例題3 らせんアンテナ(整合回路付き)

本例題について

  • 誘電体基板上に形成したらせんアンテナのアンテナ特性を解析した事例を示します。

  • アンテナのインピーダンス特性や、放射特性を解析結果として得ることができます。

  • 表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。

  • 「計算時間の短縮方法」

 

解析空間

項目

条件

解析空間

3次元

モデル単位

mm

解析条件

項目

条件

ソルバ

電磁波解析[Hertz]

解析の種類

調和解析

解析オプション

面(辺)電極の厚みの影響を無視するをチェック※

※本オプションは初期設定条件ですでにチェックが入っています。本例題では面電極は

 ありませんので、チェックがなくても結果には影響しません。

 

調和解析および開放境界の設定を以下のように行っています。

タブ設定

設定項目

条件

メッシュ

要素の種類

2次要素

マルチグリッド/アダプティブ法

アダプティブメッシュを使用するをチェック

周波数依存メッシュの設定

参照周波数:1.5×109[Hz]

表皮厚みより厚い導体ボディ境界条件とするをチェック

調和解析

周波数

最小 1×109[Hz]

最大 2×109[Hz]

間隔

等間隔をチェック

分割数: 100

スイープの設定

高速スイープを選択

Sパラ変化量: 1×10-3

入力

1.0[W]

開放境界

種類

吸収境界

吸収境界の次元

1次

 

モデル図

 アルミナ基板(ANTENNA)にらせん電極を構成し、それをガラスエポキシ基板の上に配置しました。給電点付近

には整合回路としてインダクタンスを2個配置しています。また基板全体を囲むように、球状の空気領域を作成し、

空気領域の表面には開放境界条件を設定しました。

 電極は、シートボディに電極の境界条件を設定する方法で、指定しました。インダクタンスの設定は、集中定数

の境界条件を用いています。

 

 

 

ボディ属性および材料定数の設定

ボディ No./ボディタイプ

ボディ属性名

材料名

0/Solid

ANTENNA

001_アルミナ※

1/Solid

SUB

006_ガラスエポキシ※

9/Solid

AIR

000_空気※

※材料データベースを利用

 

境界条件

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

PORT/Face

電気

入出力ポート

基準インピーダンス:指定する
 をチェックし、50Ωを指定する。

モード数:

 導波路の計算で求めるモード数: 5

 実際に3次元解析で使用するモード数: 1

  モードの選択:チェックしない

L1/Face

電気

集中定数

2.0×10-9[H]

L2/Face

電気

集中定数

4.0×10-9[H]

EC

電気

導電率

1.0×107[S/m]

外部境界条件

電気

開放境界

解析条件の開放境界タブにて設定

 

解析結果

アンテナのインピーダンス特性を示します。

 


 

らせんアンテナの放射電力指向性の解析結果を以下に示します。Polarグラフの単位は[dB]です。
 

  • 指向性を求める際は解析条件を次のように変更しています。

    ・周波数を1.5×109[Hz]に固定

    ・「高速スイープを使う」のチェックを外す
     

  • 電磁波解析 例題ダイポールアンテナでは、放射パターンと具体的な設定例を示しています。

  • 指向性計算ダイアログの各設定ボタンの意味は、 電磁波指向性表示 をご覧ください。

 

φ=0[deg], θ=0~360[deg] 60ステップ

φ=90[deg], θ=0~360[deg] 60ステップ

 

3次元電磁波指向性表示

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