高周波技術で計算する場合、多くの場合、2種類の問題が発生します。
- 結果として生じるデバイスの複素波インピーダンスに対する、マイクロ波デバイス（アンテナ、平衡化デバイス、分周器、電子増幅器）の不可欠な構造部分である伝送ラインの影響を計算します
- 具体的には、伝送ラインの長さを計算して（長さと固有インピーダンスを選択）、デバイスの固有インピーダンスをより便利なものに変換します。
結果を表形式およびグラフィカル形式で表示して、それらを即座に便利に解決するには、ツールを作成します。
図では、Zaは既知の波動特性を持つ初期デバイスです。
Z0-長さLおよび波動インピーダンス（特性インピーダンス）Z0（オーム）の導波管ラインのセグメント
Zaが純粋にアクティブな（共振アンテナに調整された、またはさまざまなLCシャントを使用して反応性が除去される電子デバイスである）特別な場合、結果の抵抗Zinは、周知の電信方程式に従って計算されます。
Kが¼λの倍数である場合、このようなセグメントは反応性を追加せず、1つの実抵抗を別の実抵抗に変換するだけです。 Kが½λの倍数である場合、合意されたかどうかにかかわらず、ラインはまったく変更を行いません。
このような特定のプロパティは非常に広く知られており、非常に広く使用されています。
- 線の影響を最小限に抑えるために、可能な場合は、1/2λの倍数になるようにします
- λトランスは、マイクロ波技術で非常に広く使用されています
このような式を使用するには、2つの実用的な制限があります。
- 広い周波数帯域では、固定長Lのセグメントはλで異なる長さを持ち、したがって、変換への影響は（方向まで）異なります
- 入力デバイスは常に共振に調整されているわけではなく、広い周波数帯域では、定義上デバイスは反応性を持っています（複素抵抗の虚数部）
したがって、複雑な抵抗（反応性を持つソース）を使用するには、あまり知られていない初期式に戻る必要があります。
虚数部ZL = 0の特殊なケースでは、接線を含む以前の式がそこから導出されました。
この式のコサインとサインは双曲線です。
コサインとサインは伝搬定数から取得されます-γ、これは複素数、実部は減衰定数αから成ります（単位長さあたりのネーピアで、ネーピアは10進数ではなく自然数の対数のみ） e）および位相定数ß（波長に適合するラジアンの数）。
一般的な場合、任意の長い回線では、γを計算するのは簡単な作業ではありません; 伝送回線の 4つの主要なパラメータ R、L、C、Gをすべて知る必要があります 。
しかし、特定のケースでは、回線がロスレスの場合、つまり 次の条件が満たされています。
- ラインは非常に短い（λまで）
- 太い導体の線（銅、アルミニウム、亜鉛など）
- ラインの表皮層は、フェロマグネット（銅、アルミニウム、亜鉛。鉄/ニッケルおよびそれらの合金なし）で作られていません
- 空気/真空誘電体、したがって、速度係数= 1、信号伝搬速度は光の速度cとほぼ等しく、誘電正接は0に近い（真空、空気）
γ= 0 + j2π/λ
単位L、γ、およびλの次元は任意です（メートル、フィート、ミリメートル）。主なことは、3つの単位すべてが同じ次元であることです。 計算機では、ミリメートルを使用します。
プレコンピューター時代では、そのような式を扱うことはほとんど不可能であったため、エンジニアはVolpert-Smithダイアグラムを使用しました
彼女と仕事をすることは、特に広い周波数帯域で非常に時間がかかります。
MS Excelが複素数とその演算を完全にサポートしているという事実を利用して、計算機を作成します。 なぜなら Google Docsは、複素数（IMCOSH、IMSINHなど）からのサイン/コサインの機能をサポートしていません。列M | Nでは、これらの機能を構成要素に置き換えます。 Excel / OpenOfficeのオフラインバージョンでは、ダイレクト機能を使用できます。
調整の品質は通常、結果のSWRによって評価されるため、すぐに計算機に反射係数Γを介して計算を追加します（ギリシャガンマ、多くの場合、ρを介してレコードを表示できます）
トレーニングの例として、470〜800 MHzのUHF範囲でテレビ放送を受信するための一般的なDigital-9産業用パッチアンテナを取り上げます。
変換セグメントのないアンテナの固有インピーダンスは、グラフに示されています：
広範囲の動作周波数にわたって、アンテナのインピーダンスは非常に広範囲にわたって変化します。反応性は常に正（誘導性）で、最小は530 MHz近く（ほぼ共振）で、周波数帯域で200-350オームに達します。 放射抵抗の範囲は200〜600オームです。
https://goo.gl/w8z9U2（Googleドキュメント）
だから実際には電卓。 入力データを黄色のセルに入力します。値は手動で選択する必要があります-ターコイズで入力します。 緑のバーは出力インピーダンス、紫のバーは参照用のSWR値です。
長さと抵抗の選択-周波数帯域全体のSWRに関する即時レポートを取得します。 必要に応じて、SWRチャートを追加できます。
たとえば、ラインの長さが155 mmでZ0 = 170オームの場合、75オームの負荷に対するSWRのグラフが得られます。
黄色のセルの入力データは次のとおりです。
- CADシミュレーションデータ（Ansys HFSS、CST Microwave、NEC2、MMANA）
- 実験室測定データ
- 参照データ（電子デバイスおよび回路用）
計算機を使用すると、直列に接続された複数のセグメントから多段変圧器を計算できます。 これを行うには、Excelで「シート」の複製を作成し、黄色の列に前のシートの緑色のセルへのリンクを入力します。 または、1つの「シート」にデータを配置することもできます。新しい行を追加し、着信セルが前の行へのリンクを示すようにします。 ただし、後者の場合、複数のZo / Lセル（カスケードごとに）を作成し、目的のカスケードの数式でZo / Lへのリンクを修正する必要があります。
データソースがCADモデリングの場合、モデル内のトランスフォーマーのセグメントをシミュレートするだけで答えを得ることができます。 しかし、有限要素法（HFSS、CST）によるこのようなモデルの計算には、特に広い周波数帯域では多くの時間がかかります。 Excelの計算機は即座に答えを出し、傾向と感度を見ることができるので、大まかな計算にはより便利です。
線が減衰のある材料で構成される場合：
- 非空気誘電体を備えた同軸ケーブルまたは2線ケーブル
- プリント基板上のマイクロストリップライン
この計算機を使用して、ラインの真空/空気相当量を計算し、ケーブルデータまたはマイクロストリップライン解析の結果を使用して、その長さに速度係数を掛けることができます-バンドのジオメトリを考慮して基板の等価誘電率を計算します：VF = 1 / sqrt（ Eeff）
減衰のある長いラインのインピーダンス（同軸ケーブル、ツイストペア）を計算するには、Excel計算機を使用できます： https : //ac6la.com/tlmath.html
モデルと計算機のエラーを確認する
なぜなら 計算機のモデルは比較的複雑であり、方法論の間違いや式の間違いを引き起こす可能性もあります。チェックする必要があります。
Ansys HFSSからケーススタディの初期データを受け取ったため、Excelを使用して計算されたトランスをHFSSモデルに追加し、HFSSを使用してラインの終端での波の抵抗を計算できます。
たとえば、152 mmのライン長とZo = 140オームを使用します。
モデルでは、4x0.5 mmのストリップのパッチからタップを使用しました。
よく知られた分析式を使用して、Zo = 140オームの場合、4x0.5 mmのストリップと土製のエンドレススクリーンとの間の距離は6.0 mmになるように計算します。
既存のストリップをリフレクターから6 mmの高さで152 mmの長さまで続け、ラインの終端にポートを割り当てます。
予測されたRe / ImとHFSSシミュレーション結果を比較します。
値と傾向は非常に正確に一致するため、計算機を信頼できます。
わずかな食い違いは、モデルの形状の小さな変化によって説明されます-供給ストリップの接続点を変圧器セクションの設置高さに合わせて（4.0 mmの高さで測定が行われ、変圧器は6.0 mmの高さで選択された）、変圧器の端でポートを曲げて接続します。