電磁界解析プリント逆Ｆ型アンテナの小型化設計

内蔵アンテナを設計したいが、アンテナに与えられたスペースが小さく、どのように小型化すればよいか分からない。
構造パラメータを変化させたときの特性の変化をあらかじめ把握したい。
性能が良い小型アンテナを設計したい。

アンテナを小型化すると、入力インピーダンスが小さくなりアンテナ特性が劣化します。また、アンテナは周囲の構造物の影響により特性が大きく変化します。そのため、アンテナのどのパラメータを調整すれば特性を合わせることができるのか、を把握しておくことが大変重要です。

事例では、アンテナの構造値を変数として定義し、各構造値を変化させたときの特性の変化の具合を明らかにしています。小型化したときに特性がどのように変化するのか、変化した特性を改善するためには、どこを調整すればよいのかが分かり、設計が容易になります。

解析モデル

(a) アンテナの高さを変化
（クリックで動画表示）

(b) 給電点とショートの間隔を変化
（クリックで動画表示）

解析結果

各構造パラメータに対する特性の変化

(a) アンテナの高さを変化させたときのスミスチャートの変化

アンテナの高さが低くなると、スミスチャートの円が大きくなり、入力インピーダンスが小さくなっていくことがわかります。

(b) 給電点とショートの間隔を変化させたときのスミスチャートの変化

逆Ｆのショートの位置を調整することで、スミスチャートの円を小さくし、入力インピーダンスをステップアップさせることができます。

アンテナの全長を変化させて、所望の周波数に合わせます。

プリント逆Ｆ型アンテナの最終特性

(a) スミスチャート

(b) リターンロス特性

(d) 電流分布
（クリックで動画表示）

効果
小型内蔵アンテナを配置する環境では、周囲に部品が多く、アンテナ特性に大きく影響を与えます。構造パラメータによる特性の変化が把握できていれば、小型化設計を容易にすると共に、周囲の影響により劣化した特性をいち早く改善することが可能です。

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