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電磁界シミュレータで学ぶアンテナ入門

電磁界シミュレータで学ぶアンテナ入門

  • 著者小暮 裕明小暮 芳江
  • 定価2,592円 (本体2,400円+税)
  • 判型A5
  • 256頁
  • ISBN978-4-274-06801-0
  • 発売日2010/03/17
  • 発行元オーム社

パソコンを使って確かめながら、アンテナ技術のポイントを着実に学べる!!

本書は、アンテナの基礎となるテーマを丁寧に解説し、その場でパソコンを使って確かめながら、アンテナ技術のポイントを学ぶことができる。また本書で解説する手順は、筆者等が指導しているプロのアンテナ設計現場でも主流のもので、携帯やRFIDタグ、地デジといった具体的なアンテナを教材としてしっかり学べば、その成果をすぐに現場で活かすことができる。
第1章 アンテナの周辺知識
1.1 電気回路とは
 1.1.1 平行2 線による回路
 1.1.2 グラウンド導体の役割
 1.1.3 基板の端にあるアンテナ
1.2 アンテナとは
 1.2.1 テレビアンテナ
 1.2.2 電波時計のアンテナ
 1.2.3 電波時計のコイルはアンテナなのか?
1.3 アンテナの基本形
 1.3.1 YAGI アンテナとは
 1.3.2 アンテナの電磁界シミュレーション
 1.3.3 アンテナの基本形
1.4 近傍界・遠方界とは
 1.4.1 近傍界と遠方界の境はどこか
第2章 アンテナと電波の関係
2.1 アンテナという大発明
 2.1.1 へルツの実験装置
 2.1.2 ヘルツの受波装置
 2.1.3 ヘルツの送波装置をシミュレーションする
 2.1.4 平行平板コンデンサからアンテナへ
 2.1.5 受波装置のシミュレーション
 2.1.6 長岡半太郎の追試
2.2 アンテナの種類と歴史
 2.2.1 マルコーニの登場
 2.2.2 非接地系の歴史
 2.2.3 開口面系のアンテナ
 2.2.4 グラウンドの役割
 2.2.5 人工グラウンドの電流
2.3 電界,磁界,電磁界そして電磁波
 2.3.1 ヘルツダイポールの周りにできる電界
 2.3.2 ダイポールからの放射
 2.3.3 ダイポールの周りにできる磁界
 2.3.4 電磁界そして電磁波
 2.3.5 難しい近傍界問題
2.4 電磁界シミュレータによるアンテナ設計
 2.4.1 基板で作るアンテナ
 2.4.2 電磁界シミュレータで設計できるアンテナ
 2.4.3 電界型アンテナの設計手順
 2.4.4 IC タグの微小ループ・アンテナのシミュレーション
第3章 ワイヤー系のアンテナ
3.1 ダイポール・アンテナのしくみ
 3.1.1 線状ダイポール・アンテナの定在波
 3.1.2 エレメント長の設計
 3.1.3 細い線のダイポール・アンテナ
 3.1.4 パラメータ機能を活用する
 3.1.5 インピーダンスを調べる
3.2 ループ・アンテナのしくみ
 3.2.1 クワッド・アンテナのシミュレーション
 3.2.2 マグネチック・ループ・アンテナとは
 3.2.3 微小ループ・アンテナのシミュレーション
 3.2.4 50 Ωに整合を取る回路
3.3 八木・宇田アンテナのしくみ
 3.3.1 反射器のしくみ
 3.3.2 導波器のしくみ
 3.3.3 ワイヤー系の八木・宇田アンテナのシミュレーション
3.4 重要なアンテナの入力インピーダンス
 3.4.1 50 Ωのダイポール・アンテナ
 3.4.2 バランとは何か
 3.4.3 整合負荷とは
 3.4.4 整合回路の必要性
3.5 入力インピーダンスの測定
 3.5.1 測定器の種類
第4章 基板系のアンテナ
4.1 基板の誘電体と波長短縮
 4.1.1 基板上のダイポール・アンテナ
 4.1.2 誘電体の波長短縮効果
 4.1.3 マイクロストリップ線路で調べる波長短縮効果
4.2 逆L アンテナのしくみ
 4.2.1 逆L アンテナとは
4.3 パッチ・アンテナのしくみ
 4.3.1 GPS 用のパッチ・アンテナ
 4.3.2 パッチ・アンテナの周りの電磁界
 4.3.3 パッチの寸法を決める
 4.3.4 基板上のパッチ・アンテナ
 4.3.5 整合の手法1
 4.3.6 微妙な給電位置の調整
 4.3.7 50 Ω線路の設計
 4.3.8 整合の手法2
4.4 誘電体材料の効果
 4.4.1 マイクロストリップ線路(MSL)の実効誘電率
 4.4.2 誘電体の損失tan δ
4.5 磁性体材料の効果
 4.5.1 磁性体の性質
 4.5.2 おサイフケータイで使われている磁性シート
 4.5.3 磁性誘電体とは
第5章 進行波アンテナ
5.1 配線路がアンテナに変身
 5.1.1 平行2 線路がアンテナになる
 5.1.2 配線路とアンテナの分かれ目
 5.1.3 進行波だけになる条件
5.2 共振しないアンテナとは
 5.2.1 テーパードスロット・アンテナ
 5.2.2 TSA の整合方法
5.3 蝶ネクタイ・アンテナのしくみ
 5.3.1 バイコニカル・アンテナとは
 5.3.2 有限長のバイコニカル・アンテナ
 5.3.3 エレメントを短くするとどうなるか?
 5.3.4 蝶ネクタイ・アンテナのシミュレーション
 5.3.5 スケルトンタイプの蝶ネクタイ・アンテナ
 5.3.6 さらに細いフレームエレメント
 5.3.7 三角アンテナでさらに小型化する
 5.3.8 フレアー角と帯域幅
 5.3.9 細いフレームエレメントの三角アンテナ
第6章 RFID システムのアンテナ
6.1 電磁誘導によるRFID システム
 6.1.1 ファラデーの電磁誘導の法則
 6.1.2 コイルの自己インダクタンス
 6.1.3 相互インダクタンスとは
 6.1.4 リーダライタのコイルとタグのコイルの結合度
 6.1.5 Sonnet Lite で結合係数k を求める
 6.1.6 13.56MHz 用のアンテナ(コイル)
6.2 UHF 帯RFID タグのアンテナ
 6.2.1 RFID タグの用途
 6.2.2 900MHz 帯の半波長ダイポール・アンテナ
 6.2.3 広帯域化の技法
 6.2.4 エレメントの位置を変えてみる
6.3 リーダとタグの偏波
 6.3.1 UHF 帯のRFID タグ
 6.3.2 卍形アンテナの設計
6.4 パッチ・アンテナによる円偏波の放射
 6.4.1 パッチ・アンテナのシミュレーションモデル
 6.4.2 右旋回と左旋回
6.5 通信距離の予測式
 6.5.1 UHF 帯のRFID タグの通信距離
第7章 電磁界シミュレータで調べるアンテナ特性
7.1 アンテナの放射効率
 7.1.1 放射効率の定義
 7.1.2 放射効率の測定方法
 7.1.3 電磁界シミュレーションによる方法
 7.1.4 パッチ・アンテナの放射効率
7.2 アンテナの利得
 7.2.1 利得の定義
 7.2.2 真の利得とは
 7.2.3 利得の測定方法
 7.2.4 アンテナは利得が高いほど高性能か
 7.2.5 反射板の効果と指向性
 7.2.6 2 つの金属壁でできる定在波
7.3 アンテナの帯域幅
 7.3.1 帯域幅の定義
 7.3.2 広帯域ダイポールの設計
 7.3.3 パッチ・アンテナの広帯域化
 7.3.4 ダブルパッチによる広帯域化
 7.3.5 パッチの並列配置
 7.3.6 短絡パッチによる広帯域化
7.4 3 つのパラメータの相互関係
 7.4.1 小型アンテナと3 つのパラメータ
第8章 アンテナの実際
8.1 UWB の超広帯域アンテナ
 8.1.1 パルス励振とは
 8.1.2 ログペリオディック(対数周期)・アンテナ
 8.1.3 ログペリオディック・アンテナの設計例
 8.1.4 自己補対アンテナ
 8.1.5 不平衡半台形ダイポール・アンテナ
8.2 地デジ用の受信アンテナ
 8.2.1 エレメントを網状にしたダイポール・アンテナ
 8.2.2 携帯用のワンセグ受信内蔵アンテナ
8.3 携帯電話のアンテナ
 8.3.1 メアンダ状モノポール・アンテナ
 8.3.2 グラウンド導体を持つメアンダ状モノポール・アンテナ
 8.3.3 周囲の金属の影響
 8.3.4 周囲の誘電体の影響
 8.3.5 整合回路の設計
8.4 IC カードサイズの小型アンテナ
 8.4.1 IC のインピーダンス
 8.4.2 リアクタンスを含むIC に整合を取る方法
 8.4.3 ダイポール・アンテナの形状だけで整合を取る方法
8.5 ますます広がるワイヤレスの世界
 8.5.1 増え続ける小型・内蔵アンテナ
Appendix
1. Sonnet Liteについて
2.用語解説
あとがき
参考文献
索引