この例は、XFdtdによるSARとインピーダンスの計算を検証するためのもので、もともとは1990年代後半にEricsson Radio Systemsの担当者がかなり前のバージョンのソフトウェアを使用して実施したものです[1]。ーXFdtdをーXACT Accurate Cell Technology®をーダイポールのーダイポール
形状は、液体で満たされた球形のボウルからなり、ボウルの真下に置かれ、ボウルの片側にオフセットされたダイポールアンテナからの放射にさらされている。ダイポールの中心間隔（パラメータ "h"）が 5 mm の場合の構成を図 1 に示す。シミュレーションは835MHzで行われ、ボウルからのダイポールの離隔距離を5mmから50mmまで増加させ、SARとインピーダンスへの影響を観察した。ダイポールの一端がボウルの真下に来るようにダイポールをオフセットした二次的な位置もシミュレーショ ンし、図2に示す。
図1：ダイポールを中央に配置し、分離距離を5mmに設定したジオメトリのCADレンダリング。
図2：ダイポールを右にオフセットし、分離距離を25mmに設定したジオメトリのCADレンダリング。
アンテナは、ジオメトリの形状に正確に適合する XACT 機能を使用してメッシュ化されています。アンテナのフィー ドの詳細図を図3に示し、ダイポールアーム間のソース励振が強調されています。ジオメトリのベースメッシュサイズは2.5mmで、リファレンスで使用されているサイズと一致しています。この例では、SARをより正確に記録するために、セルをボウルの中央に直接配置するようにメッシュを調整しています。このメッシュ調整により、ダイポールの給電位置がわずかに中心から外れ、インピーダンスの結果に若干の影響を与える。元の論文ではバランはシミュレーションに含まれていませんでしたが、この例では含まれていることに注意してください。メッシュの断面図を図4に示します。
図3：XACTメッシュにおけるダイポールの給電領域の詳細図。
図4：メッシュの断面図。
835MHzの正弦波信号がダイポールアーム間に印加され、シミュレーションはフィールドエネルギーの変動がピークレベルから-40dB以下の定常状態に達するまで行われる。シミュレーションはNVIDIA C1060 Tesla GPUカードで実行され、各ダイポールの位置には約1分かかり、ボウルからのダイポールの離隔距離に依存します。なお、参考論文で行われたオリジナルのシミュレーションでは、1990年代の最新機器を用いて5時間以上を要した。
シミュレーション後、ダイポールへの入力電力を調整し、全ての結果において1ワットの電力がアンテナに供給されるようにした。ボウルの断面を通した結果のSARは、ダイポールの中心がボウルの底から5mmの場合の図5に示されている。ボウル中央の底面を起点とし、液面に向かって伸びるSARの線図が測定結果と比較され、良い一致を示しています。図6では、アンテナをボウルの中央に配置し、3つのダイポールの距離に対するSARをプロットしています。
図5：ダイポールを中心に置き、離隔距離を5mmに設定した球の断面を通るSAR。
図6：ダイポールの3つの離隔距離における、球の中心線に沿った距離の関数としてのSARの測定結果とシミュレーション結果の比較。
SARは、中央ダイポールの場合、ボウルの底面から30mmと50mmの高さの水平面にプロットされる。これは図7と図8に示されており、分布とSARレベルは報告書の測定データとよく一致している。
図7：ボウルの底面から30mmの高さにおける水平面でのSAR（中心ダイポール、離隔距離5mm）。
図8：ボウルの底面から50mmの高さにおける水平面内のSAR（中心ダイポール、離隔距離5mm）。
インピーダンスは、異なるダイポール位置でもサンプリングされる。表1は、7つの異なる試験位置のダイポールインピーダンスを測定値と比較したものである。図 9 では、中央のダイポールのインピーダンスをボウル底からの離隔距離の関数としてプロットしている。測定データとの比較は良好である。
表1：ボウルに対するダイポールのいくつかの位置におけるインピーダンスの測定値とシミュレーション値の比較。パラメータhはボウル底面からの離隔距離を表す。中央の位置はダイポールの給電点がボウルの中央にあり、右の位置はダイポールの一端がボウルの中央の真下にある。