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例題６ 平面アンテナ
本例題について
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誘電体基板上に形成した平面アンテナのアンテナ特性を解析した事例を示します。
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アンテナの入力ポートにおける反射損失特性（S11)を解析結果として確認することができます。
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表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
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フィールドデータの出力をOFFにしています。
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フィールドデータの出力をOFFにすると結果ファイルの容量を節約できます。
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プロジェクトファイルを取得（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）
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Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。
解析空間
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項目 |
条件 |
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解析空間 |
3次元 |
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モデル単位 |
mm |
解析条件
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項目 |
条件 |
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電磁波解析[Hertz] |
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解析の種類 |
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解析オプション |
出力するフィールドデータの指定：出力しない(*) |
* 本例題では反射特性のみ知りたいので、フィールドデータは不要のため出力しないを選択しています。
フィールドデータを出力しないので結果ファイルの容量を節約できます。
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。
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タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
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要素の種類 |
２次要素 |
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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 |
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周波数依存メッシュの設定 |
参照周波数：10×109[Hz]
本例題では導体のソリッドボディはありませんので、 上の周波数依存メッシュの設定のチェックの有無は解析には影響しません。 |
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調和解析 |
スイープタイプ |
等間隔 分割数 をチェック |
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スイープ値 |
最小 1×109[Hz] 最大 10×109[Hz] 分割数： 200 |
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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 |
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入力 |
1.0[W] |
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開放境界 |
種類 |
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吸収境界の次元 |
1次 |
モデル図
円板上の基板（sub）の表面にシートボディでアンテナパターン（METAL)を構成し、それを覆うように半球形状の
空気部（AIR)を定義しています。空気部の球面上には開放境界（OPEN)、アンテナの給電部には転写用ボディを
定義し、入出力ポートの境界条件を設定しています。また、基板(sub)の裏面には外部境界条件の電気壁を
設定しています。
ボディ属性および材料定数の設定
Body属性として、電極（METALボディ）の厚みを入力することができますが、電極の厚みは解析に影響を与えません。
（関連情報：解析条件、電磁波解析タブ、面（辺）電極の厚みの影響を考慮する）
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ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
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0/Solid |
AIR |
000_空気※ |
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1/Sheet |
METAL |
003_銀Ag※ |
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2/Solid |
sub |
006_ガラスエポキシ※ |
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3/Sheet |
METAL |
003_銀Ag※ |
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4/Sheet |
転写用ボディ |
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※材料データベースを利用
境界条件
基板（sub）の裏面および周囲にはグランド電極として外部境界条件の電気壁を設定しています。
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境界条件名/トポロジ |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
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PORT/Face |
電気 |
入出力ポート |
積分路： Path1を設定 基準インピーダンス：指定する、５０Ω
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： 自動 モードの選択：チェックしない |
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OPEN/FACE |
電気 |
開放境界 |
解析条件の開放境界タブにて設定 |
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外部境界条件 |
電気 |
電気壁 |
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解析結果
パッチアンテナ給電部における反射特性（Sパラメータ）の解析結果を示します。
約5.6GHzにおいて整合が取れている事が分かります。
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表示方法
[結果表示]タブの
の[特性値チャートの表示]
の右横の▼を押下し、[S(Y)パラメータグラフ]を選択します。
アンテナの5.59[GHｚ]での放射電力指向性、効率の解析結果を以下に示します。
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表示方法
[結果表示]タブのの[特性値チャートの表示]の右横の▼を押下し、サブメニューから[指向性](グラフ)を選択します。
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詳細は「[簡易モード]電磁波指向性計算」を参照してください。