例題14 同軸線路

本例題について

  • 高周波ケーブルの基本構造である同軸線路を解析した事例を示します。

  • 伝搬定数(周波数を指定)および電磁界分布を解析結果として確認することができます。

  • 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。

 

解析空間

項目

条件

解析空間

2次元解析

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

導波路解析

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。

 

導波路解析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:1.0×109[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

 

本設定によってMETALの厚みが表皮厚みより厚いため、

METALの表面は銀材料の損失を有する境界条件が適用されます。

導波路解析

解析方法

伝搬定数解析

間隔

等間隔をチェック

分割数: 0

伝搬定数解析

伝搬モードの最大数: 1

最小周波数: 1×109[Hz]

最大周波数: 1×109[Hz]

モデル図

円形のシートボディでAIRおよびMETAL部分を作成し、外導体(AIR部の外周)と内導体(METAL)

の間を最短の直線で結んだ転写用ボディを定義して積分路の境界条件を設定しています。

この積分路は電位差を計算し、特性インピーダンスの算出を行う場合に用います。

 

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/Sheet

METAL

003_銀Ag※

1/Sheet

AIR

000_空気※

2/Wire

転写用ボディ

 

※材料データベースを利用

境界条件

外導体として外部境界条件に電気壁が設定されています。

また特性インピーダンス算出のために積分路が転写用ボディに設定されています。

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

INTEG/Edge

電気

積分路

 

外部境界条件

電気

電気壁

 

解析結果

テーブルに解析結果が出力されます。

特性インピーダンスは66.3[Ω]、位相定数βは21.0という結果となっており、理論式による結果に

良く一致(理論式による結果: Z0=65.9[Ω]、β=21.0)しています。

 

電界および磁界分布の解析結果を以下に示します。(上図:電界ベクトル、下図:磁界ベクトル)

 

 

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