TLM3次元電磁界解析ソフトウエア MicroStripes

3Dシュミレーションソフトウェア

高速、効率的、そして高い操作性

MicroStripes は、TLM法 (Transmission Line Matrix : 伝送線路行列法) という独自の手法によってマクスウェル方程式を時間領域で計算する、強力な3D シミュレーションソフトウェアです。このTLM 法は、3D 電磁界シミュレーションに用いられている手法の中で、最も効率的であることが（理論的にも）示されています。MicroStripes の開発者は、利用者にとって、より使いやすいソフトウェアとすることを目指し、当初から数多くの改善・改良を重ねてきました。今日では、業界を代表する企業が、MicroStripes を利用して製品開発における難しい問題を解決し、その優位性を実現しています。

効率的なシミュレーション

TLM 法の時間領域ソルバは、最も効率的で本質的に安定したものであると広く認識されています。MicroStripes は、この TLM 法に、使いやすさを高めるGUI、最適なメッシュを作成するアルゴリズム、そして速度向上のための並列処理が組み合わされた3D シミュレーションソフトウェアです。そのためMicroStripes は、極めて複雑で電気的に大規模な問題に対して特に有効といえます。

適用分野

MicroStripes は、マイクロ波・RF デバイス、アンテナ、コネクタ、高周波曝露量 (SAR (単位質量当たりの吸収電力))、高周波 IC・パッケージ設計、落雷などの幅広い、様々な分野でご利用に対応することができます。

メッシング

Octree メッシング

MicroStripes は、Octree メッシングを採用することで実行時間を大幅に短縮し、さらに精度も向上させています。これにより、これまで困難であった、より大きな構造と小さな構造とが混在したモデリングが可能になっています。Octree メッシングは、小さな構造の部分から離れている領域のセルを段階的に自動でまとめます。まとめられたセルの最終的なサイズは、目的箇所の局所的な誘電率、透磁率、最高周波数のみに制限されます。　　 Octree メッシングにより、電気的に小さな、細かな構造をもつ重要な部分については、細かなメッシュを残すことによって高い分解能を維持する一方で、合計セル数は大幅に削減されます。

自動メッシュ生成

MicroStripes では、目的箇所の周波数帯域に適したメッシュを生成できます。メッシュは、ジオメトリに自動的にフィットし、曲面上および誘電体領域内では細かく分割されます。ユーザは、局所領域でメッシュを微調整するか、あるいは指定オブジェクトの近接箇所でより細かなメッシュにすることもできます。TLM ソルバは、セル寸法の急速な変化に対応できます。

大きなモデル

MicroStripes は、Octree メッシングとサブセルモデルを採用することで、消費メモリを非常に低く抑えています。ただし、特に大きなモデルや、要求の厳しいモデルの場合は、 MicroStirpes64ビットEMシミュレータの利用によって、マルチプロセッサを使用でき、さらに2GBを超えるメモリの使用が可能です。

機能

CAD モデル構築

MicroStripes のモデルビルダは、解析モデルを高速かつ簡単に作成するため、ACIS モデリングカーネルを利用しています。論理演算、ライブラリパーツ、スウィープ、変形のすべてを利用できます。らせん、放物線などを含むその他多くのシェイプを、パラメータ方程式で定義できます。

CAD のインポート

IGES、STEP、STL、DXF の各フォーマットで定義されたオブジェクトは、問題なくインポート/エクスポート、復元、編集が可能です。また、ACIS のネイティブファイルフォーマットである SAT は、追加作業なしで簡単にインポートおよびエクスポートできます。

高度な機能

吸収境界 (PML)

PML 境界条件を適用すると、アンテナ周囲の自由空間の範囲を縮小できます。これにより、解析が高速になります。

周期境界

対称境界に加えて、周波数選択平面 (FSS) や周期配列などの周期構造のシミュレート用に周期境界を使用できます。

スロット (隙間)・シーム (継ぎ目)

MicroStripes には、メッシュを局所的に調整することなく、細かいスロット (隙間) やシーム (継ぎ目) をモデル化する機能があります。これにより、解の精度を維持したまま、より効率的なシミュレーションが可能になります。

孔群および窓

(周波数遮断)孔群金属板の電磁界透過は、個々の孔群がセルサイズより小さい場合でもシミュレートできます。

周波数依存材料

ソフトウェアライブラリに、多極 Debye/Lorentz 表現による周波数依存の誘電体および磁性体が含まれています。また、新しい材料の追加も容易です。

導電性フィルム

導電性のあるフィルムやパネルを通り抜ける電磁界拡散は、膜の厚さがセルサイズよりかなり薄い場合でも正確に表現されます。

細線および配線束

MicroStripes は、セルサイズよりも細いワイヤーをモデル化できます。ワイヤー上の電流は、エネルギーおよび流量を維持して、電磁界と完全結合されます。最大 50 本の細線を 1 つのセルに通すことができます。

ランプコンポーネントネットワーク

MicroStripes のサブセル細線は、一次元のネットワークで終端できます。各ネットワークは、他のワイヤーへの接続、または金属への接地、またはその両方を行うことができます。

励振

MicroStripes では、ポートの励振や平面波の入力など、さまざまな方法でモデルを励振できます。ポート (導波管、同軸、マイクロストリップ、ストリップライン、コプレーナ、スロットライン、ワイヤー) は、ワークスペース内の任意の場所にワンクリックで指定できます。また、複数のポートをシミュレーションで有効にして、連続または同時に、位相遅延ありまたはなしで処理することもできます。解析に任意波形も取り扱える機能も備えています。

結果

広帯域結果

MicroStripes は、時間領域シミュレーションを実行します。広帯域パルスがアンテナフィードに注入され、その結果の応答が記録されます。応答のフーリエ変換により、目的の全帯域で周波数領域結果が得られます。S パラメータ、入力インピーダンス、SWR のすべてを使用可能です。

アニメーション

位相単位で、または構造全体の電界断面のスウィープにより、電界および表面電流のプロットのアニメーションを作成できます。インパルス応答の時間領域アニメーションを再生できます。

電界および放射パターンの可視化

電界、表面電流、細線電流、放射パターンを 3D で完全に可視化できます。時間領域シミュレーションごとに、最大 99 の周波数で電界プロットおよび放射パターンを可視化できます。

自由パターン切り取り

自由パターン切り取り機能は、3D 放射パターンを任意の平面で切り取り、放射電力対角度をボアサイト方向、等方向、ダイポールのいずれかに正規化してプロットします。これにより、E 平面と H 平面、および co 分極と cross 分極を比較できます。また、アンテナゲイン、前後比、軸比を確認できます。

ワークスペース外の結果

E 平面および H 平面、時間および周波数領域応答は、ワークスペース内外の任意の位置で取得できます。

結果のアクセス

すべての結果は、データテーブルに構造化され、.csv フォーマットでエクスポートできます。S パラメータは、Touchstone フォーマットでエクスポートします。

位相中心

MicroStripes を使用して、フィードシステムの焦点を特定できます。

RCS

モノスタティックおよびバイスタティックレーダの断面を、MicroStripes で決定できます。

効率

個々の物体の電力吸収を調べることで、放射効率 (Q 係数) の上限を特定できます。

SAR

生体組織ライブラリ

40 種類以上の生体組織をサポートしています。大動脈、膀胱、血液、子宮は、4 極 Debye 周波数依存モデルとして含まれています。

SAM 頭部ファントム

標準の SAM (Specific Anthropomorphic Mannequin) 頭部ファントムモデルを利用できます。

設置時の性能

SAM の放射パターンおよび放射効率に対する効果を、同一シミュレーションで特定できます。