電磁界数値解析の高速計算法の研究

电磁场数值分析高速计算方法研究

• 批准号: 06F06133
• 负责人: 陳 強
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06133/
• 关键词: モーメント法; 基底関数; 数値積分; アンテナ; 電磁界; 数値解析; モノポール; アレーアンテナ; 電磁界解析

モーメント法は金属導体からなるアンテナの数値解析手法として大変有効であり広く使われているが,誘電体近傍のアンテナ解析への適用が困難だとされている.受入研究者の研究グループは過去に提案した分極電流ブロックモデルのモーメント法は誘電体近傍のアンテナ解析への適用が可能であるが,3次元の誘電体を解析する場合は膨大な計算時間がかかるとの問題点が残っている.本研究では,昨年度まで提案してきた高速な数値解析法を分極電流ブロックモデルのモーメント法に適用する研究を行ない,計算時間の短縮を図り,モーメント法の適用範囲を一層広げることを目的としている.本年度の研究では,従来の提案法を分極電流ブロックモデルのモーメント法に適用し,3次元の誘電体を解析するモーメント法の高速化を図った.モーメント法の基底関数とする直方体のダイポール間の自己・相互インピーダンスを解析的に求めるために,モノポールの端部電荷を考慮した線状モノポール間の自己・相互インピーダンスの定式化を行い,過去の研究で与えられた式と比較し,端部電荷の有無と定式化との関係を数学と物理の両面から議論した.また,端部電荷を含めた線状モノポール間の自己・相互インピーダンスから,直方体モノポールセグメント間の自己・相互インピーダンスを導出し,式に含まれる5重積分の単積分を行った.最後に,数値計算例から,定式化されたモノポールセグメントの自己・相互インピーダンスの妥当性と計算時間の短縮化効果を検証した.さらに,誘電体を含めたアンテナのモーメント法解析を行い,本手法の妥当性と有効性を示した.本研究成果は,IEICEの論文誌2008年9月号「高速無線通信を支えるアンテナ・伝搬技術特集号」の招待論文に引用され,掲載される予定である.

モーメント法はmetal conductorからなるアンテナのnumerical analysis techniqueとして大変effectiveであり広く使われているが, It is difficult to analyze and apply the electromagnetic field near the electromagnetic field. It has been proposed by the researcher in the past.たDipolarization current ブロックモデルのモーメント method はElectric body close to のアンテナanalytics へのapplicabilityがであるが, 3 times Analysis of Yuan's dielectric body, expansion of calculation time, and problem points. This study was carried out last year.でProposal of high-speed numerical value analysis method and polarization current polarization method and application of the research method, The calculation time is shortened, and the application scope of the モーメント method is the same as the first layer, the purpose is the same. This year's research isは, The proposed method of polarization current polarization method is applicable, and the analysis of 3-dimensional dielectric body is applicableメント法のHigh speed を図った.モーメント法のbasic close number とするcuboid のダイポール间の myself・mutual インピーダンスをanalytical にめるために, モノポールの terminal charge を consideration したlinear モノポールbetween の自・mutual インピーダンスのformulated を行い, past research and えられたformulation と comparison し, the presence or absence of end charge と と の relationship をMathematics and Physics の両面から Discussion した.また,Terminal charge をcontains めたLinear モノポール间の自・mutual インピーダンスから,cuboid モノポールセグメント间の自・mutual インピーダンスをderivedし, formulaに containまれる5-fold integralの単integrationを行った.Finally, numerical value calculation exampleから,formalizationされたモノポールセグメントの自・mutualインピThe validity of the ーダンスの and the shortening effect of the calculation time を検证した.さらに, the dielectric をcontaining めたアンテナのモーメントThe method is analyzed and the validity and effectiveness of this method are demonstrated. The results of this research are published in IEICE's journal September 2008. The invited paper No. "High-speed Wireless Communication Special Issue No."

项目成果

Analytical Expressions of Mutual Impedance between Volume Sinusoidal Monopoles

体积正弦单极子间互阻抗的解析表达式

• 发表时间: 2007
• 期刊: 電子情報通信学会技術報告 AP2006-119
• 作者: Ramillien;G.;F.Frappart;A.Gu"ntner;T.Ngo-Duc;A.Cazenave;K.Laval;陳 強;Zhai Huiqing;Zhai Huiqing
• 通讯作者: Zhai Huiqing

Preconditioners for CG-FMM-FFT Implementation in Em Analysis of Large-scale Peridic Array Antennas

大规模周期阵列天线电磁分析中 CG-FMM-FFT 实现的预处理器

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEICE Transactions on Communications E89-B・3
• 作者: Ramillien;G.;F.Frappart;A.Gu"ntner;T.Ngo-Duc;A.Cazenave;K.Laval;陳 強;Zhai Huiqing
• 通讯作者: Zhai Huiqing

Single Integral Expressions of Self/Mutual Impedance of Volume Sinusoidal Monopoles with Consideration of Endpoint Charges

考虑端点电荷的体积正弦单极子自/互阻抗的单积分表达式

• 发表时间: 2008
• 作者: Ramillien;G.;F.Frappart;A.Gu"ntner;T.Ngo-Duc;A.Cazenave;K.Laval;陳 強;Zhai Huiqing;Zhai Huiqing;Zhai Huiqing;Zhai Huiqing;Huiqing Zhai
• 通讯作者: Huiqing Zhai

SAR Investigation of Array Antennas for Mobile Handsets

• DOI: 10.1093/ietcom/e90-b.6.1354
• 发表时间: 2007-06
• 期刊: IEICE Trans. Commun.
• 作者: Qiang Chen;Yasunori Komukai;K. Sawaya

Modulated scattering array antenna for MIMO applications

• DOI: 10.1587/elex.4.745
• 发表时间: 2007
• 期刊: IEICE Electron. Express
• 作者: Qiang Chen;L. Wang;T. Iwaki;Y. Kakinuma;Q. Yuan;K. Sawaya