FDTD による微小ダイポールからの放射のアニメーション

座標

上の図のように座標原点に 微小ダイポールが置かれています。 イメージ的には携帯電話が原点に図のように置かれている様子です。 以下では微小ダイポールの励振波形を変えてy-z平面内の電界の強さの 過渡現象のアニメーションを見せます。 (x-y平面内の電磁界分布は円筒状に広がっていくだけです)

1. 余弦波で励振したとき

Cos

**** アニメーション スタート!(480KB) ****

[考察]

時間領域で t=0 のとき変化が急激なので、ものすごい高調波が発生している。

2. 振幅がだんだん大きくなる正弦波で励振したとき

Sinusoidal

**** アニメーション スタート!(410KB) ****

[考察]

時間的に滑らかな波形なので、1. の余弦波で励振した時よりも遥かに早く定常状態に達する。 過渡現象だから励振し始めた瞬間はもっと四方八方に等方に電磁波が出るかと思ったけど、 すぐに8の字指向性(横方向に電波が出る)になった。

3. ステップ・パルスで励振したとき

Step pulse

**** アニメーション スタート!(470KB) ****

[考察]

これも8の字指向性らしいパターンが観測された。 しかも最後は静電界分布も再現していることがわかった。 時間変化が急激なので高調波が発生している。

4. ガウシアン・パルスで励振したとき

Gaussian pulse

**** アニメーション スタート!(444KB) ****

[考察]

3. のステップ・パルスの場合と比べると時間変化が緩やかなので あまり高調波が発生していない。


[参考]

定常状態(⇔過渡状態)のアニメーションも参考にしてください。


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