有限要素法による電磁界シミュレーション: マイクロ波回路・アンテナ設計・EMC対策

平野 拓一

2020年9月 · 近代科学社Digital

この電子書籍について

本書は，有限要素法で電磁界シミュレーションを行う際に必要とされる，検証方法や手順などの知識をまとめた書籍です。
まず，電磁界の物理的性質およびマイクロ波やアンテナ工学の基礎知識を説明し，次に最低限の数式を用いて，有限要素法による電磁界シミュレーションの原理を説明します。続いて，電磁界シミュレータCOMSOLを用いた実際のシミュレーションの流れ，豊富な例題・解析例，またEMC対策電磁界シミュレーションを応用する手法などの解説を行います。
図を多数掲載し，丁寧な記述を心がけました。
【目次】
第1章 電磁界シミュレーションのための基礎知識
1.1 マクスウェルの方程式
1.2 電磁波の性質
1.3 解析の種別
1.4 マクスウェル方程式の時間変化項の近似
1.5 解析問題の次元
1.6 電磁界解析アルゴリズムの種類

第2章 マイクロ波回路とアンテナの基礎
2.1 集中定数と分布定数
2.2 分布定数線路
2.3 Zパラメータ/Yパラメータ/Sパラメータ
2.4 伝送線路
2.5 アンテナ
2.6 散乱問題
2.7 固有値問題

第3章 有限要素法(FEM)の原理
3.1 有限要素法の歴史
3.2 有限要素法の定式化
3.3 境界条件と励振モデル

第4章 FEMシミュレータ利用の勘所
4.1 シミュレーションの流れ
4.2 ダイポールアンテナの解析例

第5章 規範問題と解析例
5.1 励振解析
5.2 導波路解析
5.3 共振器解析

第6章 EMC対策のための電磁界シミュレーション
6.1 EMCについて
6.2 不要放射の原因
6.3 不要放射の評価について
6.4 EMC対策のための電磁界シミュレータ活用例
6.5 シグナルインテグリティ／パワーインテグリティのための電磁界シミュレータ活用例
6.6 まとめ

付録A 有限要素法の理論の補足
付録B 1次元問題による電磁界解析のための有限要素法の説明

著者について

平野 拓一（ひらの たくいち）
東京都市大学　理工学部　電気電子通信工学科　准教授
博士（工学）

1998年名古屋工業大学工学部卒。
2000年東京工業大学大学院理工学研究科修士課程卒。
2002年東京工業大学助手。2007年同助教。2018年より現職。

　専門は，電磁界シミュレーション，アンテナ・マイクロ波工学，無線通信工学。著書に『高周波対応部材の開発動向と５G、ミリ波レーダーへの応用』（共著，技術情報協会，2019），『磁性材料・部品の最新開発事例と応用技術』（共著，技術情報協会，2018），『電磁気学』（共著，培風館，2009），『アンテナ・無線ハンドブック』（共著，オーム社，2006）がある。