解析例

アンテナ

リュネブルグレンズアンテナ

125mm内球（εr = 1.7）と250mm外球（εr = 1.4）の2種類の同心球で近似したリュネブルクレンズに、15GHzの平面波を照射し、球端から100mm離れた入射方向と反対側の誘電体板に、実際にレンズ効果が見られることを確認した例。

アンテナ

EBG反射板上の省スペース等角スパイラルアンテナ

曲線で構成された導体パターンをコンフォーマルメッシュXACTを利用し解析した例。 H. Nakano et al., “Low-Profile Equiangular Spiral Antenna Backed by an EBG Reflector,” IEEE Trans. Antennas Propag. 57, 1309-1318 (2009).

アンテナ

3パッチアレイ

5.0GHzで共振する2重偏波パッチアンテナを解析した例。 N. J. McEwan, et al., “A New Design of Horizontally Polarized and Dual-Polarized Uniplanar Conical Beam Antennas for HIPERLAN,” IEEE Trans. Antennas Propag. 51, 229-237 (2003).

アンテナ

BBSMアンテナ グラウンド湿度による特性変化と最適化

225-500MHzの広帯域で利用されるBBSMアンテナの形状を、想定される三種の地面湿度に応じてスクリプ（PSO）で最適化。地面の湿度は、乾燥状態（比誘電率εr = 4）、中程度（εr = 8）、吸湿状態（εr = 25）とした。 PSO：Particle Swarm Optimization （最適化の一手法）

解析例

アンテナ インストールパフォーマンス

ノートPC内のWiFiアンテナ

下記文献による2.45 & 5.2GHz共振のデュアルバンド逆FLアンテナを用い、ノートPCに搭載した状況でのアンテナ特性の変化を解析し、チューニングを施した例。5.2GHz帯のみ影響を受ける事、アンテナ寸法の最適化方法等を理解することが可能。 H. Nakano, et al., “An Inverted FLAntenna for Dual-Frequency Operation,” IEEE Trans. Antennas Propag. 53, 2417-2421 (2000).

アンテナ インストールパフォーマンス

生体に埋め込んだアンテナ

XFdtd Bio-Proに備わる人体メッシュモデルに、2.45GHzパッチアンテナを埋め込み、アンテナの動作、および人体への影響を検証した解析。実験が困難な状況を模擬した、電磁界シミュレーションによる事前検討例。

アンテナ インストールパフォーマンス

携帯電話とSAR

小型集積したアンテナを携帯電話に実装し、SAMファントムに近接させ解析した例。アンテナパターン、利得、効率、VSWRに加え、1g/10g平均SAR、最大SARとその位置を導出。

アンテナ インストールパフォーマンス

対IEDアンテナ 設置位置の最適化

米国軍用車両HUMVEEに搭載される、IED（即製爆発装置）探知アンテナの設置位置を最適化した解析事例。（下段中央図上から順に）アスファルト上のコンクリート、鉄筋コンクリート、土、アスファルトを想定した異なる地面パターンで、スクリプトを用いて最適化。

EMC

金属筐体 スロットからの放射

スロットの開いた金属筐体からの漏洩電磁波を理解するために、3m法電界強度を出力した例。 M. Li, et al., “EMI from Cavity Modes of Shielding Enclosures - FDTD Modeling and Measurements,” IEEE Trans. Electromagn. Compat. 42, 29-38 (2000).

FSS

金属板装荷FSR

2重リング構造の金属板装荷FSRの透過・反射係数及び位相を解析し、実測データと比較した例。 牧野滋他, “金属板装荷キャパシタンスグリッドによるPMC基板の薄型化”, IEICE Tech. Rep., AP2009-97, 109(183), pp. 103-107 (2009).

MRI

バードケージコイル

64MHz(中心部1.5テスラ)で利用されるMRIバードケージコイル内で、人体頭部の有無によるB1磁場の変化を解析した例。湾曲したコイル形状も、XACTにより精緻に解析可能。 W. Liu, et al., Resonance in Medicine, no. 51, pp. 217-221 (2004).

NIM

ネガティブインデックスマテリアル

30GHzホーンアンテナから出力された電磁波の、DNG材質中の波面を可視化した例。下図では (1)自由空間、 (2)εr=16の誘電体板、(3)30GHzでεr=μr=-1を持つ板による影響を比較。

(1) (2) (3)

解析例

XACTによる複雑な曲線・曲面の精度

レーダー反射断面積 (RCS)

米国航空宇宙局によって行われたRCS実測結果と、XFdtdの解析結果を比較した例。XACTにより、曲率半径に比べかなり粗い寸法のメッシュでも、精度良く高速に解析。

形状A 全長 254 mm

最大半径 25.4 mm メッシュサイズ 12.7 mm 観測周波数 1.18 GHz

形状B 全長190.5 mm

最大半径25.4 mm メッシュサイズ 9.55 mm 観測周波数 1.57 GHz

形状C 全長679.9 mm

最大半径 74.8 mm メッシュサイズ 17.24 mm 観測周波数 0.87 GHz

H. T. G. Wang, M. L. Sanders, A. C. Woo, and M. J. Schuh. “Radar Cross Section Measurement Data, Electromagnetic Code Consortium Benchmark Targets.” NWC TM 6985, May 1991. A. C. Woo, H. T.G. Wang, M. J. Schuh, and M. L. Sanders. “Benchmark Plate Radar Targets for the Validation of Computational Electromagnetics Programs.” IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 35, no. 1, February 1993.

ワイヤレス電力伝送

送受電コイル

送受電コイル（MITモデル）の伝送効率を求めた事例。コイル周辺の電磁界強度分布や人体曝露解析等、設計・評価共に可能。 André Kurs, et al. “Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances”, Science Express, Vol. 317, No. 5834, pp. 83-86 (2007-6).

生体

人体モデルによる曝露解析

オープンカーに搭載したアンテナによる、ドライバーへの曝露解析。人体姿勢編集ツール VariPoseを用い、運転席に座る人体モデルを準備しXFdtdで解析。全身の平均SAR、最大SAR、その位置座標を計算。

フォトニクス

フォトニック結晶導波路

光導波路を解析した事例。50THzから250THzの入力波を欠損のあるGaAs結晶に入射し、バンドギャップ構造や電界分布の時間遍歴を可視化。

マイクロ波デバイス

ウィルキンソン パワーデバイダ

導波管

フェライトサーキュレータ

Static Discharge

スイッチ（回路コンポーネント）

スケジュール可能な時限スイッチ機能を用い、シンプルな伝送線路を解析した例。複数のスイッチを、任意のタイミングで複数回オン／オフし、解析の最中にモデルを電気的に変更。

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