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トランジスタ技術2017年12月号 付録DVD-ROM
「3Dアニメーション！アンテナ＆RFシミュレータ全集」のご案内
クラウド連携マシン IoTを作れるか否か
今月号の特集は「3Dアニメ！電波科学シミュレータDVD」です．
（
2017年12月号の目次はこちら）
IoTという言葉がテレビや新聞をにぎわせています．IoTとは，Internet of Thingsの略語で，今ではあまり使われなくなってきた言葉「組み込み装置」にインターネット接続機能を加えたもの，と考えてよいでしょう．気象データや音楽データ，交通情報など，80億人が成長させ続けるビッグデータを使ったサービス「クラウド」と組み込み装置をつなぐわけです．統計処理が得意な人工知能の活躍も注目です．
優れたIoTとは…電波を操ったもん勝ち
IoTをインターネットにつなぐインターフェースといえば，Wi-FiやBluetooth，LPWA(Lpow Power Wide Area)などの無線です．スマホも，Wi-Fi/BluetoothからGPS/ワイヤレス給電まで，幾種類もの無線機能を搭載しています．
無線機は空中を伝わっていける「電波」を利用してワイヤレス通信します．電波は，数M～数GHzの周波数の高い信号波で，とても反射しやすい性質をもちます．その波が出入りしやすいアンテナと伝わりやすい線路が，高い通信性能を得るかぎを握ります．
アンテナと電波のふるまいをフルカラーで
特集では，RFシミュレータをパソコンで動かして，IoTマシンに出入りする電波のふるまいをビジュアル視して，よく飛びよく受かるアンテナの作り方を紹介します．
1888年，電磁波の存在を証明したといわれるハインリヒ・ルドルフ・ヘルツのダイポール・アンテナやWi-Fiを搭載したIoTにピッタリのプリント基板を使った逆F型アンテナを3次元電磁界シミュレータでビジュアル解析します．
電波やRF信号はやすやすとは伝わらない…波がスーッと流れるアンテナと線路を作る
特集では，RF信号波を確実に伝える伝送線路の設計法も解説します．
－∞～＋∞まで変化する高周波部品や回路，伝送線路のインピーダンスの周波数特性が俯瞰できる便利なグラフ「スミス・チャート」の使い方も詳しく解説します．
ワイヤレスで確実につながるIoTを作るには，空中からアンテナからコネクタ，コネクタからプリント・パターン，プリント・パターンから受信ICへ，というふうにRF信号を確実に受け渡して伝えていくことが重要です．RF信号は，伝送環境，つまり特性インピーダンスが少しでも変化すると，反射して出元に帰ってしまうからです．
伝送経路のどの部分を切り出しても，50Ωという理想的な特性インピ―ダンス(基準インピーダンス，記号はZ0)が実現できるならなにもする必要はありませんが，現実は違います．線路を伝わる高周波信号には，1p～数pFのわずかな寄生容量が影響を与えます．プリント・パターンの裏側にあるベタ・グラウンドも無限大ではありません．
反射が発生している箇所，あるいは発生しそうな箇所には，コイルとコンデンサを使った潤滑回路的なコーディネート回路を追加してやります．この回路をマッチング回路(インピーダンス整合回路)と呼びます．
自宅が研究所に？3次元電磁界シミュレータを日用パソコンで動かす
みなさんが普段使っているパソコンは，電子回路はもちろん，電磁界や熱，流体，構造をシミュレーション計算する性能を備えています．「パソコンは安くて高性能でも，シミュレータは数百万円するじゃないか」という声が聞こえてきそうですが，それがどっこい，優れたフリーウェアがたくさん出回っています．
付録DVD-ROMには，次の4つのコンテンツが収録されています．
(1)RF学習用2.5/3次元電磁界シミュレータ S-NAP Microwave Suite CQ版
(2)フリー＆無制限！大盤振る舞い電磁界シミュレータ Open FDTD
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http://www.e-em.co.jp/OpenFDTD/
(3)フリー＆無制限！Sパラ解析もOKの万能回路シミュレータ Qucs
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http://qucs.sourceforge.net/
(4)電磁界＆回路シミュレーション，プリント基板ガーバなど，設計データ各種
セミナ開催！
実習！ 小型プリント基板アンテナのシミュレーション設計
～Wi-FiからサブGHzまで！よく飛びよく受かる！IoT無線機をビジュアル開発～
特集で紹介した電磁界シミュレータSonnet Lite(無償版)を動かしながら，IoT 時代のプリント基板アンテナの設計法を習得します．
講師：小暮 裕明 開催：2018年2月3日 定員：10名
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http://seminar.cqpub.co.jp/ccm/ES17-0167