算のため、導体の直径を測定する際には必ず精密キャリパーを使用してください
- ✓理論上のインピーダンス計算を検証するには、ベクトル・ネットワーク・アナライザの使用を検討してください
- ✓重要な RF 設計には、± 2% の許容誤差以内のケーブルインピーダンスマッチングネットワークコンポーネントを選択してください
よくある間違い
- ✗高周波信号伝送に影響を与える可能性のある導体表面の粗さを無視する
- ✗表皮効果を考慮せずに全周波数にわたって線形インピーダンスを仮定した場合
- ✗ケーブルのインピーダンスに対する温度と機械的ストレスの影響の概要
よくある質問
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