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山型フェライト電波吸収体

2次元モデル

図1は山型フェライトの2次元モデルです。奥行き方向に一様に無限に長いモデルです。
入射方向を垂直入射(真上から)に限定すると、1個の山型のみを入力し、 左右の境界に周期境界条件を設定することによって短時間で計算することができます。
底面に完全導体を置き、その上に厚さ50mmの平板状の磁性体、 さらにその上に底辺=100mm、高さ=150mmの山型の磁性体を置きます。
磁性体の比誘電率=10、導電率=0.2[S/m]、比透磁率=10、導磁率=30000[1/Sm]とします。
図2は反射係数の周波数特性です。ここでP偏波は電界が一様方向に垂直な場合、 S偏波は平行な場合です。
図より周波数が高いほど反射係数が小さいことがわかります。
図3,図4はS偏波とP偏波のときの電界分布です。
S偏波のときは山の頂点で吸収され、 P偏波のときは山の中間の空間を伝搬する間に吸収されることがわかります。


図1 2次元計算モデル(2方向周期境界条件)

図2 反射係数の周波数特性(100-1000MHz)

図3 電界分布(S偏波、300MHz)

図4 電界分布(P偏波、300MHz)

3次元モデル

図5は山型フェライトの3次元モデルです。
入射方向を垂直入射(真上から)に限定すると、1個の山型のみを入力し、 側面の両方向の境界に周期境界条件を設定することによって短時間で計算することができます。
山型の大きさと磁性体の誘電率と透磁率は2次元モデルと同じです。
図6は反射係数の周波数特性です。2次元モデルより大幅に小さいことがわかります。
図7,図8,図9は300,600,900MHzでの電界分布です。 周波数が高くなると頂点付近に電界が集中することがわかります。 このために反射係数が小さくなります。
図13は参考までに山型部を除いたときの反射係数です。 図6と比べると山型部は高い周波数で反射係数を小さくする効果があることがわかります。


図5 3次元計算モデル(2方向周期境界条件)

図6 反射係数の周波数特性(100-1000MHz)

図7 電界分布(H面、300MHz)

図8 電界分布(E面、300MHz)

図9 電界分布(H面、600MHz)

図10 電界分布(E面、600MHz)

図11 電界分布(H面、900MHz)

図12 電界分布(E面、900MHz)

図13 反射係数の周波数特性(100-1000MHz、山型部がないとき)

◆入力データ: 2次元モデル3次元モデル