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アンテナ結合度とフリースの伝達公式

EEM-MOMとEEM-FDMには複数のアンテナ間の結合度を計算する機能があります。 一方、EEM-RTMでは受信電力をFriisの伝達公式を用いて計算します。
ここでは両者の値が一致することを示します。
図1はEEM-MOM、図2はEEM-FDMでの2つのダイポールアンテナの計算モデルです。
一方のダイポールアンテナを中心で給電し、 他方のダイポールアンテナの中心に整合抵抗75Ωを置きます。
アンテナの長さはどちらも共振長(半波長より少し短い)とします。
また、EEM-FDMでは結合度を精度よく計算するためには、解析領域をやや大きめにとり、 吸収境界条件はPMLを指定する必要があります。

2つのアンテナ間のFriisの伝達公式は以下のようになります。
Pr / Pt = Gt Gr (λ/(4πd))^2
ここで、Pt:送信電力、Pr:受信電力、d:アンテナ間の距離、 Gt:送信アンテナ絶対利得、Gr:受信アンテナ絶対利得です。
この式に、d=3m、f=300MHz(λ=1m)、Gt=Gr=1.64 を代入すると、
Pr / Pt = 1.64 * 1.64 * (1/(4π*3))^2 = 1.892e-3 = -27.2dB
となります。

一方、上の条件で計算を行うと、 EEM-MOMでの結合度は-27.3dB、EEM-FDMでの結合度は-27.4dBとなります。
以上から、結合度はFriisの伝達公式(Pr/Pt)と一致することがわかります。

◆入力データ(右クリック+保存)
EEM-MOM用
EEM-FDM用

図1 2つのダイポールアンテナ(EEM-MOM)

図2 2つのダイポールアンテナ(EEM-FDM)