アンテナセットアップ
図1: 8x8アレイ・パッチのレイアウトを示すアンテナ形状の上面図。
アンテナ形状は、52.5×52.5mmの誘電体シート（誘電率＝2.2、損失正接0.0009、厚さ0.254mm）を導電性のグランドプレーンで裏打ちし、その上に8×8の64個のパッチエレメントを配置したものである。各パッチは3.4025mm角で、28GHzで半波長（約5.36mm）間隔となっている。誘電体シート上のパッチ・レイアウトを図1に示す。各アンテナの給電点は、パッチの中心から水平方向に0.75 mmオフセットされています。28GHzの正弦波が各パッチで使用され、位相オフセットは調整可能で、メインビームの希望する方向に基づいて決定されます。θd,φdの方向に集束したビームの素子の位相を決定するために広く使われている式は次の通りです 。
Wn= exp{-j(2π/λ) sin(θd)[xncos(φd) +ynsin(φd)]}である。
ここで、xnと ynは アレイの左下隅にある初期パッチを基準とした各パッチのフィードの位置（メートル単位）であり、wn は (xn,yn) に位置するエレメントの位相シフトである。XFdtdでは、これらの位相は、図2に示すように、パラメータを使用して各フィード要素に割り当てられており、位相シフトはパラメータ名で定義されています。
図2：パッチ・フィードのソース定義の一例。位相シフトを変数として設定し、希望するビーム方向に応じて調整できるようにしたもの。
結果
このアレイでシミュレーションを行い、異なる位相条件で可能なゲインパターンを決定した。 度、度（度）方向に向けて度数で度数の度数で度数（度数（度）方向に対して度数（度数を度数（度数（。 この結果、最大利得は23dBi強、3dBのビーム幅は12度強となり、図3の主平面の1つを通るラインプロットで示された。 The same pattern is shown over the CAD drawing of the antenna in three dimensions in Figure 4. 20°、90°）にビームを向けるように位相を調整した結果、ピーク利得は22.9dBiにわずかに低下し、ビーム幅は約13.2°に広がりました（図5の3次元図）。 方向（45°、40°）でアレイのコーナーにビームを掃引すると、ピーク利得は21.7dBiに低下し、ビーム幅は適度に広がります（図6）。 位相を変えて水平方向にビームを向けると、元のパッチアンテナのパターンによってアレイは限界に達し、大きなサイドローブを持つゲインプロットが形成されます。 図7では図7では図7では図7では図7では図7では図7では図7では図7では図7では図7（ー10度ステップでー水平方向からー50度ステップ。
図3：すべてのパッチに等振幅で同相給電した場合の、アレイパターンの断面における利得の折れ線プロット。ピークゲインは23dBi強、3dBビーム幅は約12度。
図4：すべてのパッチに等振幅で同相給電した場合の8×8アレイの3次元ゲインパターン。
図5: 8x8アレイの3次元ゲインパターン（メインビームを(20°, 90°)に向けるようにパッチを位相調整した場合）。
図6：メインビームを（40°、45°）に向けるようにパッチを位相調整した場合の8x8アレイの3次元ゲインパターン。
図7: (0°, 90°)から(50°, 90°)まで10度刻みでビームを導くように位相調整を設定した場合の、8x8アレイからの6つのゲインパターンの3次元ゲインパターン。
ャ ン プ ル の ャ ン プ ル に ャ ン プ ル の ャ ン プ ル の ャ ン プ ル で ャ ン プ ル の ャ ン プ ル で ャ ン プ ル の ャ ン プ ル の ャ ン ン プ ル の ャ ン ン プ ル の ャ ン ョ ン の ャ ン プ ル のー 度から度、度（度アレイの度78％から度90度、度アレイの度90度（度アレイの度78％から度90度C
サブアレイの性能を調べるため、4x4、2x2、1x2の素子アレイの典型的な結果を見つけるために、いくつかの単純なケースをシミュレーションした。 これらのシミュレーションはすべて、パッチに同位相の信号を与えて行った。 図8と図9に図8は図9はメインアレイの図9に図8は図9は図8は図9 メインアレイの図8、図9 メインアレイの図8、図9 メインアレイの図8 メインアレイの図8 メインアレイの図9 ー図8とー図9 アレイのー端とー中央のー端のー端のー中央のー中央のー端のー2 側のー中央のー端のー2 矩形ー中央のー中央ー矩形ー矩形ー矩形ー矩形ー矩形ー ー メインアレイのー中央付近のー1ー1ー 1x2サブアレイのー典型的なー図10。
図8：メインアレイの1象限に4×4素子のサブアレイを配置した場合の3次元ゲインパターン。
図9：メインアレイの一角にある2x2のサブアレイ素子の3次元ゲインパターン。
図10：メインアレイの中央付近に1x2のサブアレイを配置した場合の3次元ゲインパターン。
アレイの全体的な性能を判断するために、可能なすべての位相の組み合わせをシミュレートするのは非効率的です。 しかし、XFdtdのマクロプログラムでは、個々の素子の位相を掃引することで、アレイからすべての角度におけるゲインレベルを完全に調べることができます。 その結果、実効等方性放射電力（EIRP）の累積分布関数（CDF）がプロットされます。 EIRPは、等方性放射体と比較して、アンテナがある方向に放射できるパワーを示すものです。 このプロットは、与えられた入力電力レベルに対して0dBi以上の利得を持つファーゾーン球の面積の割合を決定するために使用することができます。 一般的に、モバイル機器の入力レベルとしては、23dBmWの電力レベルが使用される。 8x8アレイ全体のCDFを作成すると、23dBmWレベルは約0.225分率面積（図11）であり、ファーゾーン球の77.5%（1 - 0.225 = 0.775）が0dBi以上の利得で照明できることがわかります。 4x4サブアレイ（図12）は、23dBmW入力パワーで64.3%のカバレージを持つ。 同様のプロットは、2x2サブアレイ（図13、50％）、メインアレイ中央付近の1x2サブアレイ（図14、40.2％）にも示されている。 ここに示した以外にも多くのサブアレイが可能であり、システムのニーズによっては価値があるかもしれない。
図11: 8x8アレイ全体のEIRPのCDFプロットは、23dBmWの入力電力に対して、ファーゾーン球の77.5%にわたって正の利得を示している。
図12：メインアレイの1象限に配置された4x4サブアレイのEIRPのCDFプロット。23dBmWの入力電力に対して、ファーゾーン球の64.3%にわたって正の利得を示す。
図13：メインアレイの一角に配置された2x2サブアレイのEIRPのCDFプロット。入力電力23dBmWに対して、ファーゾーン球の50％以上で正の利得を示す。
図14：メインアレイの中央付近に配置された1x2サブアレイのEIRPのCDFプロット。入力パワー23dBmWに対して、ファーゾーン球の40.2%にわたって正のゲインを示す。
