放射パターン — CAE用語解説
放射パターン
アンテナの電磁波放射方向特性
アンテナの放射パターンって、どういう情報を表しているんですか？
アンテナから放射される電磁波の強度が方向によってどう変わるかを3次元（または2D断面）で表したものだよ。主ローブ（最大放射方向）、サイドローブ、バックローブ、ヌル（放射ゼロの方向）などの特徴が読み取れる。携帯電話の基地局アンテナや衛星通信パラボラアンテナの設計では放射パターンが品質の核心だ。
電磁界シミュレーションで放射パターンを計算するにはどうするんですか？
HFSSやCST Studioなどの3D電磁界ソルバーでアンテナモデルを計算すると、遠方界（Far Field）の放射強度が自動で計算される。近傍界（Near Field）の結果をフーリエ変換で遠方界に変換する方法もある。重要な出力指標はゲイン（dBi）、放射効率、ビーム幅（Half Power Beam Width）などだ。
5GアンテナとMIMO設計
5Gのフェーズドアレイアンテナではどんな解析をするんですか？
複数のパッチアンテナを配列して各素子の位相を電子制御でビームを形成するフェーズドアレイでは、素子間の相互結合（Mutual Coupling）が放射パターンに影響する。電磁界シミュレーションでSパラメータ行列と放射パターンを同時解析して最適なアレイ配置と位相制御を決定する設計フローが一般的だ。
モデルと実測の放射パターンが合わないときはどうすればいいですか？
シミュレーションモデルの誘電率・タンジェント損失の精度が原因のことが多い。基板材料のRF特性を正確に測定して入力することが第一だ。コネクタやケーブルの影響を無視しているとバックローブに差が出やすい。アンテナ周辺の金属筐体を含めたモデル化で精度が改善するケースも多い。
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