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

基本信息

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

项目摘要

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.

尽管矩量法作为金属导体制成的天线的数值分析方法非常有效且广泛使用，但据说很难应用于介电材料附近的天线的分析，尽管提出了极化电流块模型的矩量法。虽然可以应用于介电材料附近的天线分析，但在分析三维介电材料时仍然存在需要大量计算时间的问题。我们正在研究将2007年提出的高速数值分析方法应用到极化电流块模型的矩量法中，以期缩短计算时间，进一步扩大矩量法的应用范围。研究中，我们将：我们将之前提出的方法应用到极化电流块模型的矩法中，以加速分析三维介电材料的矩法。为了分析地找到舞蹈，我们考虑了单极子的端电荷，制定了线性单极子之间的自阻抗和互阻抗，并将其与过去研究中给出的公式进行比较，并计算了端电荷的存在和不存在以及公式之间的关系。此外，长方体单极子段之间的自阻抗和互阻抗是由包括端电荷在内的线性单极子之间的自阻抗和互阻抗推导出来的，方程中包含五个积分。最后，通过数值计算实例，验证了所制定的单极子段自阻抗和互阻抗的有效性以及缩短计算时间的效果。这项研究的结果被 IEICE 杂志 2008 年 9 月号“支持高速无线通信的天线和传播技术特刊”的邀请论文引用，即将出版。