電磁波 — CAE用語解説

電磁波はマクスウェル方程式が記述する電場Eと磁場Hの波動で、周波数によって無線通信（kHz〜GHz）、マイクロ波（GHz〜THz）、赤外線、可視光、X線まで幅広い範囲をカバーする。CAE解析での主な用途は——①アンテナ・RF回路設計：放射パターン、Sパラメータ、インピーダンス整合をFDTDやFEMで解析する。②EMC試験の事前評価：筐体からの意図しない電磁放射や伝導ノイズを予測する。③レーダー断面積（RCS）計算：航空機や車両の電磁波反射特性を評価する。代表ツールはCST Studio、Ansys HFSS、OpenEMSだよ。

FDTDはYee格子という直交格子上で時間領域をステップ的に計算する手法で、広帯域特性（インパルス応答→FFTで全周波数特性が一度に得られる）の計算に向いている。構造が複雑でも格子が直交だからメッシュ生成が簡単なのも利点だ。FEMは任意形状のメッシュを使えて境界条件が扱いやすく、単一周波数の高精度計算（アンテナの共振解析、フィルター特性など）に強い。境界要素法（MoM）は均質媒体中の散乱問題（RCS計算など）に適している。CSTはFDTDが主エンジン、HFSSはFEMが主エンジンという使い分けだね。