業務案内
弊社は創業以来１５年間、電磁界解析業務に携わり、受託解析・コンサルティング・電磁界シミュレーションソフトのユーザー向けトレーニングを行ってきました。
１）受託解析
・各種基板・部品の高周波伝送特性解析
・新規材料を組み込んだ各種モデルの特性解析
・回路シュミレータ用データ抽出
（HSPICE,PSPICE,Touchastone,etc）
・基板・部品内配線部のLCR抽出
・LSI等の評価用高周波伝送基板設計
・各種センサー等の基本特性解析
・部品または機器内の電磁場分析解析
２）教育セミナー
・管理職のための高周波技術の基礎
・電磁界解析担当者のための電磁気学
・電磁界シュミレータの使い方・考え方
・実務から見た電磁気学
３）コンサルティング
・電磁界解析コンサルティング
・高周波対応基板設計
◆電磁界シミュレーションソフトの機能の概略
電磁界解析シミュレーションにはいくつかの手法があり、各々の目的に対応したソフトが用意されています。
例えば、周波数軸解析（ネットワークアナライザー，スペクトラムアナライザーのイメージ）・時間軸解析（オシロスコープのイメージ）・静電場解析・静磁場解析・信号配線のＬＣＲ抽出等の手法があります。
また、シミュレーションに100点満点の解析手法はなく各ソフトに得意不得意があるのも事実です。
そこで、お客様の解析目的により使用する解析ツールを選択して解析を行う事が必須になります。
解析事例
◆電磁界解析例
電磁界解析をイメージしやすい簡単な例を用意しました。
(a) 解析事例1:装置内配線とノイズ
(b) 解析事例2:機器内電磁波分布（電子レンジ）
(c) 解析事例3:飛行機アンテナからの電波の放射
(d) 解析事例4:回折格子（光の領域）
(e) 解析事例5:落雷（時間軸解析）
解析事例１：装置内配線とノイズ
《説明文》
装置内で配線の引き回しやグランドの取り方によりノイズ問題が発生することがあります。
この現象を可視化する例を作って見ました。解析モデルは装置内に二つの基板があり、基板間をケーブル配線で接続したモデルです。
グランド配線の引き回しが悪いと色々なところに（誘導）ノイズが発生する例です。
《その他の応用例》
今回の例のような装置内でのノイズ解析のみならず、装置内で発生するノイズが装置外に放射するＥＭＣ解析を検討する目的で３ｍ法の実測（規格）条件に準拠した解析モデルを作ってお客様に提案したことがあります。
解析事例２：機器内電磁波分布（電子レンジ）
《説明文》
身近にある例としておでんを温める電子レンジの例をお見せします。
電子レンジは、マイクロ波加熱の原理を使って約2.45GHzの電磁波を照射し庫内に置いた食品を加熱するものです。
本例ではレンジ右側より庫内にあるおでんに向かってマイクロ波が照射され、庫内でのマイクロ波の分布の様子をアニメーションで見ることができます。
《その他の応用例》
マイクロ波加熱の応用として、電磁界解析ソフトと熱流体解析ソフトとの練成解析を行ったことがあります。
| 手順１： | 電磁界解析ソフト上で導波管内に設置した絶縁体にマイクロ波を照射したモデルを解析します。 絶縁体はその誘電率損失項（tanδ）に基づいてエネルギーを吸収しますので、電磁界解析ソフト上で絶縁体のエネルギー吸収分布を計算します。 |
| 手順２： | 電磁界解析ソフトの解析結果（絶縁体のエネルギー吸収分布データ）熱流体解析ソフトに引き渡します。 |
| 手順３： | 熱流体解析ソフトでは引き渡された吸収エネルギーを発熱源として、温度の時間軸変化を計算しました。 |
解析事例３：飛行機アンテナからの電波放射
《説明文》
電磁界解析シミュレーションでは、アンテナ解析もよく行われています。今回の例は飛行機（簡易モデル）に装着された
アンテナからの電波の出力の様子をアニメーションで見てみました。このような形でアンテナ解析や電磁界の放射・ＥＭＣ等の解析が可能です。
《その他の応用例》
複数の機器が離れて設置されたような系（今回は３機の飛行機）で機器間の電磁波のやり取り（通信状況）を計算する場合、有限要素法ですと全ての機器を包括するような解析空間を設定し解析しなければなりません。
その場合には、解析空間のメッシュが増加しメモリの使用量の増加・解析時間の増加に繋がり解析負荷が増大します。
これに対し、今回のアニメーションのような方法で各機器の周辺の解析を行いその中間部分を直接メッシュを作成する解析をせずに境界要素法の技術で計算することにより解析の時間短縮・メモリ削減が可能になります。この方法で規模の大きな系の解析が可能になります。
解析事例４：回折格子
《説明文》
電磁界解析では、どのくらいの周波数まで解析できるのかというご質問を受けることがあります。そこで、光の領域での解析例として回折格子の解析を行いました。
電磁界解析でどの程度の周波数まで解析できるのかというご質問があります。 ここでは、近赤外から可視光までの領域で回折格子に平面波を照射し 光の回折による干渉の様子を調べた例を示します。
今回のモデルでは周波数８００THｚまで解析しました。この領域では波長が１μm以下になり、シミュレーションではそれよりも短いメッシュが必要となるので PCに実装されたメモリの制約から複雑な系の解析は出来ませんが、原理的には解析可能です。
《解析モデルの説明》
幅２μm、ピッチ10μmのスリットに平面波を照射し、スリットから10ｍｍ離れた場所での回折の様子をグラフにしました。
周波数が高くなると波長が短くなるので回折の間隔が狭くなっていくのがわかります。
解析事例５：落雷（時間軸解析）
《説明文》
時間軸解析の例として建物の上部に落雷した場合の電磁場のアニメーションを作りました。
建物の上部に落雷し、大地に向かって流れるのと同時に隣接する建物に誘導電場が発生しているのがわかります。
