半波長ダイポールの入力インピーダンスはアンテナの本に依るとZ = 73 + j42 Ω ぐらいである。これを駆動すると効率が良くない。虚数成分をキャンセルしたい。それには波長短縮すればよい。ここらの理屈を知りたいならば電波工学関連の本で勉強するがよいさ～
ほんでOpenFDTDで300MHz dipole antennaのシミュレーションをしてみたが、まったく違う値が出てきてしまって。クマったクマった・しまくらったちよこ。。。なんちゅーて。
これはアンテナの形状はともかく領域をどう設定するか、そしてセルをどう設定するか等の試行錯誤が必要であるらしい。なにしろ、OpenFDTDのアルゴリズムの詳細は知らんの。
CQ, RFワールド(2017年)を読んでいるのだけどね。これ むつかしあるよ、わかるひと てんさいあるね これ。
で、次のように設定したらある程度は教科書の値に近づいたのでございますじゃよ。 
直方体の大きさを15mにした。アンテナは300MHzだと波長は1m であり半波長で50cmの設定である。これで計算したら次のような値が出たばい。
frequency[Hz] Rin[ohm] Xin[ohm] Gin[mS] Bin[mS] Ref[dB] VSWR
2.00000e+08 35.800 -111.526 2.609 8.129 -1.949 8.949
2.00200e+08 35.895 -111.073 2.634 8.152 -1.966 8.872
2.00400e+08 35.990 -110.621 2.660 8.175 -1.984 8.796
2.54400e+08 71.083 -0.592 14.067 0.117 -15.180 1.422
2.54600e+08 71.256 -0.217 14.034 0.043 -15.124 1.425
2.54800e+08 71.430 0.157 14.000 -0.031 -15.066 1.429
2.55000e+08 71.604 0.531 13.965 -0.104 -15.006 1.432
2.55200e+08 71.779 0.905 13.929 -0.176 -14.943 1.436
ここで虚数成分がMinである。つまり、この周波数ではそうなのである。300MHzは波長は1mであるが、254.8MHzでは波長は1mより少し長い。
つまり、254.8MHzの波長は 1.18m である。これに対して設定は1mである。波長短縮の結果として虚数成分が消えつつある、と解する。
ここ、理屈に合っていると思っているけどね。分割数をもっと大きくすると値はさらに良くなるかもしれないが、計算時間がかかるのである。ここな、この手のシミュレーターの使い勝手の肝心なところ。精度を上げようとすると計算時間がかかるって事でございますじゃよ。
もっとももRFワールドにあるアルゴリズムの説明をワタクシが理解しているわけではないと正直者なので言いますよってに(笑)
ま～アンテナのお勉強の一環として電磁界シミュレータを活用しませうという事でございますじゃよ。
んじゃ。
