この例では、RemcomのRotman Lens Designer (RLD)ソフトウェアで設計されたマイクロストリップRotmanレンズを、カスタマイズされたスクリプトとXACT Accurate Cell Technologyメッシュ機能を使用して、XFdtdでシミュレーションします。オリジナルのレンズ設計は、16 GHz Rotman Lens Exampleにあります。まずレンズ単体でシミュレーショ ンし、次にパッチアンテナのリニア 1x16 アレイをレンズの出力ポートに追加して、より完全な解析を行います。いずれの場合も、レンズからの放射パターンを、設計を最適化する際にRLDソフトウェアで開発したアレイ係数と比較します。
レンズのみ
RLDのレンズは7ビームポート、16アレイポート、中心周波数16GHz。レンズはマイクロストリップ設計で、システムインピーダンスは50Ω、出力の素子間隔は半波長です。セットアップにはスクリプトを使用し、インポートしたレンズを図1に示します。左側がビームポート、右側が出力（アレイ）ポート、上下が側壁に取り付けたダミーポートです。レンズ構造に対してXACTメッシュ機能を有効にすると、図2のいくつかのアレイラインの拡大画像に見られるように、メッシュは曲面に沿って正確にマッピングされます。このレンズのセルサイズは1mmです。
図1：RLDから輸入されたロットマンレンズのデザイン。
図2：XACTを使用したレンズのメッシュ。
まず、16GHzの中心変調ガウシアンパルスをセンタービームポートに照射し、レンズをシミュレートする。これにより、出力にセンタリングされたビームが生成されるはずである。シミュレーション後、入力ポートのリターンロスを周波数に対してプロットすると図3のようになります。XFdtdによって計算されたレンズのセンタービームのアレイファクターと、オリジナルのRLD設計によるアレイファクターを比較したのが図4です。また、スクリプトを使用して、中心周波数におけるアレイポート全体のSパラメータの大きさと位相をプロットし、レンズの性能を検証しました。図5に示すように、アレイ・ポート間の出力は、センター・ビーム・ポートがアクティブである場合に予想されるように、ほぼ水平です。
図3：センター・ビーム・ポートがアクティブの場合のアクティブ・ポートでのリターン・ロス。
図4：センターポートアクティブのアレイファクター。
図5: 各アレイポートの用中心周波数における度。
レンズのビームスキャンを実証するため、2つ目のシミュレーションを1つ目のビームポート（左下）をアクティブにして実行します。この場合、ビームは設計で定義されたスキャン角16度だけオフセットされ、図6に見ることができます。図7と図8は、中央（図7）と左下（図8）のビームポートがアクティブな場合のレンズ表面の伝導電流の違いを示しています。出力ポートでの電界の到達時間の変化により、ビームの走査を担う位相シフトが設定される。
図6：下側のポートがアクティブの場合の16度シフトのアレイファクター。
図7：ポート4がアクティブの場合の時間領域の導通電流。
図8：ポート1がアクティブの場合の時間領域の導通電流。
1x16パッチアレイ付きレンズ
次に、パッチアンテナのリニア1x16アレイをレンズの出力に追加します。パッチアレイを取り付けたレンズの形状を図9に示します。アンテナが複雑なため、このシミュレーションではセルサイズを0.5mmに縮小しています。センタービームポートをアクティブにしたシミュレーションに続いて、パッチアレイの放射利得パターンをプロットします。この利得パターンをRLDアレイファクターに対してプロットしたのが図10です。RLD利得パターンは、RLDアレイファクターのデータにXFdtdシミュレーションのピーク利得を加えて作成したものです。
図9：リニア1x16パッチアンテナアレイ付きレンズの形状。
