電磁波解析 荷重条件の自動設定機能を用いた解析(TEM波編)

概要

Ver8.0以前のPHOTO-WAVEjwでは、荷重条件として節点に電場(3成分)を設定するか、要素に電流密度(3成分)を設定する必要がありました。 例えば図1に示すように、同軸ケーブルに電場を設定する際には、各節点の座標値から各電場成分を設定する必要があり、 ユーザーにとっては面倒な作業となっていました。

解析対象
Ver8.2(次期バージョン)ではこれらの荷重条件を自動的に設定する機能を追加しました。ユーザーは同一平面上にある節点の集合を指定し、 あとはいくつかのパラメータを入力するだけで、プログラムは各節点での電場を計算し、それを荷重条件として設定します。

設定方法

荷重条件の自動設定機能を使う場合は、荷重(電場)を設定したい平面上の節点にポートを指定します。次に図2に示す画面から、 想定する電磁波のモードとしてTEM波を選択します。
解析対象
 TEM波で入力するの場合は、入力ポートの設定のほかに、入力ポート上の節点の一部に電位を指定する必要があります。図3に同軸ケーブルのケースを 例に荷重条件の設定の仕方を示します。図3では同軸ケーブルの断面上の全ての節点が入力ポート(赤丸)として指定されています。 また外側の境界上の節点に荷重条件として1[V]の電位を、また内側の境界上の節点に0[V]を指定しています。このようにTEM波の場合は、 高圧側と低圧側の最低2つの荷重条件が必要になります。

解析対象

[同軸ケーブルの解析(TEM波)] 解析条件

誘電体と金属から構成された同軸ケーブルに対してTEM波を入力します。

物性条件(誘電体) 比誘電率(実部) 2.3 比誘電率(虚部) 0.0
比透磁率(実部) 1.0 比透磁率(虚部) 0.0
解析条件 周波数 1.0GHz , 4分の1モデル
入力条件 入力ポートに対してTEM波を設定
境界条件

・金属板との境界に完全導体の条件(対称境界条件:青丸)

・入力ポートとは反対側の境界に吸収境界を設定

解析対象

[同軸ケーブルの解析(TEM波)] 解析結果

図5.ポート設定面電場ベクトル図[V/m]




図6.電場強度(実部)[V/m]




図7.電場強度(虚部)[V/m]




図8.電場強度(絶対値)[V/m]




[フィーダー線の解析(TEM波)] 解析条件

誘電体中の平行な2本の導体のうち、一方を1[V]、他方を0[V]としたときの電磁波の伝播を解析します。 導体表面を対称境界とし、境界面上の節点に電位を設定します。

物性条件(空気) 比誘電率(実部) 1.0 比誘電率(虚部) 0.0
比透磁率(実部) 1.0 比透磁率(虚部) 0.0
物性条件(誘電体) 比誘電率(実部) 2.3 比誘電率(虚部) 0.0
比透磁率(実部) 1.0 比透磁率(虚部) 0.0
解析条件 周波数 2.0GHz , 2分の1モデル
入力条件 入力ポートに対してTEM波を設定
境界条件

・導体との境界に完全導体の条件(対称境界条件:青丸)

・入力ポートとは反対側の境界に吸収境界を設定

解析対象

[フィーダー線の解析(TEM波)] 解析結果





















[同軸−導波管接続(TEM波)] 解析条件

同軸ケーブルを導波管に接続し、同軸ケーブルからTEM波で入力します。

物性条件(空気) 比誘電率(実部) 1.0 比誘電率(虚部) 0.0
比透磁率(実部) 1.0 比透磁率(虚部) 0.0
物性条件(誘電体) 比誘電率(実部) 2.3 比誘電率(虚部) 0.0
比透磁率(実部) 1.0 比透磁率(虚部) 0.0
解析条件 周波数 9.0GHz , 2分の1モデル
入力条件 入力ポートに対してTEM波を設定
境界条件

・金属板との境界に完全導体の条件(対称境界条件:青丸)

・入力ポートとは反対側の境界に吸収境界を設定



解析対象

[同軸−導波管接続(TEM波)] 解析結果