電磁界解析によるミリ波レンズの設計事例

目的

背景

  • ミリ波レンズは、レンズの直径や厚さ、素材、曲率半径などの特性によって、アンテナに鋭い指向性を持たせることができる。

目的

  • ミリ波帯の凸レンズと平凸レンズに対して電磁界シミュレーションを実施し、各レンズの集束特性を比較した。

使用する解析ソフト

  • 3次元電磁界シミュレータ XFdtd を使用する。

解析条件

  • 解析モデルについて、凸レンズモデルは、周波数77GHz、焦点距離25mmで設計し、半径30mm、高さ10.9mmで作成する。
  • 一方、平凸レンズモデルは、凸レンズモデルの上に2mmの円盤を配置することによって作成する。
  • 図1に各レンズモデルを示す。

 

xf_mmwave_convex_lens_model
図1:解析モデル(左:凸レンズ、右:平凸レンズ)

解析結果

  • 図2に凸レンズ、平凸レンズに対して上(Z)方向から77GHzの平面波を入射した場合の定常電界を示す。
  • 平凸レンズの方が凸レンズより集束能力が若干向上していることがわかる。

 

xf_mmwave_convex_lens_result
図1:定常電界(左:凸レンズ、右:平凸レンズ)

まとめ

  • ミリ波レンズに対してFDTD法による電磁界シミュレーションを実施して、集束特性を評価した。
  • 3次元電磁界シミュレータ XFdtd を用いた。

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