この例では、図1と図2に示すように、コーナーリフレクタ内に300MHzの半波長垂直ダイポールを配置した。コーナーリフレクタは一辺が5m（300MHzで5波長）の直交する3枚の板で形成されている。垂直ダイポールの中心は3枚の板の中心点より上にある。これにより、ダイポールのフィードは各プレートから2.5波長となる。このテストケースに対して3つのバリエーションがモデル化されている。
- 完全導電性の薄い金属板
- 完全導電性の金属板の両面を14cm厚の誘電体コーティング（比誘電率＝4、導電率＝0.1S/m）で覆った。
- 厚さ28cmの誘電体プレート（比誘電率＝4、導電率＝0.05S/m）。
XGtdのファーゾーン機能により、一定の極角θ、または一定の方位角φの円上でdBi単位のアンテナ利得を計算することができます。θとφの角度は従来の球面座標系を用いて定義されています（図3参照）。θ偏波利得は、一定のφ＝0、45、90、135度の4つの円と、一定のθ＝45、90、135度の3つの円、合計7つの円で比較される。XGtd遠帯域利得の結果は、セルサイズ5.556cm（300MHzで18セル/波長）を用いたFDTD計算と比較した。
図1にコーナーリフレクターの形状を示す。各プレートは300MHzで一辺5波長を測定している。ダイポール（図示せず）はプレートの中心点から2.5波長上に位置している。ダイポールの長さは300MHzで半波長である。
図2において、緑の枠はダイポールの中心の位置を示している。垂直の白線は参考のために入れたもので、モデルの一部ではない。
図3は、XGtdで使用されている球座標系を示している。
金属板のファーゾーンアンテナ利得結果
XGtdのフル3Dモデルを使用して、完全導電性金属板で作られたコーナーリフレクタのファーゾーンと受 信パワーの結果を、最大2回の反射と1回の回折で計算した。受信機の水平円弧と円弧上の受信機までの伝搬経路の受信電力を図 4 に示す。ファーゾーンの結果は、図 5、図 6、図 7、図 8、図 9、図 10、および図 11 で全波 FDTD の結果と比較されています。
図5
図8
用金属板を用遠帯域アンテナ利得結果
XGtdは、UTDの適用範囲を完全導電性の金属表面以外にも拡張するUTDの修正バージョンを実装しています。この例では、損失性の誘電体層でコーティングされたプレートの反射と回折をモデリングするXGtdの機能を示しています。コーナーリフレクターの遠帯域と受信電力の結果は、XGtdのフル3Dモデルを使用して、最大2回の反射と1回の回折で計算されました。受信機の水平円弧と、円弧上の受信機の 1 つまでの伝搬経路の受信電力を図 4 に示す。ファーゾーンの結果は、図 13、図 14、図 15、図 16、図 17、図 18、および図 19 で全波 FDTD の結果と比較されています。
損失性誘電体プレートのファーゾーンアンテナ利得結果
損失性の誘電体プレートで構成されたコーナーリフレクタをモデリングすると、この例の複雑さが増します。反射と回折を損失性材料でモデリングすることに加えて、正しいファーゾーンの結果を得るためには、誘電体プレートを通る透過の正確なモデリングが必要です。ファーゾーンのアンテナ利得と受信電力は、XGtdのフル3D伝搬モデルを使用して、反射2回、透過1回、回折1回で計算しました。水平円弧の受信電力と、円弧に沿った単一レシーバーへの光線路を図 20 に示す。この図では、損失性誘電体板を介したエネルギーの伝送が明瞭に見られる。ファーゾーンの結果は、図21、図22、図23、図24、図25、図26、図27でFDTD結果と比較されています。
結論
3つのケースすべてにおいて、XGtdのファーゾーンアンテナ利得の結果は、全波FDTDの結果と良い一致を示しています。パターンの一般的な形状と大きさは、XGtdの解で捉えられています。XGtdは、最大2回の反射、1回の回折、1回の透過（誘電体板の場合）を受ける経路の影響しか含まないため、パターン間に違いが存在します。FDTDはマクスウェル方程式を直接解くため、形状が十分な解像度を持つメッシュで表現されていれば、関連するすべての相互作用を含みます。最大2回の反射と1回の回折の経路のみを考慮した場合でも、XGtdはFDTDの結果とほぼ一致し、これらの経路がファーゾーン場の主な要因であることを示しています。
