8.3 扇型アンテナ

広帯域特性を有する扇型アンテナを考えます。([9] Chapter6)
図1の4ケースを考えます。
本ケースはデータ作成ライブラリを使用しています。
Aは3角形の上に丸いキャップを置いたものです。
BはAの3角形を横方向に丸くしたものです。
Cは放射パターンを水平面内無指向性(オムニ)にするために交差方向にも扇型を配置したものです。
Dは側面に角形ループを接続したものであり、以下で見るように特定の周波数で遮断されます。
扇型の外形寸法は4ケースとも同じく高さ=44mm、幅=38mmです。

図1 アンテナ形状

図2はVSWRです。
BはAと比べてVSWRが小さくなり、CはBと比べるとVSWRが小さくなります。
Dでは特定の周波数(4.7GHz)でVSWRが大きくなります。 Dのループの周囲長は4*36=144mmであり、これはこの周波数の波長64mmの2.25倍です。

図2 VSWR (1-11GHz, Z0=50Ω)

◆入力データ(右クリック+[保存])
Fan_triangle.ofd, Fan.ofd, Fan_X.ofd, Fan_X_W.ofd

◆データ作成ライブラリ用ソースコード(右クリック+[保存])
Fan.c

図3はアンテナBをOpenFDTDとOpenMOMで計算した結果です。
低周波で違いが見られますが、高周波では広い帯域で整合がとれていることが一致しています。

図3 VSWRのOpenFDTDとOpenMOMの比較 (アンテナB, 1-11GHz, Z0=50Ω)