1993 Fiscal Year Annual Research Report
電磁界の幾何光学的解法における等価端部電磁流法の確立
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04452182
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安藤 真 東京工業大学, 工学部, 助教授 (90159533)
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| Keywords | 等価端部電磁流法 / 疑似透過波 / 開口面法 / 修正エッジ法 / 高周波近似 / 回折理論 / 物理光学近似 / フリンジ波 |
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| Research Abstract |
等価端部電磁流法(MEC)は、電磁界解析において散乱体稜線に沿った等価端部電磁流の線積分により回折界を表現する方法であり、高周波光線理論である幾何光学的回折理論(GTD)の見通しの良さを保ちつつ、その適用範囲や精度を飛躍的に高める計算法である。本研究はMECの確立を目的とし、振る舞いの良い高精度の等価端部電磁流の導出を行ったものである。具体的には以下の成果が得られた。
1.物理光学成分に対する「修正エッジ法」に続き、摂動フリンジ成分に対する近似的な「修正エッジ法」を提案した。その結果、修正エッジと真のエッジとのなす角度を用いて、特殊な関数を使うことなく精度の良い等価波源を構成することができた。円板や矩形板などの代表的な散乱体について精度を確認した。
2.提案した等価端部電磁流の精度比較を、時間領域の電磁界測定によりおこなった。しかし回折波の測定には電波暗室の反射減衰量が不足していることが判明し、暗室の改良を継続している。
3.物理光学法の「疑似透過光」による誤差を詳細に数値実験により検証した。曲面に対する物理光学法の誤差についての定量的検討を行い、物理光学法の誤差を初めて解析的に陽表現できた。
4.等価端部電磁流をホイヘンスの波源とみなし、停留点を視覚的に理解できるよう画像表現ソフトウェアを開発した。電磁界理論における視覚と、良く知られるコンピュータグラフィクスにおける視覚の対応を明らかにした。一例として、物理光学法の「疑似透過波」による誤差を視覚化した。
5.物理光学法、開口面法など、従来の各種高周波数値解法に対する等価端部電磁流の一様表現を導出した。これらを用いたMECにより、上記各種数値解法の誤差特性(特に偏波特性)や等価性を評価した。
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[Publications] Tsutomu Murasaki: "Equivalent Edge Currents for Modified Edge Representation of Flat Plates:Fringe Wave Components" IEICE Transactions on Electronics. E76-C. 1412-1419 (1993)
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[Publications] Masayuki Oodo: "Errors of Physical Optics in Shadow Region:-Fictitious Penetrating Rays-" IEICE Transactions on Electronics. (掲載予定). (1994)
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[Publications] Makoto Ando: "Pattern Analysis of a GPS Microstrip Antenna on a Rectangular Ground Plane by using Modified Edge Representation" IEICE Transactions on Communications. (掲載予定). (1994)
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[Publications] Keiichi Natsuhara: "Radiation Pattern Analysis of a Microstrip Antenna Mounted on the Roof of a Car Model" IEICE Transactions on Communications. (掲載予定). (1994)
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[Publications] Masayuki Oodo: "Uniform Diffraction Coefficients of Physical Optics for Impedance Surfaces" 1993 International Symposium on Antennas and Propagation. 1730-1733 (1993)
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[Publications] Makoto Ando: "GTD Pattern Analysis of Antennas on a Finite Ground Plane by using Modified Edge Representation" 1993 International Conference on Antennas and Propagation. 967-970 (1993)
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[Publications] 大堂 雅之: "反射鏡アンテナの解析における物理光学法と開口面法:-回折理論的考察-" 電子情報通信学会、信学技報. A・P93-69. 35-40 (1993)
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[Publications] 大堂 雅之: "開口面法における積分面の定義と物理光学法との等価性について-オフセットパラボラアンテナの場合-" 電気学会、電磁界理論研究会資料. EMT-93-100. 31-39 (1993)
