フィルタ

デュアルモードフィルタ

ESA(European Space Agency)による狭帯域フィルタのベンチマークを紹介します。CST MW STUDIOの最初期の事例のひとつです。

誘電体2ポートフィルタのモード解析

同軸給電フィルタのモード解析の事例をご紹介します。

シールド筺体のキャビティモード

M. Li, J. Nuebel、J.L. Drewniak、R.E. DuBroff、T.H. Hubing、T.P. Van Dorenの各氏による論文 “EMI from Cavity Modes of Shielding Enclosures - FDTD Modeling and Measurements” (IEEE Trans. on Electromagnetic Compatibility, 42, 1, Feb. 2000)に記載されたスロット付き閉構造の計算結果と測定の結果を、CST MW STUDIO による計算結果と比較します。

PBG構造の加速器部品

PBG構造をした粒子加速器部品の解析例です。CST MW STUDIO固有モードソルバーを使用してモード解析を行います。

高電圧ブッシングの静電界シミュレーション

CST EM STUDIOの静電界ソルバーによる高電圧ブッシングのシミュレーション事例です。

5セクション=マイクロストリップ・ヘアピンフィルタ

クラシックなヘアピンフィルタの解析例です。3.6–4.3GHzの周波数帯で反射損失を–20dB以下に抑制することを目的としてCST DESIGN STUDIOで設計とチューニングを行います。さらに、同じレイアウトを使用してCST MW STUDIOの3次元電磁界シミュレーションを行い、結果を比較検証します。

電磁ブレーキの静磁界シミュレーション

電磁ブレーキの特性を解析したCST EM STUDIOの静磁界ソルバーの事例です。

医療用X線管の静電界シミュレーション

X線管の破壊電界をCST EM STUDIOでシミュレーションした事例です。CADからインポートしたSTEPモデルを使用します。

TEAM Benchmark8 非破壊検査:クラックとソレノイド

クラックのあるステンレス鋼ブロックの上を差動プローブが移動するシミュレーション例です。計算結果を測定結果と比較します。(TEAM Workshop Benchmark Problem no.8)

電子銃の連続荷電粒子シミュレーション

ピアス型電子銃のシミュレーション例です。電気的サイズの大きいモデルをCST PARTICLE STUDIOで解析します。

干渉フィルタ

FSS(周波数選択性サーフェス)の解析例として干渉フィルタのシミュレーションをご紹介します。CST MW STUDIOでシミュレーションを行い、得られた結果を測定結果と比較します。

GSM/DCSデュアルバンドアンテナスイッチモジュール (ASM)

移動通信用部品の解析例です。GSMとDCSの2つの周波数帯域に対応するダイプレクサと低域通過フィルタを組み合わせたモジュールにはLTCC技術が使用されています。

MEMS コームセンサ

MEMS コームセンサの解析事例です。コームチップの形状による応力の違いを確認します。さらに構造全体のシミュレーションを行います。

シングルモード結合バンドパスフィルタ (6ポール)

結合共振器フィルタのチューニング例。連続的にチューニングした共振器の入反射群遅延応答を使用してチューニングを行います。最適化過程では、モデルを分割してそれぞれに最適化を行い、結果をCST DESIGN STUDIOで接続するという方法により、スピードアップが図られています。

デュアルモードキャビティの帯域通過導波管フィルタ

四面体メッシュの周波数領域ソルバーでシミュレーションした導波管フィルタの事例です。

TEAM Benchmark7 非対称な導体モデル

孔のあるプレートとコイルのシミュレーション事例です。CST EM STUDIOの低周波渦電流ソルバーでモデリングと計算を行いました。

低電圧回路遮断器のEFT/B感受性

LV-CB(低電圧回路遮断器)電子制御スキームによる2枚のPCBについてCST MW STUDIOでコンポーネントレベルの結合電圧を計算した事例です。どちらのPCBについても測定結果と良好な相関を示す計算結果が得られました。

シールディング筐体のモデリングと測定

アンテナを励起源とするシミュレーションにより筐体の遮蔽効率を計算した事例です。CST MW STUDIOで求めた結果を、基準装置を用いた測定結果と比較しています。

マイクロストリップ 帯域阻止/低域通過フィルタ

RF/MF 帯域阻止フィルタと低域通過フィルタの解析事例です。伝送線路を折り曲げた形状によりコンパクトなフットプリントを実現しています。折り曲げた伝送線路間の相互結合を考慮した解析を行い、測定結果との比較を行います。

2キャビティ・デュアルモード通過帯域フィルタの熱解析

デュアルモードフィルタ内部の温度分布の解析事例です。まずCST MW STUDIOで損失のある金属材質のキャビティ内部の電磁界を解析し、そこで得られた電流密度分布を熱源としてCST MPHYSICS STUDIOで熱シミュレーションを行います。

高電圧用絶縁体の準静電界近似シミュレーション

CST EM STUDIO の準静電界ソルバーの事例です。高電圧用絶縁体表面の電界を計算し、静電界ソルバーの計算結果と比較します。

GIS(ガス絶縁型開閉装置)のシミュレーション

50HzでGISを解析した低周波解析の事例です。Pro/E(R)からインポートしたモデルデータに三相のソースを定義してシミュレーションを実行し、三相導体の電流分布を得ました。

静電気放電(ESD)のモデリング

ESDイミュニティ試験をCST MW STUDIOで模擬する可能性を示した事例です。ESD ジェネレータ(ガン)を簡略化したモデルを作成し、測定結果に基づき最適化します。そのモデルをシールド筐体に装着してシミュレーションを行いました。

落雷のモデリング

航空機への落雷を模擬したCST MW STUDIO時間領域シミュレーションの事例です。励起信号波形を二重指数関数で定義し、雷の波形信号として使用します。

磁気注入バルブの静磁界シミュレーション

CST EM STUDIO(CST EMS)の非線形静磁界ソルバーによる磁気注入バルブの解析事例です。CST EMSのフルパラメトリック機能とモデラー機能により作成したモデルを使用し、電機子のギャップおよびコイル電流の変化と電機子の力との相関をシミュレーションにより求めます。

システムインパッケージ(SiP)の時間領域解析

CST MW STUDIO時間領域ソルバーによるSiPモデルの解析事例です。Sパラメータと電磁界分布を計算するほか、10GHzと20GHzとノイズ信号を入力してシステム応答を評価します。また実装基板を含むシミュレーションにより、基板の影響を確認します。

6.7GHz同軸ブラッグ反射器の電磁界シミュレーション

周期構造の計算例として同軸に実装したブラッグ反射器の事例をご紹介します。CST MW STUDIOでモデリングとシミュレーションを行い、得られた結果を測定結果と比較します。

偏波に依存しない帯域通過FSS構造

入れ子構造をしたスロットタイプFSSの解析例です。入射角45°のTE/TM偏波平面波のどちらについても入射損失を1 dB未満とし、316.5–325.5GHzと349.5–358.5GHzのアイソレーションが20 dB以上となるように形状寸法を最適化しました。

肝臓のRF温熱切除療法における温度の影響

肝臓がんの温熱療法を人体モデルとカテーテルモデルで模擬し、人体組織内部の加熱を計算した事例です。時間領域ソルバーを使用して電磁界分布を計算した後、熱ソルバーを使用して誘導電流を熱源とする熱シミュレーションを行います。

磁気記録装置の3Dモデリング:ESDとSI解析

日立グローバルストレージテクノロジーズのJohn Contreras、Al Wallash両氏によるプレゼンテーションです(CST 5th North American Userforum, 2008)。ESD/SIに関わるハードディスクドライブの諸問題に対しCST STUDIO SUITEが使用された事例です。(英語)

ヒートシンクのEMCデザインフロー

ヒートシンクはASICなどのICに装着される比較的大型の導体オブジェクトです。通常は接地されず、放射の原因になる場合があります。ヒートシンクのEMI問題に関連して、シミュレーションを活用した速やかでシステマティックな設計フローを提案します。(英語)

自動車の乗客が受ける400MHz電磁波の影響

自動車に使用されるトランスミッタは、電磁波とEMCの両方の点で乗客の健康と安全を脅かす可能性があります。自動車EMCに関する指令(2004/104/EC)によって自動車メーカーは、EMCを損わない周波数、電力、アンテナ位置を明確に示すように要求されています。TLMソルバーを使用したオートモティブ シミュレーションの事例をご紹介します。(英語)

電波暗室のモデリング

設定を工夫することによりシミュレーション時間の95%削減に成功した電波暗室の解析事例です。電波暗室の解析は元来非常に困難なタスクであり、Spiegel社の技術者も結果精度不足と解析時間の長さに悩んでいました。CST MICROSTRIPESの開発者との共同作業により、フェライト材質の吸収体を境界条件によってモデリングすることにより、メッシュサイズを15倍にし、計算時間を劇的に短縮することに成功しました。同じセットアップによる物理テストを行い、ほぼ一致する結果が得られました。

抵抗スポット溶接ガンの3次元電磁界シミュレーション

抵抗スポット溶接ガン(RSWG)の3D電磁界モデルを作成してシミュレーションを行い、等価回路パラメータを抽出した事例です。この種の溶接ガンではパラメータを確定するのが容易ではありません。トランスや電子コンバータであれば電気特性は既知であるか、未知であっても標準的な手順で測定できますが、ガンのパラメータは知られておらず測定も困難です。3次元電磁界シミュレーションを使用してこれらのパラメータを確定し、システムの特性を知ることができます。

スピードメータの非線形3次元電磁界シミュレーション

自動車部品のサプライヤーは設計プロセスにいち早く数値解析を取り入れ、開発サイクルの短縮と生産コストの削減を実現した業種のひとつです。スピードメータに使用されるステッパモータの3Dシミュレーションをご紹介します。

2キャビティモノトロンのPICシミュレーション

モノトロンは、DCエネルギーをRFエネルギーに変換するシンプルな構造のマイクロ波管です。CST PARTICLE STUDIOを使用してふたつのキャビティがあるモノトロンをシミュレーションした事例です。

線形アクチュエータの動的シミュレーション

本事例を通して、エレクトロメカニカル問題に対する一般的なシミュレーション手法をご紹介します。シンプルな線形アクチュエータについて、まず3D静磁界シミュレーションを行い、電磁特性を得ます。それをSIMULINKに読み込み、電気と機械的な特性に関するシミュレーションを行います。

三相GIBの非線形3Dトランジェントシミュレーション

非線形材質と渦電流の両方に関係する問題は、通常は定常渦電流ソルバーでは解くことができず、過渡(トランジェント)ソルバーが必要になります。CST EM STUDIOの低周波トランジェントソルバーは任意の時間信号を励起信号とすることができ、この事例のような短絡回路のGIB(ガス絶縁母線)も計算可能です。バスバーにかかる応力と損失を時間関数として導出します。

STPケーブルのクロストーク

CST CABLE STUDIOでシールドツイストペアケーブルのモデリングとシミュレーションを行った事例です。まず完全なソリッドシールドを基準としてブレードケーブルの品質を測り、次にシールド無し、弱いシールド、高品質シールドの三種類のツイストペアケーブルについて、それぞれクロストークを計算します。測定結果との比較検証が可能なシミュレーションのリアリスティックなセットアップについて説明します。

6~18GHz・20W進行波管アンプの電子銃

すべての荷電粒子の応用は電子銃から始まります。電子銃のなかでDC電力はビームに変換され、ビームはさまざまな電磁構造との間で相互作用を起こします。CST PARTICLE STUDIOのTrackingソルバーによる電子銃の解析と設計例をご紹介します。

非破壊検査用磁気誘導機器の3D静磁界解析

強磁性体材質ロープの非破壊検査に使用する磁気誘導機器の設計に、3D静磁界解析を利用した例をご紹介します。(英語)

Gbps差動ペア線路のEMI解析

Cisco SystemsのP. Sochoux氏によるプレゼンテーション(Innovations 2009 workshop series)。放射電力に着目し、配線トポロジをパラメトリックに解析して作成したEMIデータベースの一部を紹介します。(英語音声:26分)

近傍電磁界測定用プローブの校正とEMCスキャンシステム

University Erlangen-NurembergのMatthias Spang氏によるプレゼンテーション。CST MW STUDIOを用いて電磁界プローブ校正用のフィールド分布を計算した事例です。計算とあわせて、平面波理論を使ったプローブ補正技術について述べています。2種類の電磁界プローブを装置へ取り付け走査測定を行い、近傍電界と近傍磁界の強度分布図を取得して電磁界解析結果と比較しています。(英語)

CST MW STUDIOによる光学構造の特性評価

Hamburg University of TechnologyのStefan Prorok氏によるプレゼンテーション。光導波路で構成されるリング共振器やフォトニック結晶の光伝搬をCST MW STUDIOで計算してQ値を得ることができます。事例では、赤外線反射3Dフォトニック結晶の無限周期構造を例に、伝搬スペクトラムの角度依存性を周波数領域ソルバーで評価しています。最後に、GHz電気-光振幅変調器の応用を想定した2Dフォトニッククリスタル共振器について検討しました。(英語)

UWBアンテナ用バンドノッチフィルタの設計

Technical University EindhovenのAd Reniers氏によるプレゼンテーション。3.1–10.6GHzの広帯域で動作するUWBアンテナが5–6GHzのWLAN帯との干渉を避けるためのフィルタを設計します。 低コストな平面型フィルタのひとつ、ノッチフィルタの最適化設計をCST MW STUDIOを用いて行った事例です。(英語)

高速伝送用マルチピンコネクタ実装における基板のVIAの影響

基板の多極コネクタについて、ピン挿入孔のビア長が高速伝送に与える影響をCST MW STUDIOで解析します。解析の結果、長いビアはクロストークを誘発することが判明しました。また、ビア断面の電磁界フィールドの観察で多くの寄生的な電磁界が存在することも確認し、その影響を最小にするプリント基板のデザインルールを制定する成果をあげることができました。(英語)

VBAマクロによるタイヤ及び周辺構造の自動モデリング

自動車のタイヤに内蔵されるセンサの電磁界解析を行うにあたり、タイヤの変形等を含めた様々な条件をVBAマクロによって自動的に作成します。 複雑な構造のモデル化のみならずメッシュ設定やField Monitor等の設定もマクロ化し、パラメータスタディの自動化に成功した例をご紹介します。(英語)

CST MWSによる可視化、明確化、最適化@Hirschmann

Hirschmannは10Gbpsまでの産業用イーサネット機器を提供しています。CST MWSを使用して信号品質、クロストーク、EMC関連問題を考慮した信号経路を解析し、高速インターフェイスの品質を作用するビア、スタックアップ、その他のパラメータなどの影響を特定した解析事例をご紹介します。(英語)

近接センサーへの理解を深める - Microdul

Microdul AGは、離れた場所からでも検知が可能な近接センサチップを製造しています。環境からの干渉と正常なスイッチング動作の判別を確実に行うセンサーを目的として解析が行われました。

誘導近接センサーの感度解析

誘導近接センサーの解析と設計に向けた応用例として、Sパラメータの導出と回路の最適化をまじえた3D電磁界シミュレーションをご紹介します。

Kuバンド進行波管

進行波管の電磁界・電子運動解析を行った事例です。電子銃はChild則に従い、電子を遅波構造に入射します。遅波構造内で電子が発散しないように周期的永久磁石(PPM)で集束磁界を発生させ、また、遅波構造の電磁界特性は固有値解析により得ています。PICによる時間領域の電子の挙動をシミュレーションした結果、信号の増幅は46.5dBとなりました。(英語)

24kV SF6ガス絶縁リングメインユニットにおける開閉器の静電界シミュレーション

電力工学分野の応用事例として、ABB(ABB Distribution, Skien, ノルウェー)[1]の中電圧向けSF6ガス絶縁リングメインユニット負荷開閉器のシミュレーションをご紹介します。本事例のCADモデル画像は、ABB社(ABB, Bad Dättwil, スイス)のご厚意により掲載します。

C-Bandオンアクシス定在波型線形加速器

線形加速器(リニアック)は広く加速器施設に使用される加速器です。軽い粒子の場合、円形加速管ではシンクロトロン放射の影響を受けるため使用上の制約があり、線形加速器が第一選択肢となります。産業応用では1MeV~25MeVまで加速するコンパクトな電子線形加速器が要求されます。CST MW STUDIO(CST MWS)とCST PSを使用して、荷電粒子と加速電界の相互作用と共に加速器構造の高周波特性を調べることができます。

フォトニック結晶空洞のシミュレーション

CST MW STUDIOのトランジェントソルバーを使用して、点欠陥のあるフォトニック結晶空洞を計算した事例です。空孔を一点欠落させた高屈折率スラブの三角格子を使用し、共振周波数とQ値(intrinsic Q)と共振モードにおける電磁界分布を求めます。

航空機燃料システムの電磁モデル

EADS Innovation Worksによる航空機燃料システムのシミュレーション事例です。給油時のタンク充填率をモデリングする内製コードの開発に関連して、CST EM STUDIOの静電界ソルバーを使用したシミュレーションとコードによる計算を行い、結果を比較検証しました。

SRモータの電磁界シミュレーション

SRモータの最適化設計には磁石設計と動的性能の2つの側面があります。SRモータのシミュレーションは、CST EM STUDIO(CST EMS)の2Dまたは3D静磁界ソルバーで行うことができます。

表面永久磁石モータのコギングトルク計算

4極表面永久磁石モータ(PMSM)のコギングトルクを計算した例です。角度をパラメータとするパラメータスイープを行い、ロータにかかるトルクを計算します。この計算には永久磁石があればよく、固定子巻線の励起は不要のためモデル化していません。

WiFi干渉問題:マグネトロンと電子レンジの解析

マグネトロンと電子レンジの設計をCST STUDIO SUITEの解析モジュールによるシミュレーションで支援します。CST PARTICLE STUDIOによる相互作用領域の解析に続いて、CST EM STUDIOで静電磁界の評価を行い、さらにCST MW STUDIOで電子レンジ内部の電磁界分布を評価、最後にCST MPHYSICS STUDIOで温度と変形に関わる考察を行います。

電源トランス リード端子の絶縁破壊解析

絶縁破壊解析では、静電界解析から得た電磁界データを用いるのが一般的です。電源トランスのシールドリングとリード端子に関するCST EM STUDIOの解析例をご紹介します。本事例のモデルは、Siemens Transformers(Nuremberg, Germany)のDr. Beriz Bakijaのご提供によります。

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。

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。

車載マルチメディア機器のEMC対策と最適化 - Continental

ContinentalによるCSTソフトウェアを使用したEMC設計の事例です。シミュレーションによりパラメータの意味や関連性を明らかにすることは製品開発にさまざまなメリットがあります。たとえばバーチャルプロトタイピングでは繰り返しのループ回数が減少し、開発期間を短縮するとともにNREコストを削減できます。また、シールディングやフィルタといったノイズ対策部品無しで要求水準の達成が可能なことがシミュレーションで確認できれば、部品表の項目を削減でき、PCB領域の節約にもつながります。EMCを開発工程における設計パラメータのひとつと捉えることで、最先端のアーキテクチャの導入が可能となり、技術革新とともにコスト削減と品質向上を進めることができます。

電磁界と熱の結合解析に向けたパワーチョークのモデリング

パワーチョークはインバータ(ソーラーインバータ)のEMC低減を目的として使用されるもので、通常はインバータ1相につき1個のパワーチョークを使用します。チョークに流れる電流は数A程度ですが、電磁損失により生じた熱がインバータの性能や信頼性を損なう可能性があります。インバータに部品が稠密に搭載されると、それだけ熱管理が重要になります。チョークのワインディングに生じる電気損失をCST EM STUDIO(CST EMS)で計算し、さらにその損失を熱源とする温度分布をCST MPHYSICS STUDIO(CST MPS)の熱ソルバーで計算した事例をご紹介します。

航空機のHIRFのモデリング

E3 (electromagnetic environmental effects)は電子機器の誤動作や故障の原因になります。高強度放射電界HIRF(High Intensity Radiated Fields)はそのひとつです。TV局、ラジオ局、レーダや衛星通信システムが発する電磁波がHIRFとなり、航空機の電子機器の安全を損なうおそれがあります。航空機が受ける影響を、CST MW STUDIO(CST MWS)でシミュレーションすることができます:表面電流と電磁界分布を計算し、シールドした構造への結合を予測することができます。

強電機器の電極:モデリングと最適化

本事例では、スイッチギヤに使われる電極の最適化計算をご紹介します。この解析は基本絶縁レベル(BIL:Basic Insulation Level)テストを模擬することを目的とし、静電界ソルバーで電界を計算します。

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。

高性能カスタムフィルタの開発 - Test Equipment Plus

Test Equipment PlusはSignal Hound®ブランドのスペクトラムアナライザを開発している米国の会社です。次世代機の開発過程で、大きなコストの上乗せをせずにプロ仕様のスペクトル分光を達成する必要に迫られていた同社は、CST MW STUDIOの導入によりそれを実現しました。

タッチスクリーン静電容量センサの電磁界-回路コシミュレーション

タッチスクリーンの部品設計に電磁界シミュレーションを使用した例をご紹介します。タッチスクリーンのセンサは、物体の存在や位置を静電容量に基づいて感知します。CST EM STUDIO(CST EMS)の静電界ソルバーには、電極システムのシミュレーションから容量行列を自動抽出する機能があります。電極上の指の位置をパラメトリックに変えて解析を行い、さまざまな指位置の行列を生成します。生成した行列は回路シミュレーションモジュールCST DESIGN STUDIO(CST DS)に自動的に送られ、そこで検出回路のシミュレーションと最適化を行います。

5MeV 電子ビーム用双極子電磁石スペクトロメーター

論文に基づく解析事例です。双極子電磁石に粒子を入射するシミュレーションを行い、粒子軌道に沿う磁束密度を計算します。さらに粒子軌道解析を行い、粒子エネルギーの違いにより曲率半径が変化する様子を可視化します。

トランス負荷時タップ切替装置の誘電破壊シミュレーション

通常は設置時まで行えないシステム全体の試験を、シミュレーションで模擬することができます。CST EM STUDIO の静電界シミュレーションで、トランスやタップリードが電界強度に及ぼす影響を調べました。

渦電流と近接効果: ジャンピングリングの実験

シンプルなジャンピングリングモデルを使用して、導体コイルの表皮効果と近接効果を示した事例です。

電磁界シミュレーションによるトランス等価回路の導出

電磁部品の解析において過渡電磁界のフルシミュレーションに代えて等価回路を使用する方法は、突入電流のような現象が観測される場合は特に効率のよいアプローチです。CST EM STUDIOの静磁界ソルバーとSAM機能を使用して、2つの標準的なトランスのテストから50Hz過渡電磁界の等価パラメータを抽出する事例をご紹介します。

電源トランスの最適化 - Siemens AG

さまざまな要求仕様や応用のそれぞれにカスタマイズされたソリューションを提供すること。それがSiemens Energy T TR PN の使命です。ファーネストランスやコンバータトランス、あるいは200MVAを上回るレーティングの高電圧直流トランスに定型のソリューションはありません。設計ごとにトランス設置の最適化を行う必要があります。CST EM STUDIO の3D 電磁界シミュレーションと最適化機能がカスタムソリューションの導出を支援します。

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。

隈取リングセンサの静磁界シミュレーション

渦電流センサの設計に静磁界シミュレーションを利用した例を紹介します。解析したセンサは自動車部品の一部で、列型噴射ポンプの制御棒などの位置を感知する隈取リングセンサです。シミュレーションを通じてCST EM STUDIO(CST EMS)のソルバー機能とワークフローについて説明します。

EMCテストチェンバーの解析 - Airbus Defence and Space

電磁両立性(EMC)の試験は電波暗室で行われます。軍事請負企業を顧客とするAirbus Defence and Space製品の試験はMIL-STD-461規格に準拠して実施されます。この規格にはテストチェンバーのセットアップも含まれ、電波吸収体の選択やワークベンチの配置、システムの接地などが細部にわたって規定されています。電波暗室での試験は被試験装置(DUT)の使用期間が制限されるため、設計や設定をさまざまに試すことが困難な場合が少なくありません。このような理由からAirbus Defence and Spaceは電磁界シミュレーションによるバーチャルプロトタイピングによって試験を補完することを考えました。

飽和コア型限流器の状態空間形式モデリングとシミュレーション

CST EM STUDIO(CST EMS)による飽和コア型FCLの解析例です。電磁界ソルバーレベルのトランジェントシミュレーションによる解析と、静磁界シミュレーションをベースとして生成した非線形等価回路による解析の二通りの手法をご紹介します。

航空宇宙応用のRF絶縁破壊シミュレーション

人工衛星用観測機器の出力部に使用されるフィルタやマルチプレクサなどの高周波高出力部品は、絶縁破壊を起こす危険をはらんでいます。絶縁破壊が起きるとその部品は使用不能となり、最終的には衛星自体の信頼性が低下します。そのような事態を避けるために、航空宇宙分野で使用されるすべての高出力部品について絶縁破壊特性の解析を行う必要があります。二種類の解析ツールCST STUDIO SUITEとSPARK3Dを使用し、シミュレーションによって絶縁破壊特性を解析した事例をご紹介します。

レールホイールセンサの設計 - Frauscher Sensor Technology

Frauscher Sensor Technologyは1987年以来、高品質な誘電センサ関連製品の開発と製造に携わってきました。なかでも鉄道運行の安全性に責任を負う信号システムと制御システムのセンサに力を入れています。鉄道信号装置は最高レベルの安全基準をクリアする必要があるため、シミュレーションではセンサの性能を損なうおそれのあるものすべてを考慮に入れ注意深く行う必要があります。これをクリアするためFrauscherは設計プロセスにCST STUDIO SUITEの電磁界シミュレーションを導入しました。

プロトタイプビルドをシミュレーションでリプレイス - Convergentia

Convergentia(Oulu、フィンランド)は家電業界を中心とする世界中の顧客企業に向けてバーチャルプロトタイピングのソリューションを提供する世界初のバーチャルビルド ファクトリーです。セル、Wi-Fi、GPSの三つの方式の無線システムのそれぞれにアンテナが必要とされるポータブル電子機器について、物理的なプロトタイピングをバーチャルプロトタイピングに置き換えることにより工程数の削減と部品開発時間の短縮に成功しました。

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。

DC-DCコンバータのEMIシミュレーション

LG Display発表による、DC-DC Booster回路で発生するEMIノイズ源のモデリング事例です。EMIノイズを定義して回路のモデリングを行い、ノイズ源を抽出、検証します。抽出されたリンギングとリンギングのFT結果がEMIをよく表現することを明らかにしています。(日本語メモ付)

富士ゼロックス株式会社様 - デジタル複合機のEMC対策設計にCST STUDIO SUITEを採用

1962年創立の富士ゼロックス株式会社(Fuji Xerox Co., Ltd.)はドキュメントサービス&コミュニケーションの領域におけるリーディングカンパニーです。最新のデジタル複合機には多くの電子部品が組み込まれ、互いに干渉し、電磁両立性(EMC)問題を起こす可能性があります。また、静電気放電(ESD)によって部品の性能が損なわれるおそれがあります。問題の背後にあるメカニズムをよりよく理解し、有効な対策を講じるために、富士ゼロックスはCST STUDIO SUITEによるEMシミュレーションを行うことにしました。