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

著者：平野拓一 (Takuichi Hirano)

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購入サイト： https://nextpublishing.jp/book/12181.html
出版社サイト： https://www.kindaikagaku.co.jp/book_list/detail/9784764960121/

書名	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－
価格	POD版　2,600円＋税（注文してからの製本）電子版　2,080円＋税
判型・ページ数	Ａ5判・220ページ
発行・販売	発行　近代科学社Digital 販売　近代科学社
ISBN	ISBN-10: 4764960125 ISBN-13: 978-4764960121
著者	平野拓一 (Takuichi Hirano)
発行日	2020/09/11
引用情報	平野拓一, 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－, ISBN：9784764960121, 近代科学社, 2020年9月.
内容紹介	電磁界シミュレータCOMSOLを用いて，具体的に解説する！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

補足資料

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～（要約動画）

第1章

電磁界理論　…　電磁波に関する理論の発展の歴史の説明。電磁波の性質についてアニメーションを使って説明しています。
電磁界理論の基礎（マクスウェルの方程式と電磁波放射）
電磁波のいろいろな現象
1.4.1節静電界と静磁界（電圧と電流）補足説明資料
「マクスウェルの方程式からキルヒホッフの回路方程式および磁気回路方程式の導出」（資料、 YouTube説明動画）

第2章

分布定数線路と行列表現　…　Sパラメータの導出について解説しています。
GSM Solver　…　Sパラメータを任意に接続した場合の特性を解析する、著者が作成したフリーソフトです。
伝送線路　…　WEB上で同軸線路、平行２本線路、方形導波管などの特性の理論値の計算がきます(JavaScriptで書いています）。
デシベル(dB)の計算　…　WEB上でデシベル値の変換ができます。
開口アンテナの利得　…　WEB上で開口面積と利得の関係の計算ができます。
フリスの伝達公式　…　WEB上でフリスの伝達公式の計算ができます。
レーダー方程式　…　WEB上でレーダー方程式の計算ができます。
T. Hirano, "Relationship between Q factor and complex resonant frequency: investigations using RLC series circuit," IEICE Electronics Express, Vol.14, No.21, pp.20170941, Nov. 2017. (Open Access)　…　2.7節で説明するQ値と共振周波数について説明した著者の論文です。電磁界シミュレータでは固有値解析で複素共振周波数とその電磁界分布が計算できます。複素共振周波数からQ値が計算できます。
分布定数線路の基礎（資料）
アンテナ入門

第3章

有限要素法(FEM)による電磁界解析入門　…　過去に著者が作成したいろいろな資料です。綺麗にはまとまっていませんが、いろいろな情報を掲載しています。これらをまとめたのが本書です。

第4章, 第5章, 第6章

平野拓一, "電磁界シミュレータ利用の勘所 ―境界条件と励振モデル―," 電子情報通信学会論文誌 C, Vol.J101-C, No.10, pp.381-388, Oct. 2018. (招待論文; OpenAccess)　…　著者の解説論文です。本書の方がより詳しく書かれています。
電子情報通信学会　エレクトロニクスシミュレーション研究会の規範問題のページ　…　本書で取り上げる規範問題です。著者もこの研究会で活動しております。
電磁界規範問題と各シミュレータのファイル例　…　本書で取り上げているCOMSOLの解析例の実際のファイル(.mph)も置かれています。
RF IC設計ツール　…　COMSOLアプリケーションビルダーで作成したアプリをコンパイルした設計ツールEXEファイルをまとめています。

著者のホームページ（ご質問等はこちらに記載のメールアドレスからお願いします）: http://www.takuichi.net/