JP3443162B2 - 電磁界強度算出装置 - Google Patents
電磁界強度算出装置Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モーメント法に基づい
て電気回路装置の放射する電磁界強度を算出する電磁界
強度算出装置に関し、特に、高精度を実現しつつ高速に
電磁界強度を算出できるようにする電磁界強度算出装置
に関する。
て電気回路装置の放射する電磁界強度を算出する電磁界
強度算出装置に関し、特に、高精度を実現しつつ高速に
電磁界強度を算出できるようにする電磁界強度算出装置
に関する。
【０００２】電気回路装置から不要放射される電波は、
テレビやラジオ等の他の電波と干渉することから、最
近、各国で厳しく規制されるようになってきた。このよ
うな規制の規格として、日本ではＶＣＣＩ規格があり、
米国ではＦＣＣ規格があり、ドイツではＶＤＥ規格があ
る。
テレビやラジオ等の他の電波と干渉することから、最
近、各国で厳しく規制されるようになってきた。このよ
うな規制の規格として、日本ではＶＣＣＩ規格があり、
米国ではＦＣＣ規格があり、ドイツではＶＤＥ規格があ
る。
【０００３】このような電波規制を満足させるために
は、シールド技術やフィルタ技術等のような種々の対策
技術を使う必要があり、これらの対策技術がどの程度電
波を減少させるかを定量的にシミュレートしていく必要
がある。これから、高い精度でもって電気回路装置の放
射する電磁界強度をシュレートできるようにする電磁界
強度算出装置の構築が叫ばれている。
は、シールド技術やフィルタ技術等のような種々の対策
技術を使う必要があり、これらの対策技術がどの程度電
波を減少させるかを定量的にシミュレートしていく必要
がある。これから、高い精度でもって電気回路装置の放
射する電磁界強度をシュレートできるようにする電磁界
強度算出装置の構築が叫ばれている。
【０００４】
【従来の技術】任意形状の物体から放射される電磁界強
度は、物体各部に流れる電流が分かれば、公知の理論式
を用いて容易に計算することができる。この電流値は、
理論的には、マックスウェルの電磁波動方程式を与えら
れた境界条件の下で解くことで得られるものであるが、
任意形状物体を対象とした複雑な境界条件の下での直接
的な数式解は現在知られていない。
度は、物体各部に流れる電流が分かれば、公知の理論式
を用いて容易に計算することができる。この電流値は、
理論的には、マックスウェルの電磁波動方程式を与えら
れた境界条件の下で解くことで得られるものであるが、
任意形状物体を対象とした複雑な境界条件の下での直接
的な数式解は現在知られていない。
【０００５】従って、現在の電磁界強度算出装置で用い
られている電流を求める解法は、難易の程度はあるにせ
よ、すべて近似的なものである。現在、この近似的な解
法として、微小ループアンテナ近似法と、分布定数線路
近似法と、モーメント法という３種類のものが知られて
いる。
られている電流を求める解法は、難易の程度はあるにせ
よ、すべて近似的なものである。現在、この近似的な解
法として、微小ループアンテナ近似法と、分布定数線路
近似法と、モーメント法という３種類のものが知られて
いる。
【０００６】微小ループアンテナ近似法は、波源回路と
負荷回路との間を接続する配線をループアンテナとして
扱い、ループ上の電流は平坦なものと仮定して、これを
集中定数回路の計算手法で求める方法である。図１４
に、この微小ループアンテナ近似法の構成を図示する。
負荷回路との間を接続する配線をループアンテナとして
扱い、ループ上の電流は平坦なものと仮定して、これを
集中定数回路の計算手法で求める方法である。図１４
に、この微小ループアンテナ近似法の構成を図示する。
【０００７】この微小ループアンテナ近似法による計算
は、最も簡単であるが、ループの寸法が電磁波の波長に
比べて無視できない条件では精度が極めて低下すること
から、現実には殆ど用いられていない。
は、最も簡単であるが、ループの寸法が電磁波の波長に
比べて無視できない条件では精度が極めて低下すること
から、現実には殆ど用いられていない。
【０００８】一方、分布定数線路近似法は、１次元の構
造物として近似できる物体に対して、分布定数線路の方
程式を適用することで電流を求める方法である。計算は
比較的簡単であり、計算時間及び記憶容量も解析要素数
にほぼ比例して増加するに止まり、線路の反射や共振等
の現象も含めた解析ができることから、１次元の近似が
成立する物体については、高速・高精度の解析ができ
る。図１５に、この分布定数線路近似法の構成を図示す
る。
造物として近似できる物体に対して、分布定数線路の方
程式を適用することで電流を求める方法である。計算は
比較的簡単であり、計算時間及び記憶容量も解析要素数
にほぼ比例して増加するに止まり、線路の反射や共振等
の現象も含めた解析ができることから、１次元の近似が
成立する物体については、高速・高精度の解析ができ
る。図１５に、この分布定数線路近似法の構成を図示す
る。
【０００９】この分布定数線路近似法による計算は、１
次元の構造物として近似できる物体については、高速・
高精度の解析ができるものの、近似できない物体につい
ては解析できないという問題点がある。
次元の構造物として近似できる物体については、高速・
高精度の解析ができるものの、近似できない物体につい
ては解析できないという問題点がある。
【００１０】一方、モーメント法は、マックスウェルの
電磁波動方程式から導かれる積分方程式の解法の１つで
あり、３次元の任意形状物体を扱うことができる。具体
的には、物体を小さな要素に分割して電流の計算を行う
ものである。
電磁波動方程式から導かれる積分方程式の解法の１つで
あり、３次元の任意形状物体を扱うことができる。具体
的には、物体を小さな要素に分割して電流の計算を行う
ものである。
【００１１】このように、モーメント法が３次元の任意
形状物体を扱えることから、電磁界強度算出装置では、
モーメント法を使って、電気回路装置の放射する電磁界
強度を算出するという構成が有力である。
形状物体を扱えることから、電磁界強度算出装置では、
モーメント法を使って、電気回路装置の放射する電磁界
強度を算出するという構成が有力である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁界強度算出装置では、モーメント法を適用すべく電
気回路装置をメッシュ化していくときに、規定の縦横比
（アスペクト化）を持つようにと各部分をそのまま単純
に矩形に分割していくという方法を採っている。すなわ
ち、電気回路装置の持つプリント板についても、電流の
向きを考慮することなく、図１６に示すように、規定の
縦横比を持つようにと各部分をそのまま一律に矩形に分
割していく方法を採っているのである。
電磁界強度算出装置では、モーメント法を適用すべく電
気回路装置をメッシュ化していくときに、規定の縦横比
（アスペクト化）を持つようにと各部分をそのまま単純
に矩形に分割していくという方法を採っている。すなわ
ち、電気回路装置の持つプリント板についても、電流の
向きを考慮することなく、図１６に示すように、規定の
縦横比を持つようにと各部分をそのまま一律に矩形に分
割していく方法を採っているのである。
【００１３】そして、従来の電磁界強度算出装置では、
電気回路装置の持つプリント板に存在する誘電体につい
ても、そのままメッシュ化する構成を採って、その表面
に流れる等価電流及び等価磁流を未知数とするモーメン
ト法の連立方程式を導出して、それを解いていくという
方法を採っている。
電気回路装置の持つプリント板に存在する誘電体につい
ても、そのままメッシュ化する構成を採って、その表面
に流れる等価電流及び等価磁流を未知数とするモーメン
ト法の連立方程式を導出して、それを解いていくという
方法を採っている。
【００１４】これから、従来の電磁界強度算出装置で
は、メッシュの数が多くなることで、モーメント法の連
立方程式を解くのに時間がかかるととともに、メモリ消
費量も大きいという問題点があった。
は、メッシュの数が多くなることで、モーメント法の連
立方程式を解くのに時間がかかるととともに、メモリ消
費量も大きいという問題点があった。
【００１５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、モーメント法に基づいて電気回路装置の放射
する電磁界強度を算出する構成を採るときにあって、高
精度を実現しつつ高速に電磁界強度を算出できるように
する新たな電磁界強度算出装置の提供を目的とする。
であって、モーメント法に基づいて電気回路装置の放射
する電磁界強度を算出する構成を採るときにあって、高
精度を実現しつつ高速に電磁界強度を算出できるように
する新たな電磁界強度算出装置の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理構成
を図示する。図中、１は本発明により構成される電磁界
強度算出装置であって、モーメント法に基づいて解析対
象となる電気回路装置の放射する電磁界強度を算出す
る。
を図示する。図中、１は本発明により構成される電磁界
強度算出装置であって、モーメント法に基づいて解析対
象となる電気回路装置の放射する電磁界強度を算出す
る。
【００１７】この電磁界強度算出装置１は、解析対象と
なる電気回路装置の構造体の電子データを入力する入力
手段１０と、入力された電気回路装置の持つプリント板
の構造体を変更したり、入力された電気回路装置の構造
体をメッシュに分割する処理を行う前処理手段１１と、
前処理手段１１による前処理の施された電気回路装置の
構造体を解析対象として、モーメント法の連立方程式を
導出し、それを解くことで解析対象となる電気回路装置
の放射する電磁界強度を算出する電磁界強度算出手段１
２と、算出された電磁界強度を出力する出力手段１３と
を備える。
なる電気回路装置の構造体の電子データを入力する入力
手段１０と、入力された電気回路装置の持つプリント板
の構造体を変更したり、入力された電気回路装置の構造
体をメッシュに分割する処理を行う前処理手段１１と、
前処理手段１１による前処理の施された電気回路装置の
構造体を解析対象として、モーメント法の連立方程式を
導出し、それを解くことで解析対象となる電気回路装置
の放射する電磁界強度を算出する電磁界強度算出手段１
２と、算出された電磁界強度を出力する出力手段１３と
を備える。
【００１８】前処理手段１１は、変換手段１１０や、削
除手段１１１や、分割手段１１２を備える。この変換手
段１１０は、必要に応じて、電気回路装置の持つプリン
ト板に存在する金属の面パターンを線パターンに変換し
たり、プリント板に存在する誘電体を等価な容量を持つ
コンデンサに変換したりする。
除手段１１１や、分割手段１１２を備える。この変換手
段１１０は、必要に応じて、電気回路装置の持つプリン
ト板に存在する金属の面パターンを線パターンに変換し
たり、プリント板に存在する誘電体を等価な容量を持つ
コンデンサに変換したりする。
【００１９】削除手段１１１は、必要に応じて、電気回
路装置の持つプリント板に存在する誘電体の内、特定の
ものについては存在しないものとみなす処理を行う。分
割手段１１２は、入力された電気回路装置の構造体を規
定のアルゴリズムに従ってメッシュに分割する。
路装置の持つプリント板に存在する誘電体の内、特定の
ものについては存在しないものとみなす処理を行う。分
割手段１１２は、入力された電気回路装置の構造体を規
定のアルゴリズムに従ってメッシュに分割する。
【００２０】
【作用】本発明では、入力手段１０により解析対象とな
る電気回路装置の構造体が入力されると、前処理手段１
１の変換手段１１０は、端末の発行する指示に応答し
て、電気回路装置の持つプリント板に存在する金属の面
パターンを、特性インピーダンスが概略等しくなる線パ
ターンに変換したり、プリント板に存在する誘電体を、
その誘電体を挟む金属パターンが持つ真空中の単位長さ
当たりの容量をＣ0、実効誘電率をεeff で表すなら
ば、単位長さ当たりの容量が「ΔＣ＝Ｃ0(εeff −
１）」で表される等価な容量のコンデンサに変換してい
く。
る電気回路装置の構造体が入力されると、前処理手段１
１の変換手段１１０は、端末の発行する指示に応答し
て、電気回路装置の持つプリント板に存在する金属の面
パターンを、特性インピーダンスが概略等しくなる線パ
ターンに変換したり、プリント板に存在する誘電体を、
その誘電体を挟む金属パターンが持つ真空中の単位長さ
当たりの容量をＣ0、実効誘電率をεeff で表すなら
ば、単位長さ当たりの容量が「ΔＣ＝Ｃ0(εeff −
１）」で表される等価な容量のコンデンサに変換してい
く。
【００２１】この変換手段１１０による変換処理に従っ
て、電気回路装置の持つプリント板の構造が等価な構造
を持ちつつ簡略なものに変換されることになる。一方、
前処理手段１１の削除手段１１１は、端末の発行する指
示に応答して、電気回路装置の持つプリント板に存在す
る誘電体の内、その誘電体を挟む金属パターンから規定
以上離れる領域のものについては、その表面にほとんど
等価電流及び等価磁流が流れないことから存在しないも
のとみなしていく。
て、電気回路装置の持つプリント板の構造が等価な構造
を持ちつつ簡略なものに変換されることになる。一方、
前処理手段１１の削除手段１１１は、端末の発行する指
示に応答して、電気回路装置の持つプリント板に存在す
る誘電体の内、その誘電体を挟む金属パターンから規定
以上離れる領域のものについては、その表面にほとんど
等価電流及び等価磁流が流れないことから存在しないも
のとみなしていく。
【００２２】この削除手段１１１による削除処理に従っ
て、電気回路装置の持つプリント板の構造が実質同一の
まま簡略なものに変換されることになる。一方、前処理
手段１１の分割手段１１２は、メッシュに分割していく
ときにあって、端末の発行する指示に応答して、電気回
路装置の持つプリント板に存在するグランド層の内の金
属パターンとの接続領域については、接続点との間の電
流の入出流形態にほぼ従う形状で分割する。また、端末
の発行する指示に応答して、プリント板に存在するグラ
ンド層の内の金属パターンと対向する領域については、
その金属パターンと平行形状を有して、その形状幅がそ
の金属パターンから離れるに従って大きなものとなるよ
うにと分割する。また、前処理手段１１の分割手段１１
２は、誘電体がコンデンサに変換されるときにあって、
プリント板に存在するグランド層の内の変換コンデンサ
との接続領域については、後述するように、接続点との
間の電流の入出流形態にほぼ従う形状で分割することが
ある。
て、電気回路装置の持つプリント板の構造が実質同一の
まま簡略なものに変換されることになる。一方、前処理
手段１１の分割手段１１２は、メッシュに分割していく
ときにあって、端末の発行する指示に応答して、電気回
路装置の持つプリント板に存在するグランド層の内の金
属パターンとの接続領域については、接続点との間の電
流の入出流形態にほぼ従う形状で分割する。また、端末
の発行する指示に応答して、プリント板に存在するグラ
ンド層の内の金属パターンと対向する領域については、
その金属パターンと平行形状を有して、その形状幅がそ
の金属パターンから離れるに従って大きなものとなるよ
うにと分割する。また、前処理手段１１の分割手段１１
２は、誘電体がコンデンサに変換されるときにあって、
プリント板に存在するグランド層の内の変換コンデンサ
との接続領域については、後述するように、接続点との
間の電流の入出流形態にほぼ従う形状で分割することが
ある。
【００２３】この分割手段１１２による分割処理に従っ
て、同一精度を維持しつつ、従来よりも大きなサイズの
メッシュに分割していくことが可能になる。前処理手段
１１の処理が終了すると、電磁界強度算出手段１２は、
先ず最初に、金属のみを解析対象とする場合には、要素
間の相互係数として、要素間の相互インピーダンスを算
出し、金属と誘電体とを解析対象とする場合には、要素
間の相互係数として、要素間の相互インピーダンス，相
互アドミッタンス，相互リアクションを算出する。
て、同一精度を維持しつつ、従来よりも大きなサイズの
メッシュに分割していくことが可能になる。前処理手段
１１の処理が終了すると、電磁界強度算出手段１２は、
先ず最初に、金属のみを解析対象とする場合には、要素
間の相互係数として、要素間の相互インピーダンスを算
出し、金属と誘電体とを解析対象とする場合には、要素
間の相互係数として、要素間の相互インピーダンス，相
互アドミッタンス，相互リアクションを算出する。
【００２４】続いて、電磁界強度算出手段１２は、算出
した相互係数を用いて、金属のみを解析対象とする場合
には、金属に流れる電流を未知数とするモーメント法の
連立方程式を導出し、金属と誘電体とを解析対象とする
場合には、金属に流れる電流と、誘電体の表面に流れる
等価電流，等価磁流とを未知数とするモーメント法の連
立方程式を導出する。
した相互係数を用いて、金属のみを解析対象とする場合
には、金属に流れる電流を未知数とするモーメント法の
連立方程式を導出し、金属と誘電体とを解析対象とする
場合には、金属に流れる電流と、誘電体の表面に流れる
等価電流，等価磁流とを未知数とするモーメント法の連
立方程式を導出する。
【００２５】続いて、電磁界強度算出手段１２は、導出
したモーメント法の連立方程式を解くことで、金属のみ
を解析対象とする場合には、金属に流れる電流を算出
し、金属と誘電体とを解析対象とする場合には、金属に
流れる電流と、誘電体の表面に流れる等価電流，等価磁
流とを算出して、この算出値から電気回路装置の放射す
る電磁界強度を計算する。
したモーメント法の連立方程式を解くことで、金属のみ
を解析対象とする場合には、金属に流れる電流を算出
し、金属と誘電体とを解析対象とする場合には、金属に
流れる電流と、誘電体の表面に流れる等価電流，等価磁
流とを算出して、この算出値から電気回路装置の放射す
る電磁界強度を計算する。
【００２６】そして、この計算結果を受けて、出力手段
１３は、計算された電磁界強度を例えば図式化して出力
する。このように、本発明では、モーメント法に基づい
て電気回路装置の放射する電磁界強度を算出するときに
あって、電気回路装置の持つプリント板を等価な簡略構
造に変換したり、実質同一の簡略構造に変換したり、電
流の流れを考慮しつつメッシュ化することで、同一精度
を維持しつつメッシュの数を大幅に減らすことができる
ようになることから、高精度を実現しつつ高速に電磁界
強度を算出できるようになる。
１３は、計算された電磁界強度を例えば図式化して出力
する。このように、本発明では、モーメント法に基づい
て電気回路装置の放射する電磁界強度を算出するときに
あって、電気回路装置の持つプリント板を等価な簡略構
造に変換したり、実質同一の簡略構造に変換したり、電
流の流れを考慮しつつメッシュ化することで、同一精度
を維持しつつメッシュの数を大幅に減らすことができる
ようになることから、高精度を実現しつつ高速に電磁界
強度を算出できるようになる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図１でも説明したように、本発明では、解析対象と
なる電気回路装置の持つプリント板を、等価な簡略構造
に変換したり、実質同一の簡略構造に変換したり、電流
の流れを考慮しつつメッシュ化する構成を採るものであ
る。
る。図１でも説明したように、本発明では、解析対象と
なる電気回路装置の持つプリント板を、等価な簡略構造
に変換したり、実質同一の簡略構造に変換したり、電流
の流れを考慮しつつメッシュ化する構成を採るものであ
る。
【００２８】図２に、この処理を実行するプリント板モ
デル生成機構２０の一実施例を図示する。この実施例の
プリント板モデル生成機構２０は、プリント板のＣＡＤ
データを受け取る入力処理部２１と、プリント板に存在
する金属伝送路パターンのパターンモデルを生成するパ
ターンモデル生成部２２と、プリント板に存在する誘電
体の誘電体モデルを生成する誘電体モデル生成部２３
と、プリント板に存在するグランド層のグランド層モデ
ルを生成するグランド層モデル生成部２４と、モーメン
ト法の計算機構に渡すデータを編集するデータ編集処理
部２５と、端末３０の発行する選択指示をパターンモデ
ル生成部２２，誘電体モデル生成部２３，グランド層モ
デル生成部２４に通知する選択指示部２６とから構成さ
れている。
デル生成機構２０の一実施例を図示する。この実施例の
プリント板モデル生成機構２０は、プリント板のＣＡＤ
データを受け取る入力処理部２１と、プリント板に存在
する金属伝送路パターンのパターンモデルを生成するパ
ターンモデル生成部２２と、プリント板に存在する誘電
体の誘電体モデルを生成する誘電体モデル生成部２３
と、プリント板に存在するグランド層のグランド層モデ
ルを生成するグランド層モデル生成部２４と、モーメン
ト法の計算機構に渡すデータを編集するデータ編集処理
部２５と、端末３０の発行する選択指示をパターンモデ
ル生成部２２，誘電体モデル生成部２３，グランド層モ
デル生成部２４に通知する選択指示部２６とから構成さ
れている。
【００２９】図３に、パターンモデル生成部２２の実行
する処理フローの一実施例、図４に、誘電体モデル生成
部２３の実行する処理フローの一実施例、図５に、グラ
ンド層モデル生成部２４の実行する処理フローの一実施
例を図示する。次に、これらの処理フローに従って、本
発明を詳細に説明する。
する処理フローの一実施例、図４に、誘電体モデル生成
部２３の実行する処理フローの一実施例、図５に、グラ
ンド層モデル生成部２４の実行する処理フローの一実施
例を図示する。次に、これらの処理フローに従って、本
発明を詳細に説明する。
【００３０】パターンモデル生成部２２は、図３の処理
フローに示すように、先ず最初に、ステップ１で、入力
処理部２１から周波数，パターン座標，パターン要素種
類等のプリント板情報を受け取り、周波数を抽出して波
長λを算出する。続いて、ステップ２で、受け取ったプ
リント板の持つ金属伝送路パターンを、例えば最も長い
ものでも波長λの１／１０以下になるようにと分割する
ことで、金属伝送路パターンをメッシュ化する。
フローに示すように、先ず最初に、ステップ１で、入力
処理部２１から周波数，パターン座標，パターン要素種
類等のプリント板情報を受け取り、周波数を抽出して波
長λを算出する。続いて、ステップ２で、受け取ったプ
リント板の持つ金属伝送路パターンを、例えば最も長い
ものでも波長λの１／１０以下になるようにと分割する
ことで、金属伝送路パターンをメッシュ化する。
【００３１】続いて、ステップ３で、選択指示部２６か
らの金属伝送路パターン要素の選択指示が面要素指示で
あるのか線要素指示であるのかを判断して、面要素指示
であることを判断するとき、すなわち、メッシュ化した
面要素の金属伝送路パターンをそのまま使うという選択
指示であることを判断するときには、ステップ４に進ん
で、パターン幅，パターン座標を抽出し、続くステップ
５で、この抽出したパターン幅，パターン座標を使って
面要素の金属伝送路パターンを生成して処理を終了す
る。
らの金属伝送路パターン要素の選択指示が面要素指示で
あるのか線要素指示であるのかを判断して、面要素指示
であることを判断するとき、すなわち、メッシュ化した
面要素の金属伝送路パターンをそのまま使うという選択
指示であることを判断するときには、ステップ４に進ん
で、パターン幅，パターン座標を抽出し、続くステップ
５で、この抽出したパターン幅，パターン座標を使って
面要素の金属伝送路パターンを生成して処理を終了す
る。
【００３２】一方、ステップ３で、選択指示部２６から
の金属伝送路パターン要素の選択指示が線要素指示であ
ることを判断するとき、すなわち、メッシュ化した面要
素の金属伝送路パターンを線要素に変換して使うという
選択指示であることを判断するときには、ステップ６に
進んで、面要素の金属伝送路パターンを特性インピーダ
ンスが概略等しくなる線要素の金属伝送路パターンに変
換して、パターン幅，パターン座標を抽出し、続くステ
ップ７で、パターンの中点座標を計算し、続くステップ
８で、この抽出したパターン幅，パターン座標，中点座
標を使って線要素の金属伝送路パターンを生成して処理
を終了する。
の金属伝送路パターン要素の選択指示が線要素指示であ
ることを判断するとき、すなわち、メッシュ化した面要
素の金属伝送路パターンを線要素に変換して使うという
選択指示であることを判断するときには、ステップ６に
進んで、面要素の金属伝送路パターンを特性インピーダ
ンスが概略等しくなる線要素の金属伝送路パターンに変
換して、パターン幅，パターン座標を抽出し、続くステ
ップ７で、パターンの中点座標を計算し、続くステップ
８で、この抽出したパターン幅，パターン座標，中点座
標を使って線要素の金属伝送路パターンを生成して処理
を終了する。
【００３３】このステップ６で実行する変換処理につい
て具体的に説明するならば、図６（ａ）に示すような線
形状の金属伝送路パターンの持つ特性インピーダンス
が、誘電体がない場合（真空中）には、
て具体的に説明するならば、図６（ａ）に示すような線
形状の金属伝送路パターンの持つ特性インピーダンス
が、誘電体がない場合（真空中）には、
【００３４】
【数１】
【００３５】で表され、図６（ｂ）に示すような面形状
の金属伝送路パターンの持つ特性インピーダンスが、誘
電体がない場合（真空中）には、
の金属伝送路パターンの持つ特性インピーダンスが、誘
電体がない場合（真空中）には、
【００３６】
【数２】
【００３７】で表されて、この２つの式の値が「ｒ≒ｗ
／４」のときに等しくなることから、面要素の金属伝送
路パターンの面幅値を４で割った値を計算し、その面要
素の金属伝送路パターンをこの算出値を半径に持つ線要
素の金属伝送路パターンに変換していくことで行うこと
になる。
／４」のときに等しくなることから、面要素の金属伝送
路パターンの面幅値を４で割った値を計算し、その面要
素の金属伝送路パターンをこの算出値を半径に持つ線要
素の金属伝送路パターンに変換していくことで行うこと
になる。
【００３８】このようにして、パターンモデル生成部２
２は、要求に応じて、面要素の金属伝送路パターンを線
要素に変換しつつ、金属伝送路パターンをメッシュ化し
ていくよう処理するのである。
２は、要求に応じて、面要素の金属伝送路パターンを線
要素に変換しつつ、金属伝送路パターンをメッシュ化し
ていくよう処理するのである。
【００３９】パターンモデル生成部２２が処理を終了す
ると、誘電体モデル生成部２３は、図４の処理フローに
示すように、先ず最初に、ステップ１で、選択指示部２
６からの指示が誘電体考慮を指示するものであるのか否
かを判断して、誘電体を考慮しない指示であることを判
断するときには、誘電体は存在しないものとみなしてそ
のまま処理を終了する。すなわち、誘電体の表面に流れ
る等価電流及び等価磁流を無視してモーメント法の実行
に入るべく準備するのである。
ると、誘電体モデル生成部２３は、図４の処理フローに
示すように、先ず最初に、ステップ１で、選択指示部２
６からの指示が誘電体考慮を指示するものであるのか否
かを判断して、誘電体を考慮しない指示であることを判
断するときには、誘電体は存在しないものとみなしてそ
のまま処理を終了する。すなわち、誘電体の表面に流れ
る等価電流及び等価磁流を無視してモーメント法の実行
に入るべく準備するのである。
【００４０】一方、誘電体考慮の指示であることを判断
するときには、ステップ２に進んで、選択指示部２６か
らの指示が代用指示であるのか非代用指示であるのかを
判断して、非代用指示であることを判断するとき、すな
わち、誘電体をコンデンサで代用しない指示であること
を判断するときには、ステップ３に進んで、そのまま誘
電体をメッシュ化して誘電体要素の設定処理を行う。こ
のとき、選択指示部２６から誘電体の一部削除の指示が
あるときには、図７に示すように、金属伝送路パターン
から規定以上離れる領域の誘電体については、その表面
にほとんど等価電流及び等価磁流が流れないことから存
在しないものとみなしていく処理を行う。
するときには、ステップ２に進んで、選択指示部２６か
らの指示が代用指示であるのか非代用指示であるのかを
判断して、非代用指示であることを判断するとき、すな
わち、誘電体をコンデンサで代用しない指示であること
を判断するときには、ステップ３に進んで、そのまま誘
電体をメッシュ化して誘電体要素の設定処理を行う。こ
のとき、選択指示部２６から誘電体の一部削除の指示が
あるときには、図７に示すように、金属伝送路パターン
から規定以上離れる領域の誘電体については、その表面
にほとんど等価電流及び等価磁流が流れないことから存
在しないものとみなしていく処理を行う。
【００４１】一方、ステップ２での指示が代用指示であ
ることを判断するとき、すなわち、誘電体をコンデンサ
で代用する指示であることを判断するときには、ステッ
プ４に進んで、コンデンサの挿入位置座標を計算する。
誘電体から変換するコンデンサは、例えば金属伝送路パ
ターン要素の中心に挿入される構成が採られるので、こ
の挿入位置座標を計算するのである。なお、このコンデ
ンサの挿入位置は、金属伝送路パターン要素の中心に限
られるものではなくて、両端や任意の位置に設定するこ
とが可能である。
ることを判断するとき、すなわち、誘電体をコンデンサ
で代用する指示であることを判断するときには、ステッ
プ４に進んで、コンデンサの挿入位置座標を計算する。
誘電体から変換するコンデンサは、例えば金属伝送路パ
ターン要素の中心に挿入される構成が採られるので、こ
の挿入位置座標を計算するのである。なお、このコンデ
ンサの挿入位置は、金属伝送路パターン要素の中心に限
られるものではなくて、両端や任意の位置に設定するこ
とが可能である。
【００４２】続いて、ステップ５で、作成するコンデン
サを接続するための要素を生成する。コンデンサは、金
属伝送路パターン要素の挿入位置からグランド層に垂直
に下ろす線の中央部に配置する構成を採るので、このた
めの接続要素を生成するのである。続いて、ステップ６
で、金属伝送路パターン要素のパターン幅ｗと、グラン
ド層からの高さｈと、誘電体の誘電率εr とを抽出す
る。
サを接続するための要素を生成する。コンデンサは、金
属伝送路パターン要素の挿入位置からグランド層に垂直
に下ろす線の中央部に配置する構成を採るので、このた
めの接続要素を生成するのである。続いて、ステップ６
で、金属伝送路パターン要素のパターン幅ｗと、グラン
ド層からの高さｈと、誘電体の誘電率εr とを抽出す
る。
【００４３】続いて、ステップ７で、ステップ６で抽出
したパターン幅ｗ，高さｈ，誘電率εr を使って、誘電
体に代えて挿入するコンデンサの容量ΔＣ（単位長さ当
たりの容量）を計算し、続くステップ８で、この算出し
た容量ΔＣと金属伝送路パターンの要素長との掛け算値
で表される容量を持つコンデンサを、誘電体に代えて挿
入して処理を終了する。
したパターン幅ｗ，高さｈ，誘電率εr を使って、誘電
体に代えて挿入するコンデンサの容量ΔＣ（単位長さ当
たりの容量）を計算し、続くステップ８で、この算出し
た容量ΔＣと金属伝送路パターンの要素長との掛け算値
で表される容量を持つコンデンサを、誘電体に代えて挿
入して処理を終了する。
【００４４】このステップ７で実行する容量ΔＣの算出
処理について具体的に説明するならば、誘電体がない場
合（真空中）の伝送路の単位長さ当たりの容量をＣ、単
位長さ当たりのインダクタンスをＬで表すならば、特性
インピーダンスは、 Ｚ0 ＝（Ｌ0 ／Ｃ0 ）1/2 で表されるが、誘電体が存在する場合には、線路容量が
増加するので、特性インピーダンスは、 Ｚ0 ' ＝〔Ｌ0 ／（Ｃ0 ＋ΔＣ）〕1/2 で表される。
処理について具体的に説明するならば、誘電体がない場
合（真空中）の伝送路の単位長さ当たりの容量をＣ、単
位長さ当たりのインダクタンスをＬで表すならば、特性
インピーダンスは、 Ｚ0 ＝（Ｌ0 ／Ｃ0 ）1/2 で表されるが、誘電体が存在する場合には、線路容量が
増加するので、特性インピーダンスは、 Ｚ0 ' ＝〔Ｌ0 ／（Ｃ0 ＋ΔＣ）〕1/2 で表される。
【００４５】一方、この特性インピーダンスＺ0 ' は、
実効誘電率εeff を用いると、 Ｚ0 ' ＝（εeff ）-1/2（Ｌ0 ／Ｃ0 ）1/2 と表される。従って、この２つの特性インピーダンスＺ
0 ' の式から εeff Ｃ0 ＝Ｃ0 ＋ΔＣ すなわち、 ΔＣ＝Ｃ0 （εeff −１） が求められる。ここで、実効誘電率εeff は、よく知ら
れているように、
実効誘電率εeff を用いると、 Ｚ0 ' ＝（εeff ）-1/2（Ｌ0 ／Ｃ0 ）1/2 と表される。従って、この２つの特性インピーダンスＺ
0 ' の式から εeff Ｃ0 ＝Ｃ0 ＋ΔＣ すなわち、 ΔＣ＝Ｃ0 （εeff −１） が求められる。ここで、実効誘電率εeff は、よく知ら
れているように、
【００４６】
【数３】
【００４７】で求められるものである。この容量ΔＣを
持つコンデンサが、誘電体と等価なものとなる。例え
ば、半径がｒ、グランド層からの高さがｈの線状の金属
伝送路パターンの真空中での容量Ｃ0 は、真空の誘電率
をε0(＝8.854185×10-12 Ｆ／ｍ）とすると、
持つコンデンサが、誘電体と等価なものとなる。例え
ば、半径がｒ、グランド層からの高さがｈの線状の金属
伝送路パターンの真空中での容量Ｃ0 は、真空の誘電率
をε0(＝8.854185×10-12 Ｆ／ｍ）とすると、
【００４８】
【数４】
【００４９】と表されるので、その金属伝送路パターン
とグランド層との間に存在する誘電体は、この容量Ｃ0
を、 ΔＣ＝Ｃ0 （εeff −１） に代入することで求まる容量ΔＣを持つコンデンサと等
価なものとなるのである。
とグランド層との間に存在する誘電体は、この容量Ｃ0
を、 ΔＣ＝Ｃ0 （εeff −１） に代入することで求まる容量ΔＣを持つコンデンサと等
価なものとなるのである。
【００５０】このようにして、誘電体モデル生成部２３
は、要求に応じて、誘電体を等価な容量を持つコンデン
サに変換していくよう処理するのである。これから、誘
電体モデル生成部２３の処理に従って誘電体がコンデン
サに変換されと、大幅にメッシュ数を減らせることにな
る。
は、要求に応じて、誘電体を等価な容量を持つコンデン
サに変換していくよう処理するのである。これから、誘
電体モデル生成部２３の処理に従って誘電体がコンデン
サに変換されと、大幅にメッシュ数を減らせることにな
る。
【００５１】誘電体モデル生成部２３が処理を終了する
と、グランド層モデル生成部２４は、図５の処理フロー
に示すように、先ず最初に、ステップ１で、選択指示部
２６からの指示が等比分割を指示するものであるのか否
かを判断して、等比分割指示でないことを判断するとき
には、ステップ２に進んで、金属伝送路パターンとの接
続領域以外の領域を、従来技術のように規定の縦横比の
矩形に分割していくことでメッシュ化する。
と、グランド層モデル生成部２４は、図５の処理フロー
に示すように、先ず最初に、ステップ１で、選択指示部
２６からの指示が等比分割を指示するものであるのか否
かを判断して、等比分割指示でないことを判断するとき
には、ステップ２に進んで、金属伝送路パターンとの接
続領域以外の領域を、従来技術のように規定の縦横比の
矩形に分割していくことでメッシュ化する。
【００５２】続いて、ステップ３で、電流の流入，流出
部分である金属伝送路パターンとの接続領域を抽出し、
続くステップ４で、この抽出した領域を接続点から放射
状に分割していくことでメッシュ化する。すなわち、金
属伝送路パターンとの接続領域については、電流の流れ
に沿う形でメッシュ化していくのである。このようなメ
ッシュ化構成を採ることで、メッシュ数を大幅に削減で
きるようになる。
部分である金属伝送路パターンとの接続領域を抽出し、
続くステップ４で、この抽出した領域を接続点から放射
状に分割していくことでメッシュ化する。すなわち、金
属伝送路パターンとの接続領域については、電流の流れ
に沿う形でメッシュ化していくのである。このようなメ
ッシュ化構成を採ることで、メッシュ数を大幅に削減で
きるようになる。
【００５３】一方、ステップ１での指示が等比分割指示
であることを判断するときには、ステップ５に進んで、
対となる金属伝送路パターンのパターン幅を抽出し、続
くステップ６で、その金属伝送路パターンのパターン座
標を抽出する。続いて、ステップ７で、金属伝送路パタ
ーンとの接続領域以外の領域の要素幅（金属伝送路パタ
ーンと直交する方向の要素幅）を計算する。この要素幅
は、金属伝送路パターンから離れるに従って大きくなる
ようにと算出され、例えば、等比的に増大する形態に従
って算出されることになる。
であることを判断するときには、ステップ５に進んで、
対となる金属伝送路パターンのパターン幅を抽出し、続
くステップ６で、その金属伝送路パターンのパターン座
標を抽出する。続いて、ステップ７で、金属伝送路パタ
ーンとの接続領域以外の領域の要素幅（金属伝送路パタ
ーンと直交する方向の要素幅）を計算する。この要素幅
は、金属伝送路パターンから離れるに従って大きくなる
ようにと算出され、例えば、等比的に増大する形態に従
って算出されることになる。
【００５４】続いて、ステップ８で、電流の流入，流出
部分である金属伝送路パターンとの接続領域を抽出し、
続くステップ９で、この抽出した接続領域以外の領域に
ついては、対となる金属伝送路パターンと平行形状を有
して、ステップ７で計算した要素幅を持つようにと分割
してメッシュ化するとともに、この抽出した接続領域に
ついては、接続点から放射状に分割してメッシュ化す
る。すなわち、金属伝送路パターンとの接続領域以外の
領域についても電流の流れに沿う形でメッシュ化してい
くとともに、金属伝送路パターンから離れる領域につい
ては、流れる電流が小さく影響度も小さいことから、大
きなメッシュとなるようにと分割していくのである。こ
のようなメッシュ化構成を採ることで、メッシュ数を大
幅に削減できるようになる。
部分である金属伝送路パターンとの接続領域を抽出し、
続くステップ９で、この抽出した接続領域以外の領域に
ついては、対となる金属伝送路パターンと平行形状を有
して、ステップ７で計算した要素幅を持つようにと分割
してメッシュ化するとともに、この抽出した接続領域に
ついては、接続点から放射状に分割してメッシュ化す
る。すなわち、金属伝送路パターンとの接続領域以外の
領域についても電流の流れに沿う形でメッシュ化してい
くとともに、金属伝送路パターンから離れる領域につい
ては、流れる電流が小さく影響度も小さいことから、大
きなメッシュとなるようにと分割していくのである。こ
のようなメッシュ化構成を採ることで、メッシュ数を大
幅に削減できるようになる。
【００５５】このようにして、グランド層モデル生成部
２４は、グランド層の内の金属伝送路パターンとの接続
領域については放射状に分割してメッシュ化していくと
ともに、それ以外の領域については、要求に応じて、金
属伝送路パターンと平行形状を有して、金属伝送路パタ
ーンから離れるに従って大きな要素幅を持つように分割
してメッシュ化していくよう処理するのである。
２４は、グランド層の内の金属伝送路パターンとの接続
領域については放射状に分割してメッシュ化していくと
ともに、それ以外の領域については、要求に応じて、金
属伝送路パターンと平行形状を有して、金属伝送路パタ
ーンから離れるに従って大きな要素幅を持つように分割
してメッシュ化していくよう処理するのである。
【００５６】なお、グランド層モデル生成部２４は、誘
電体モデル生成部２３の処理に従って、金属伝送路パタ
ーンとグランド層との間にコンデンサが挿入されるとき
には、電流の流れに沿う形でメッシュ化すべく、そのコ
ンデンサとの接続点が三角形の頂点になるようにとグラ
ンド層をメッシュ化していくよう処理することもある。
電体モデル生成部２３の処理に従って、金属伝送路パタ
ーンとグランド層との間にコンデンサが挿入されるとき
には、電流の流れに沿う形でメッシュ化すべく、そのコ
ンデンサとの接続点が三角形の頂点になるようにとグラ
ンド層をメッシュ化していくよう処理することもある。
【００５７】図８及び図９に、このような処理を実行す
るプリント板モデル生成機構２０の実行処理の具体例を
図示する。図８（ａ）に示す具体例は、誘電体の存在を
無視して、面形状の金属伝送路パターンをそのまま分割
し、グランド層の内の金属伝送路パターンとの接続領域
については放射状に分割し、それ以外の領域について
は、金属伝送路パターンと平行形状を有して、金属伝送
路パターンから離れるに従って大きな要素幅を持つよう
に分割した例である。
るプリント板モデル生成機構２０の実行処理の具体例を
図示する。図８（ａ）に示す具体例は、誘電体の存在を
無視して、面形状の金属伝送路パターンをそのまま分割
し、グランド層の内の金属伝送路パターンとの接続領域
については放射状に分割し、それ以外の領域について
は、金属伝送路パターンと平行形状を有して、金属伝送
路パターンから離れるに従って大きな要素幅を持つよう
に分割した例である。
【００５８】図８（ｂ）に示す具体例は、面形状の金属
伝送路パターンをそのまま分割し、金属伝送路パターン
とグランド層との間の誘電体をコンデンサに変換した例
である。
伝送路パターンをそのまま分割し、金属伝送路パターン
とグランド層との間の誘電体をコンデンサに変換した例
である。
【００５９】図９（ａ）に示す具体例は、面形状の金属
伝送路パターンを線形状に変換して分割し、あるいは、
本来の線形状の金属伝送路パターンをそのまま分割し、
金属伝送路パターンとグランド層との間の誘電体をコン
デンサに変換し、グランド層の内の金属伝送路パターン
との接続領域については放射状に分割し、それ以外の領
域については、変換したコンデンサとの接続点が三角形
の頂点になるようにと分割した例である。
伝送路パターンを線形状に変換して分割し、あるいは、
本来の線形状の金属伝送路パターンをそのまま分割し、
金属伝送路パターンとグランド層との間の誘電体をコン
デンサに変換し、グランド層の内の金属伝送路パターン
との接続領域については放射状に分割し、それ以外の領
域については、変換したコンデンサとの接続点が三角形
の頂点になるようにと分割した例である。
【００６０】図９（ｂ）に示す具体例は、面形状の金属
伝送路パターンをそのまま分割し、金属伝送路パターン
とグランド層との間の誘電体をコンデンサに変換し、グ
ランド層の内の金属伝送路パターンとの接続領域につい
ては放射状に分割し、それ以外の領域については、変換
したコンデンサとの接続点で区画しつつ、金属伝送路パ
ターンと平行形状を有して、金属伝送路パターンから離
れるに従って大きな要素幅を持つように分割した例であ
る。
伝送路パターンをそのまま分割し、金属伝送路パターン
とグランド層との間の誘電体をコンデンサに変換し、グ
ランド層の内の金属伝送路パターンとの接続領域につい
ては放射状に分割し、それ以外の領域については、変換
したコンデンサとの接続点で区画しつつ、金属伝送路パ
ターンと平行形状を有して、金属伝送路パターンから離
れるに従って大きな要素幅を持つように分割した例であ
る。
【００６１】このようにして、プリント板モデル生成機
構２０の実行処理に従ってプリント板のモーメント法モ
デルが生成されると、電磁界強度算出装置１は、解析対
象となる電気回路装置が持つプリント板以外のケーブル
や金属筐体等の金属構造物をメッシュ化して、この金属
構造物のメッシュモデルと、プリント板モデル生成機構
２０の生成したプリント板モデルとからモーメント法の
連立方程式を導出し、それを解くことで金属に流れる電
流と、誘電体の表面に流れる等価電流及び等価磁流を求
めて、これを使って、電気回路装置の放射する電磁界強
度を算出していくよう処理する。
構２０の実行処理に従ってプリント板のモーメント法モ
デルが生成されると、電磁界強度算出装置１は、解析対
象となる電気回路装置が持つプリント板以外のケーブル
や金属筐体等の金属構造物をメッシュ化して、この金属
構造物のメッシュモデルと、プリント板モデル生成機構
２０の生成したプリント板モデルとからモーメント法の
連立方程式を導出し、それを解くことで金属に流れる電
流と、誘電体の表面に流れる等価電流及び等価磁流を求
めて、これを使って、電気回路装置の放射する電磁界強
度を算出していくよう処理する。
【００６２】すなわち、電磁界強度算出装置１は、先ず
最初に、分割した金属同士の相互インピーダンスＺ0 CC
と、分割した金属と誘電体との相互インピーダンスＺ0
Cd，Ｚ0 dcと、分割した誘電体同士の相互インピーダン
スＺ0 dd，Ｚd ddと、分割した誘電体同士の相互アドミ
ッタンスＹ0 dd，Ｙd ddと、分割した金属と誘電体との
相互リアクションＢ0 Cd，Ｂ0 dcと、分割した誘電体同
士の相互リアクションＢ0 dd，Ｂd ddとを算出する。
最初に、分割した金属同士の相互インピーダンスＺ0 CC
と、分割した金属と誘電体との相互インピーダンスＺ0
Cd，Ｚ0 dcと、分割した誘電体同士の相互インピーダン
スＺ0 dd，Ｚd ddと、分割した誘電体同士の相互アドミ
ッタンスＹ0 dd，Ｙd ddと、分割した金属と誘電体との
相互リアクションＢ0 Cd，Ｂ0 dcと、分割した誘電体同
士の相互リアクションＢ0 dd，Ｂd ddとを算出する。
【００６３】ここで、肩付き文字“０”は空気中での計
算値を表し、肩付き文字“ｄ”は誘電体中での計算値を
表し、添え字“ｃ”は金属を表し、添え字“ｄ”は誘電
体を表し、添え字“ｃｃ”は、金属から金属への相互関
係を表し、添え字“ｄｄ”は、誘電体から誘電体への相
互関係を表し、添え字“ｃｄ”は、誘電体から金属への
相互関係を表し、添え字“ｄｃ”は、金属から誘電体へ
の相互関係を表している。
算値を表し、肩付き文字“ｄ”は誘電体中での計算値を
表し、添え字“ｃ”は金属を表し、添え字“ｄ”は誘電
体を表し、添え字“ｃｃ”は、金属から金属への相互関
係を表し、添え字“ｄｄ”は、誘電体から誘電体への相
互関係を表し、添え字“ｃｄ”は、誘電体から金属への
相互関係を表し、添え字“ｄｃ”は、金属から誘電体へ
の相互関係を表している。
【００６４】続いて、この算出した相互インピーダン
ス，相互アドミッタンス，相互リアクションと、プリン
ト板の持つ波源Ｖと、分割した金属に流れる電流Ｉ
c と、分割した誘電体の表面に流れる等価電流Ｉd と、
分割した誘電体の表面に流れる等価磁流Ｍとを使い、金
属の表面電界値がゼロを示すという境界条件から導かれ
るモーメント法の連立方程式 〔Ｚ0 CC〕〔Ｉc 〕＋〔Ｚ0 Cd〕〔Ｉd 〕＋〔Ｂ0 Cd〕
〔Ｍ〕＝〔Ｖ〕 と、誘電体の境界面の両側で電界の接線成分が等しいと
いう境界条件から導かれるモーメント法の連立方程式 〔Ｚ0 dc〕〔Ｉc 〕＋〔Ｚ0 dd＋Ｚd dd〕〔Ｉd 〕＋
〔Ｂ0 dd＋Ｂd dd〕〔Ｍ〕＝
ス，相互アドミッタンス，相互リアクションと、プリン
ト板の持つ波源Ｖと、分割した金属に流れる電流Ｉ
c と、分割した誘電体の表面に流れる等価電流Ｉd と、
分割した誘電体の表面に流れる等価磁流Ｍとを使い、金
属の表面電界値がゼロを示すという境界条件から導かれ
るモーメント法の連立方程式 〔Ｚ0 CC〕〔Ｉc 〕＋〔Ｚ0 Cd〕〔Ｉd 〕＋〔Ｂ0 Cd〕
〔Ｍ〕＝〔Ｖ〕 と、誘電体の境界面の両側で電界の接線成分が等しいと
いう境界条件から導かれるモーメント法の連立方程式 〔Ｚ0 dc〕〔Ｉc 〕＋〔Ｚ0 dd＋Ｚd dd〕〔Ｉd 〕＋
〔Ｂ0 dd＋Ｂd dd〕〔Ｍ〕＝
〔０〕
と、誘電体の境界面の両側で磁界の接線成分が等しいと
いう境界条件から導かれるモーメント法の連立方程式 〔Ｂ0 dc〕〔Ｉc 〕＋〔Ｂ0 dd＋Ｂd dd〕〔Ｉd 〕＋
〔−Ｙ0 dd−Ｙd dd〕〔Ｍ〕＝
いう境界条件から導かれるモーメント法の連立方程式 〔Ｂ0 dc〕〔Ｉc 〕＋〔Ｂ0 dd＋Ｂd dd〕〔Ｉd 〕＋
〔−Ｙ0 dd−Ｙd dd〕〔Ｍ〕＝
〔０〕
とを導出する。
【００６５】そして、このモーメント法の連立方程式を
解くことで、金属に流れる電流Ｉcと、分割した誘電体
の表面に流れる等価電流Ｉd と、分割した誘電体の表面
に流れる等価磁流Ｍとを求めて、これらの値から、電気
回路装置の放射する電磁界強度を算出するのである。
解くことで、金属に流れる電流Ｉcと、分割した誘電体
の表面に流れる等価電流Ｉd と、分割した誘電体の表面
に流れる等価磁流Ｍとを求めて、これらの値から、電気
回路装置の放射する電磁界強度を算出するのである。
【００６６】最後に、本発明の有効性を確認するために
行ったシミレーション結果について説明する。このシミ
ュレーションでは、図１０に示す構造のプリント板を想
定し、このプリント板が、図１１に示すソース，ロード
の回路（周波数：５００ＭＨｚ）を持つことを想定し
て、従来技術に従って図１２（ａ）に示すようなプリン
ト板モデルを生成するとともに、本発明に従って図１２
（ｂ）に示すようなプリント板モデルを生成して、この
２つのプリント板モデルの放射する電磁界強度をミュレ
ートして、それを実測値と比較することで行った。
行ったシミレーション結果について説明する。このシミ
ュレーションでは、図１０に示す構造のプリント板を想
定し、このプリント板が、図１１に示すソース，ロード
の回路（周波数：５００ＭＨｚ）を持つことを想定し
て、従来技術に従って図１２（ａ）に示すようなプリン
ト板モデルを生成するとともに、本発明に従って図１２
（ｂ）に示すようなプリント板モデルを生成して、この
２つのプリント板モデルの放射する電磁界強度をミュレ
ートして、それを実測値と比較することで行った。
【００６７】図１３に、このシミレーションで生成した
電磁界放射パターンを図示する。観測点との距離は１０
ｍ、観測点の高さ位置は１ｍである。図中の黒丸，白丸
が実測値、破線が、従来技術に従う図１２（ａ）に示す
プリント板モデルからシミュレートされた電磁界強度、
実線が、本発明に従う図１２（ｂ）に示すプリント板モ
デルからシミュレートされた電磁界強度である。
電磁界放射パターンを図示する。観測点との距離は１０
ｍ、観測点の高さ位置は１ｍである。図中の黒丸，白丸
が実測値、破線が、従来技術に従う図１２（ａ）に示す
プリント板モデルからシミュレートされた電磁界強度、
実線が、本発明に従う図１２（ｂ）に示すプリント板モ
デルからシミュレートされた電磁界強度である。
【００６８】このシミレーションから、本発明を用いる
ことで、電気回路装置の放射する電磁界強度を正確に、
しかも、３倍以上の高速な計算時間でもって算出できる
ことが確認された。
ことで、電気回路装置の放射する電磁界強度を正確に、
しかも、３倍以上の高速な計算時間でもって算出できる
ことが確認された。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モーメント法に基づいて電気回路装置の放射する電磁界
強度を算出するときにあって、電気回路装置の持つプリ
ント板を等価な簡略構造に変換したり、実質同一の簡略
構造に変換したり、電流の流れを考慮しつつメッシュ化
することで、同一精度を維持しつつメッシュの数を大幅
に減らすことができるようになることから、高精度を実
現しつつ高速に電磁界強度を算出できるようになる。
モーメント法に基づいて電気回路装置の放射する電磁界
強度を算出するときにあって、電気回路装置の持つプリ
ント板を等価な簡略構造に変換したり、実質同一の簡略
構造に変換したり、電流の流れを考慮しつつメッシュ化
することで、同一精度を維持しつつメッシュの数を大幅
に減らすことができるようになることから、高精度を実
現しつつ高速に電磁界強度を算出できるようになる。
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】プリント板モデル生成機構の一実施例である。
【図３】パターンモデル生成部の実行する処理フローで
ある。
ある。
【図４】誘電体モデル生成部の実行する処理フローであ
る。
る。
【図５】グランド層モデル生成部の実行する処理フロー
である。
である。
【図６】金属伝送路パターンの説明図である。
【図７】誘電体一部削除処理の説明図である。
【図８】プリント板モデル生成機構の実行処理の説明図
である。
である。
【図９】プリント板モデル生成機構の実行処理の説明図
である。
である。
【図１０】シミュレーションの説明図である。
【図１１】シミュレーションの説明図である。
【図１２】シミュレーションの説明図である。
【図１３】シミュレーションの説明図である。
【図１４】微小ループアンテナ近似法の説明図である。
【図１５】分布定数線路近似法の説明図である。
【図１６】従来技術の説明図である。
１ 電磁界強度算出装置
１０ 入力手段
１１ 前処理手段
１２ 電磁界強度算出手段
１３ 出力手段
１１０ 変換手段
１１１ 削除手段
１１２ 分割手段
フロントページの続き
(72)発明者 西野 関司
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(56)参考文献 特開 平１−259269（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−130278（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06F 17/50 666
G06F 17/50 612
G01R 29/08
G06F 19/00 110
Claims (6)
- 【請求項１】 モーメント法に基づいて電気回路装置の
放射する電磁界強度を算出する電磁界強度算出装置にお
いて、解析対象となる電気回路装置の構造体の電子データを入
力する入力手段と、 上記入力手段の入力した構造体に対して前処理を施す前
処理手段と、 上記前処理の施された構造体を解析対象として、モーメ
ント法の連立方程式を導出し、それを解くことで電気回
路装置の放射する電磁界強度を算出する算出手段とを備
え、 かつ、上記前処理手段が、 端末の発行する指示に応答して、電気回路装置の持つプ
リント板に存在する金属の面パターンを線パターンに変
換し、また、端末の発行する指示に応答して、該プリン
ト板に存在する誘電体を等価な容量を持つコンデンサに
変換する変換手段と、 上記変換手段の変換した電気回路装置の構造体を処理対
象として、該構造体をメッシュに分割するとともに、そ
の分割にあたって、端末の発行する指示に応答して、電
気回路装置の持つプリント板に存在するグランド層が持
つ金属パターンとの接続領域については、接続点との間
の電流の入出流形態に従う形状で分割し、また、端末の
発行する指示に応答して、該グランド層が持つ金属パタ
ーンと対向する領域については、該金属パターンと平行
形状を有して、その形状幅が該金属パターンから離れる
に従って大きなものとなるようにと分割する分割手段と
を備えることを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電磁界強度算出装置にお
いて、上記前処理手段が、さらに、 端末の発行する指示に応答して、電 気回路装置の持つプ
リント板に存在する誘電体の内、該誘電体を挟む金属パ
ターンから規定以上離れる領域のものについては削除す
る削除手段を備えることを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の電磁界強度算出装
置において、上記変換手段は、金属の面パターンを線パターンに変換
するときに、金 属の面パターンを特性インピーダンスが
等しくなる線パターンに変換することを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載の電磁界強度算出装
置において、上記変換手段は、誘電体を等価な容量を持つコンデンサ
に変換するときに、誘 電体を挟む金属パターンが持つ真
空中の単位長さ当たりの容量をＣ0 、実効誘電率をε
eff で表すならば、誘電体を単位長さ当たりの容量が
「ΔＣ＝Ｃ0 （εeff −１）」で表されるコンデンサに
変換することを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載の電磁界強度算出装
置において、上記分割手段は、電 気回路装置の持つプリント板に存在
するグランド層をメッシュに分割するときにあって、変
換したコンデンサとグランド層との接続領域について
は、接続点との間の電流の入出流形態に従う形状で分割
することを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項６】 請求項１又は２記載の電磁界強度算出装
置において、上記分割手段は、電気回路装置の持つプリント板に存在
するグランド層が持つ金属パターンと対向する領域につ
いては、該金属パターンと平行形状を有して、その形状
幅が該金属パターンから離れるに従って大きなものとな
るようにと分割するときにあって、該金 属パターンから
離れるに従って、グランド層の分割幅が等比的に拡大す
るように分割することを、 特徴とする電磁界強度算出装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP09536394A JP3443162B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 電磁界強度算出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09536394A JP3443162B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 電磁界強度算出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302258A JPH07302258A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3443162B2 true JP3443162B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=14135553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09536394A Expired - Fee Related JP3443162B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 電磁界強度算出装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3443162B2 (ja) |
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| JP2007156572A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Toshiba Corp | 設計支援システム、および設計支援方法 |
| CN106443206B (zh) * | 2016-10-24 | 2023-10-20 | 广州供电局有限公司 | 高压导线表面电场强度的测量方法及测量装置 |
-
1994
- 1994-05-10 JP JP09536394A patent/JP3443162B2/ja not_active Expired - Fee Related
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