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Whitepapers

メタマテリアルに基づく部品設計とシミュレーション

メタマテリアルは自然界の材質にはみられない特徴的な電磁特性を示し、さまざまな種類があります。新しいメタマテリアルの開発では、マテリアルのバルク特性とマテリアルを構成する素子の解析をシミュレーションにより行うことができます。共振器の設計から部品の実装に至るまでのワークフローを通してCST STUDIO SUITEが活用された事例をご紹介します。

アンテナ整合回路の最適化

アンテナ設計にはインピーダンス整合が欠かせません。アンテナの入力インピーダンスとアンプのインピーダンス(たとえば50 Ohm)の整合が取れていないと、アンテナから放射するはずの信号がアンプに反射します。通常はディスクリートインダクタやキャパシタと伝送線路からなる整合回路でアンテナのインピーダンスを整合します。このホワイトペーパーではアンテナ整合回路の最適化について解説します。整合回路の設計は一見難しくなさそうですが、実際にはさまざまな配慮を必要とします。

MRI装置の3D磁場シミュレーションとスピン応答シミュレーション

最新のMRI装置の設計では、人体とMRIコイルの相互作用が新たな課題となります。装置が生成する均一な磁場は、内部構造が複雑で不均質な人体によって乱されます。スキャン領域の電磁エネルギーは人体に吸収され、有害な発熱作用を起こすおそれがあります。このような作用の効果を測定するのは難しく、測定不能な場合も珍しくありません。本資料では、上記の効果を特定する方法として、コイルと人体モデルを使用した3Dシミュレーションによる数値解析を提示し、その要点と課題を説明します。

電子レンジの遮蔽機構の電磁界シミュレーション

電子レンジのドアは食品の出し入れ口であると同時に、熱空洞の構造の一部でもあります。ドア周りは密閉できないため、電磁波が漏洩して他の電子機器に干渉する可能性や人体内部の電力レベルが安全基準を超えるおそれを念頭に置いた設計が求められます。この資料では遮蔽機構のシミュレーション事例を紹介し、電磁界解析の導入により設計効率が向上する可能性を示します。

通信用アレイアンテナの設置後の性能

電波塔に通信用アンテナをいくつも設置するとき、設置場所の選択が重要な問題となります。電磁界シミュレーションはアンテナの設計だけでなく、電波塔での配置の最適化にも使用できます。この資料ではCST STUDIO SUITEのソルバーを何種類か組み合わせて使用して、バイコーンをスタックした全方位アレイアンテナの最適設置場所を導出する方法を詳しく説明します。

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