FDTD法による3次元過渡応答解析 八木・宇田アンテナの解析

概 要

 八木・宇田アンテナは、短い素子からなる導波器と、長い素子からなる反射器およびその中間に位置する輻射器(給電部)から構成される指向性を持ったアンテナです。八木・宇田アンテナに平面波の電磁波が入射したときの解析を行います。総ボクセル数(メッシュ数)は、12,288,000です。アンテナ素子は完全導体として扱います。図1〜図2に解析の概要を示します。

図1:アンテナと領域解析

                    図1:アンテナと解析領域

図2:アンテナ拡大図

                    図2:アンテナ拡大図

解析条件

○入力条件
入力条件はPHOTO-FDTDの外場の機能を用います。いま外場としてy方向に一様に偏向した平面波を与えます。振幅は規格化されているものとし、強さ1で与えます。周波数は500MHzとします。

○境界条件
PHOTO-FDTDではアンテナによって散乱された電磁界(散乱波)について計算を行います。したがって境界条件はすべての境界面に対して、無反射境界条件を設定します。

解析結果

図3に散乱波の電界強度を示します。電磁波は導波器によって強度を増幅しながら前方(-x方向)に伝播し、また反射器によって一部が反射されることにより、給電部付近での電界強度は強くなっています。

図3:解析結果
                  図3:解析結果 電界強度