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応用例

スロット付き導波管アンテナの放射パターンシミュレーション

プロジェクトファイルのリクエスト

この例では、複合右/左利き(CRLH)導波管と不等間隔スロットで構成された複合アンテナを示します[1]。このアンテナには、WR-90 導波管が給電され、この導波管はデバイスの底部から入力されます。入力ポートの後、整合遷移領域が CRLH 導波路を伝搬する電界を修正する。CRLH 導波路には等間隔に並んだ多数のユニットセルがあり、それぞれに電界伝搬用の小さな開口部がある。放射は導波管のトッププレートにある 6 つの傾斜したスロットを通して行われる。スロットの間隔と各スロットの傾斜角は様々である。

XFdtdのCADベースのジオメトリを図1に示すが、入力ポートは左と下にあり、CRLH導波路は右に伸びている。図1の図11上部に図11上スロットの矩形。スロットの詳細図を図2に示しますが、XFdtdメッシュも見えています。スロットはFDTDグリッドと一直線上にない複雑な形状をしているため、XACT Accurate Cell Technologyメッシュ機能を使用して、スロットの寸法と向きを正確にメッシュ化しています。図 3 では、TE10 モードを適用した導波管底部の入力ポートを示しています。導波管内部のカットアウェイ・メッシュ図を図 4 に示します。

図1CRLH導波管と放射スロットを示すXFdtdで作成した形状のCAD図。

図1:CRLH導波管と放射スロットを示すXFdtdで構築した形状のCAD図。

図2XACTでメッシュ加工された回転スロットの詳細図。

図2:XACTでメッシュ加工された回転スロットの詳細図。

図3導波管励起の入力ポートを示すデバイスの底面図。

図3:導波管励起の入力ポートを示す装置の底面図。

図4内部のCRLHセルを示す装置の断面メッシュ図。

図4:内部のCRLHセルを示す装置の断面メッシュ図。

ジオメトリは、カラーフィールド画像をよりよく表示するために、構造を囲む大きな境界でメッシュ化されています。メッシュ化されたジオメトリのシミュレーションに必要なメモリは約 268 MB で,NVIDIA C1060 Tesla GPU カードで 6 分強で実行されます.

この例で最も興味深いのは、デバイスから得られる放射パターンである。中心周波数10GHzにおけるアンテナからの3次元利得パターンを、デバイスをパターンの中心に置いて図5に示す。H面とE面の利得は図6と図7に示されています。アンテナのトッププレートに沿った伝導電流を図8に示す。図 9 には、導波管から放射される過渡電界が、ある時間において示されています。

図510GHzにおけるアンテナの3次元放射パターン。

図5:10GHzにおけるアンテナの3次元放射パターン。

図610GHzにおけるH面放射パターン。


図6:10GHzにおけるH面放射パターン。

図710GHzにおけるE面放射パターン。

図7:10GHzにおけるE面放射パターン。

図810GHzにおける導波管上面の伝導電流のベクトル表示。


図8:10GHzにおける導波管上面の伝導電流のベクトル表示。

図9デバイスの断面における過渡電界のイメージ。

図9:デバイスの断面における過渡電界のイメージ。

参考文献

  1. S.Liao, J. Wang, Y. Chen, W. Tang, J. Wei, J. Xu, and Z. Zhao, "Synthesis, Simulation and Experiment of Unequally Spaced Resonant Slotted-Waveguide Antenna Arrays Based on the Infinite Wavelength Propagation Property of Composite Right/Left-Handed Waveguide,"IEEE Trans.Antenna Propag., Vol.60, July 2012, pp.3182-3194.

 

プロジェクトファイルのリクエスト

このアプリケーション例にご関心をお寄せいただき、ありがとうございます。スロット付き導波管アンテナの放射パターンシミュレーションのプロジェクトファイルをダウンロードするには、以下のフォームにご記入ください。