図2-1にモーメント法のアンテナモデルを示します。
X一定面の中に多数のアンテナセルを置きます。
セルの有無は指定した確率でランダムにとります。
X=0面を無限大のグラウンド板とします。
給電点はアンテナ面の中央とグラウンド板の間にとります（同軸給電）。
表2-1に各パラメーターの値を示します。
| パラメーター | 値 |
|---|---|
| アンテナセル数Ay,Az | 10, 10 |
| アンテナセルサイズDy,Dz | 10mm, 10mm |
| アンテナセル確率 | 0.5 |
| アンテナセル分割数 | 1, 1 |
| アンテナ高さH | 20mm |
| 線分半径 | 2mm |
| グラウンド板 | X=0面無限大 |
| 給電点位置 | アンテナ面中央とグラウンド板の間 |
| 周波数 | 3GHz（λ=100mm） |
| 遠方界 | 0<θ<180度, -90<φ<+90度, 40x40分割 |
| 近傍界 | X=60mm面, -130<Y<+130mm,-130<Z<+130mm, 26x26分割 |
図2-2、図2-3に遠方界を示します。
X=0面が無限大のグラウンド板であるために+X半球面のみ意味があります。
図2-4、図2-5に近傍界を示します。
表2-2にモーメント法の計算時間の内訳を示します。
1000回の計算時間を1000で割った値です。
言語はCとPythonの2通りで実装しています[2]。
PythonではNumba[4]を使用しています。
| 言語 | 電流分布 | 遠方界 | 近傍界 | 合計 |
|---|---|---|---|---|
| C | 9.2 | 1.1 | 14.5 | 24.8 |
| Python | 8.1 | 6.7 | 76.1 | 90.9 |
図2-6にFDTD法のアンテナモデルを示します。
モーメント法と同じくX一定面の中に多数のアンテナセルを置きます。
セルの有無は指定した確率でランダムにとります。
X=0面を有限の大きさのグラウンド板とします。
給電点はアンテナ面の中央とグラウンド板の間にとります（同軸給電）。
誘電体基板の比誘電率と導電率は任意に設定できますが、
ここでは（誘電体が扱えない）モーメント法に合わせて誘電体は空気とします。
表2-3に各パラメーターの値を示します。
| パラメーター | 値 |
|---|---|
| アンテナセル数Ay,Az | 10, 10 |
| アンテナセル確率 | 0.5 |
| アンテナセル分割数 | 1, 1 |
| セルサイズDx,Dy,Dz | 10mm, 10mm, 10mm |
| FDTDセル数 | 19x26x26 |
| アンテナ高さH | 20mm |
| グラウンド板 | X=0面, 140x140mm |
| 誘電体基板 | 140x140mm, εr=1, σ=0S/m |
| 給電点位置 | アンテナ面中央とグラウンド板の間 |
| 吸収境界条件 | Mur一次 |
| タイムステップ数 | 1000 |
| 周波数 | 3GHz（λ=100mm） |
| 遠方界 | 0<θ<180度, -90<φ<+90度, 40x40分割 |
| 近傍界 | X=60mm面, -130<Y<+130mm,-130<Z<+130mm, 26x26分割 |
図2-7、図2-8に遠方界を示します。
図2-9、図2-10に近傍界を示します。
表2-4にFDTD法の計算時間の内訳を示します。
100回の計算時間を100で割った値です。
FDTD法では近傍界の計算は電磁界分布の計算に含まれています。
言語はCとPythonの2通りで実装しています[3]。
PythonではNumba[4]を使用しています。
| 言語 | 電磁界分布 | 遠方界 | 近傍界 | 合計 |
|---|---|---|---|---|
| C | 161 | 130 | - | 291 |
| Python | 246 | 145 | - | 391 |