一般財団法人 ＶＣＣＩ 協会 教育研修専門委員会 EMC技術者教育用 電磁界アニメーション 一般財団法人　ＶＣＣＩ 協会 教育研修専門委員会 1

解析モデルおよび解析手法 No. モデル 解析手法 シート １ 半波長ダイポールアンテナ 3～ 9 2 オープンエンド導波管 10～14 3 モーメント法 　 3～ 9 2 オープンエンド導波管 　10～14 3 マイクロストリップライン FDTD法 　15～20 4 筐体からの漏洩電磁波 　21～28 5 ケーブルからの放射 　29～35 2

１．半波長ダイポールアンテナ 自由空間における放射 解析モデル 解析周波数：30MHz, 100MHz, 200MHz アンテナ 長さ：5.0m, 1.5m, 0.75m 直径:1.0mm 波源：1Vrms正弦波 出力インピーダンス50W 電界表示領域 アンテナ中心から±10mのx-y平面，x-z平面 アンテナに平行な電界成分（Ey）を表示 z 20m アンテナ 20m x y 3

アンテナ周辺の電界(Ey) x-y平面 30MHz 100MHz 200MHz x y x-z平面 30MHz 100MHz 200MHz 4

大地面の影響（水平ダイポール） 解析モデル z z 20m y 大地面 x y 解析周波数：30MHz, 100MHz, 200MHz アンテナ 長さ：5.0m, 1.5m, 0.75m 直径:1.0mm 波源：1Vrms正弦波 出力インピーダンス50W 20m アンテナ z=0 大地面 x y z ～ 2m 大地面 波源 アンテナ z y 5

アンテナ周辺の電界（Ey） 水平ダイポール 大地面あり 30MHz 100MHz 200MHz 20m 20m 大地面なし（自由空間） 30MHz 100MHz 200MHz z x z x y 6

大地面の影響（垂直ダイポール） 解析モデル z z 20m 20m y 大地面 y x 解析周波数：30MHz, 100MHz, 200MHz アンテナ 長さ：5.0m, 1.5m, 0.75m 直径:1.0mm 波源：1Vrms正弦波 出力インピーダンス50W z z 20m アンテナ 波源 ～ 2.75m アンテナ 20m y 大地面 z=0 大地面 y x 7

アンテナ周辺の電界（Ez） 垂直ダイポール 大地面あり 30MHz 100MHz 200MHz 20m 20m 大地面なし（自由空間） 30MHz 100MHz 200MHz z x z x y 8

送受信アンテナ 解析モデル 受信アンテナ周囲の電界 x-y平面におけるEyの分布 電界表示領域 12.5m 20m 周波数 30MHz 送信アンテナ 周波数　　　　　　　30MHz 送信アンテナ 長さ：5.0m，直径：8.0mm 　　　　　　波源：1Vrms正弦波 受信アンテナ　　　長さ：5.0m，直径：8.0mm 　　　　　　負荷：50W 9

２．オープンエンド導波管 解析モデル 導波管寸法：29mm×58mm×500mm WRJ-4相当（遮断周波数2.6GHｚ） 解析周波数：3GHz　 z 500mm x y 29mm 波源 58mm 10

導波管内の電磁界 等高線表示 電界分布 磁界分布 導波管寸法：29mm×58mm×500mm z WRJ-4相当（遮断周波数2.6GHｚ） 解析周波数：3GHz x y z 11

導波管内の電磁界 ベクトル表示 電界分布 磁界分布 導波管寸法：29mm×58mm×500mm WRJ-4相当（遮断周波数2.6GHｚ） 解析周波数：3GHz x y z 12

導波管開口部からの放射 電界表示領域 電界（Ez） 導波管寸法：29mm×58mm×500mm WRJ-4相当（遮断周波数2.6GHｚ） 1m=10l z x y 導波管寸法：29mm×58mm×500mm 　　　　　　　　　　WRJ-4相当（遮断周波数2.6GHｚ） 解析周波数：3GHz 13

導波管開口部付近の電界(Ez)拡大図（3l×3l） 電界表示領域 0.3m x y z (=3l) 導波管寸法：29mm×58mm×500mm 　　　　　　　　　　WRJ-4相当（遮断周波数2.6GHｚ） 解析周波数：3GHz 14

３．マイクロストリップライン 解析モデル 送信端 比誘電率 er：4.7 パターン 受信端 50W, 75W, 開放, 短絡 断面図 ガウシアンパルス 比誘電率 er：4.7 パターン 幅 : 300mm 厚さ : 20mm 長さ : 100mm 受信端 50W, 75W, 開放, 短絡 断面図 300mm 20mm 基板グランドプレーンとパターン間の 電界強度Ezを表示． Ez er：4.7 180mm グランドプレーン 15

マイクロストリップ線路断面の電界（Ez） y z 電界表示領域 z この面の電界を 等高線でプロット x y 拡大 16

信号伝搬（Ez） 受信端:開放 受信端:50W 受信端:75W 受信端:短絡 z y x 解析時間：0～1.3ns 17

伝搬波形 送信端および受信端の電圧 受信端：50W 受信端：開放 受信端：75W 受信端：短絡 18 送信端電圧 受信端電圧 0 0.4 0.8 1.2 Time[ns] 送信端電圧 受信端電圧 0 0.4 0.8 1.2 Time[ns] 受信端：75W 送信端電圧 受信端電圧 0 0.4 0.8 1.2 Time[ns] 受信端：短絡 送信端電圧 受信端電圧 0 0.4 0.8 1.2 Time[ns] 18

線路コーナー部での信号伝搬 直角コーナーモデル 円形コーナーモデル 比誘電率er: 4.7 基板厚さ：2mm 線路幅 ：5mm x x y z x y z 60mm 波源 10mm 波源 80mm 80mm 10mm 10mm y x y x 60mm 50mm 80mm 80mm 波源の波形 比誘電率er: 4.7 基板厚さ：2mm 線路幅 ：5mm Voltage [V] Time [ps] 19

信号伝搬（Ez） 直角コーナーモデル 円形コーナーモデル x y z 20

４．筐体からの漏洩電磁波 スリット長を変化させる １m 電磁界表示領域 60mm 60mm 300mm 筐体 スリット x x y z ダイポールアンテナ ダイポールアンテナを筐体内中央に、スリットと直交方向に設置 解析周波数：1000MHz 波源　　　：1Vrms正弦波 筐体寸法：60mm×60mm×300mm スリット長：200mm (2/3l), 150mm (1/2l), 75mm (1/4l), 37.5mm (1/8l) 21

漏洩電磁界(Hy) 200mm (2l/3) 150mm (l/2) 75mm (l/4) 37.5mm (l/8) y z 22

筐体表面の電流分布 磁界(Hy) スリット周囲の電流分布 スリット長:150mm 電界(Ex) 赤色部分*は大きな電流が 流れていることを意味する． スリットを回るように電流が 流れていることが分かる． y z 23

電界の周波数特性(水平成分） 水平距離：10m, 高さ：2.5±1.5m, 大地面無し 波源は全周波数帯域にわたって1Vrms正弦波 f = 1000MHz l/2=150mm z=1m z=4m x y z 10m 計算条件 モデル（z=0.8m） 円筒側面における最大値を算出し、プロット。 -30 30 60 90 500 1000 1500 2000 Frequency [MHz] E [dB V/m] 24

スリットが稜にあるとき 筐体 スリット：150mm 筐体 ダイポールアンテナ ダイポールアンテナを筐体内中央に、スリットと直交方向に設置 磁界表示領域 200mm スリット：150mm 筐体 電界表示 領域 200mm ダイポールアンテナ ダイポールアンテナを筐体内中央に、スリットと直交方向に設置 解析周波数：1000MHz 波源　　　：1Vrms正弦波 筐体寸法：60mm×60mm×300mm 25

漏洩電磁界 磁界(Hy) 筐体表面の電流分布 z y 電界(Ex) x y z 26

波源の向きがスリットと平行の場合 z スリット：150mm ダイポールアンテナ 筐体 x y 磁界表示領域 スリット：150mm ダイポールアンテナ x y ダイポールアンテナを筐体内中央に、スリットと平行に設置 解析周波数：1000MHz 波源　　　：1Vrms正弦波 筐体寸法：60mm×60mm×300mm 27

漏洩電磁界 磁界(Hy) 筐体表面の電流分布 y z 電界(Ex) x y z 28

５．ケーブルからの放射 解析モデル 電界表示領域 パターン断面図 2m 2m モデル モデルの高さ z = 0 波源 パターン z モデル 同軸ケーブル y x 負荷： 50W 整合終端 2m 2m パターン断面図 x y z 200mm 110mm z モデルの高さ z = 0 電界表示領域の高さ z = 10mm er ：4.7 z = 0 y 解析周波数：500MHz 波源：1Vrms正弦波 出力インピーダンス50W 同軸ケーブル：1.5D2V相当 特性インピーダンス50W 長さ150mm PCB：150mm×82.5mm 比誘電率＝4.7 配線パターン：幅200mm　長さ92.5mm 特性インピーダンス50W 29

コネクタ部構造の影響 モデルA 3.0mm モデルB 0.5mm 同軸ケーブル～PCBの接続部を右図のように変化させた場合の電磁界をアニメーション表示 3.0mm モデルB x y z 0.5mm 30

PCB周囲の電界（Ex） モデルＡ モデルＢ y x 31

電界の周波数特性（水平成分） 水平距離：10m, 高さ：2.5±1.5m, 大地面無し 波源は全周波数帯域にわたって1Vrms正弦波 z y x y z 10m z=1m z=4m 計算条件 モデル（z=0.8m） 円筒側面における最大値を算出し，プロット。 32

ケーブル長の影響 前解析のモデルAにおいてケーブル長を30mm, 75mm, 150mm, 300mmと変化させた場合の電界の変化を調べる 解析周波数：500MHz ケーブル長 30mm (l/20) ケーブル長 75mm (l/8) ケーブル長 150mm (l/4) ケーブル長 300mm (l/2) x y z 33

ＰＣＢ周囲の電界（Ex） 30mm (l/20) 75mm (l/8) 150mm (l/4) 300mm (l/2) y x 34

電界の周波数特性(水平成分） 水平距離：10m, 高さ：2.5±1.5m, 大地面無し 波源は全周波数帯域にわたって1Vrms正弦波 z y x y z 10m z=1m z=4m 計算条件 モデル（z=0.8m） 円筒側面における最大値を算出し，プロット。 120 75mm 90 150mm V/m] 300mm m 30mm E [dB 60 30 500 1000 1500 2000 Frequency [MHz] 35

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