OpenFDTD グランドプレーンアンテナの解析
- atliqu
- 2022年4月16日
OpenFDTDを使ってグランドプレーンアンテナを解析してみた。
オリジナルのモデルは、3GHzのグランドプレーンアンテナ。 OpenFDTDのサンプルとして提供されているもの。
厚さ2mmで、一辺が30mmの完全導体の上に、長さ25mmの完全導体のエレメントを垂直に立てたもの。
垂直偏波の放射パターン。 完全導体のグランドプレーンだけど、大きさが有限なので、グランドプレーンの裏側にも電波が放射されている。 ちなみに、FDTDでは、無限大のプレーンはシミュレーションできないらしい。
次に、グランドプレーンを実際の地表面にしてシミュレーションしてみた。
地表面の物性値は、比誘電率5.0、導電率1mS/m、比透磁率1.0とした。
水平方向のゲインは、完全導体より若干増えている。
次に、四方向にラジアルを張った場合をシミュレーションしてみた。
ラジアルの長さは、25mm。
水平方向のゲインは、完全導体のグランドプレーンの場合より大きく、リアルグラウンドの場合より小さい。
次に、グランドプレーンもラジアルもない場合のシミュレーションをしてみた。
エレメントの長さは、25mm。
ゲインが一番大きくなった。
このシミュレーション結果を信じると、グランドプレーンのない１／４λのアンテナが一番ゲインが大きいということになる。
予測していた結果は、完全導体＞ラジアル＞地表面＞プレーン無しだったけど、全く逆の結果になってしまった。 何かが違っているんだろうな．．。