Electromagnetics and Ham Radio
Dielectric-15
Page 15
実際に以下の条件でBEMとFEMで計算を行ってみました。BEMでの長さの単位はmmでFEMではμmですので、計算結果にちょっとした単位の変換が必要です。また座標軸が両者で90度回転していることも描画時に考慮する必要が有ります。
| a [μm] |
GAP [μm] |
D [μm] |
D/a |
| 600 |
400 |
1600 |
2.666666 |
FEMの場合の要素厚と比誘電率は以下の様に設定しました。
要素分割数は、半径方向および角度方向90度分をそれぞれ26で分割しています。
| 物質番号(i) |
Layer |
要素厚 [μm] |
物質 |
比誘電率 εr |
| 1 |
1st Layer |
50 |
Vacuum |
1 |
| 2 |
1st Layer |
50 |
Vacuum |
1 |
| 3 |
2nd Layer |
50 |
Vacuum |
1 |
| 4 |
2nd Layer |
50 |
Vacuum |
1 |
| 5 |
3rd Layer |
100 |
Vacuum |
1 |
| 6 |
3rd Layer |
150 |
Vacuum |
1 |
| 7 |
3rd |
i3 |
Vacuum |
1 |
BEMの場合、比誘電率は指定しない限りεr=1です。要素分割数は、１つの導体を640の線形要素で分割しています。
下図に計算結果のDnを横軸角度[ラジアン]でプロットしてみました。BEMではペアー導体上のDnを360度表示しています。FEMではV=－0.5とV=+0.5を与えた導体の半円分が表示されています。両者はよく一致しているのが分かります。上でも言いましたがFEMでキャパシタンスを計算するのにDnを得る必要はありません。必要なのは{Q}の合計です。
これで全ての計算結果についてBEMとFEMは同じ値を提供しているのが分かりました。
FEMとBEMそれぞれの利点と弱点については、FEMとBEMのサイトを見てください。
以下では、実際の比誘電率を使って計算しています。
比誘電率はメーカーより提供されたものではなく、ネットから抽出しています。
またエナメルや熱収縮チューブおよび電線の絶縁物質名も正確に把握しているわけではありません。
ということで、ここではバランの製作で使ったワイヤーやケーブルで伝送線路を再度作りキャパシタンスを測定しています。
計算結果がそのキャパシタンスに合えば、その材質の比誘電率が得られたことになります。
Preceding Page
Next Page
Menu
Inductance
Capacitance
Exp
Z0
Coaxial
Balun
Dielectric
Off center fed DP
Helmholtz
FEM
BEM
Internet College of Finite Element Method
JR2XSO