この形状は、Mohammod Ali, G. Yang, and R. Dougalによる論文 "A New Circularly Polarized Rectenna for Wireless Power Transmission and Data Communication" [1]に由来する。パッチの形状は図1に詳しく示されている。
図1：公開されたアンテナの概略図
重要なパラメータのほとんどは本文中に示されているが、2つの重要な情報が省略されている。同軸導体の半径も、給電の水平方向の位置も言及されていない。図 2 に示すように、スケッチツールと制約ツールを使用して、論文で概説されているのと同じパラメータを使用してパッチの形状を作成します。フィードの半径と水平方向の位置を制御するために新しいパラメータが追加されています。
図2：XFdtdのアンテナ
ー 0.5 x 0.5 x 0.3175 mm のー 0.5 x 0.5 x 0.3175 mm のー 0.1 x 0.1 mmのー 0.1 x 0.1 mm のー 0.5 x 0.3175 mm のー 0.5 x 0.5 x 0.3175 mm のー スモールセルの使用を局所化するため、同軸ケーブルの中心導体上に自動固定点を採用。CPMLの外側境界条件を使用し、構造全体を30セルで囲む。
簡単なパラメトリック解析を行い、給電半径と水平方向の位置がリターンロスに与える影響を調べた。水平方向の位置決めとは、この場合、パッチの中心からのオフセットとして定義される。図3、4、5は、これらの変数の影響を示しています。この解析により、フィード半径0.05mm、フィード位置0.16mmが残りの解析に選択されました。XFdtdに内蔵されたスクリプト言語を使用して、測定されたリターンロスを論文から読み込み、図6にシミュレーション結果と並べてプロットします。
図3：リターン・ロス対フィード半径
図4：給電位置に対するリターンロスの初期調査
図5：リターンロス対給電位置の最終調査
図6：シミュレーションと実測の比較
3D放射パターンを得るために、5.5GHzでの定常CWシミュレーションを行った。図7と図8は、それぞれファイとシータの結果の2D極座標図である。図9～図13は、それぞれ3Dでのトータル、シータ、ファイ、LHCP、RHCP利得を示す。
図7：φ＝0度におけるφとθのゲイン
図8：φ＝90度におけるφとθのゲイン
図9：トータルゲイン
図10：シータ・ゲイン
図11：ファイ・ゲイン
図12：LHCPゲイン
図13：RHCPゲイン
参考
-
M.Ali, G. Yang, and R. Dougal. "A New Circularly Polarized Rectenna for Wireless Power Transmission and Data Communication". IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol.4, pp.205-208, 2005.
