3GHzベクトル・ネットアナ付き！
初めてのIoT向け基板アンテナ設計

(1)電磁界シミュレータSonnet Liteで学ぶ基板レイアウトの基本 (2)Sパラメータの基礎
(3)NanoVNAV2よる周波数特性測定まで(講義300分/95頁)

著者・講師：知念幸勇
企画編集・主催： ZEPエンジニアリング株式会社
1人当たり1ライセンスです

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内容	キット	テキスト＆実習用ソース	視聴期間	税込価格	申し込み
[VOD/KIT] 3GHzベクトル・ネットアン付き！初めてのIoT向け基板アンテナ設計	〇	〇	無制限	\40,700

お申込み前にご理解いただきたいこと

本VODは，2022年10月1日に開催したウェビナを録画して編集した動画です．繰り返し再生，一時停止，巻き戻しが可能です．

本VODに付属の実習キット

50kHz～3GHzのベクトル・ネットーク・アナライザNanoVNAV2(アンテナ測定データ付き)
広帯域校正用SOLT端子(4個)
広帯域同軸ケーブル(2本)
2.4GHz帯パッチ・アンテナ
2.4GHz帯逆Fアンテナ(IFA)

※本セットの詳細は antenna.pdf をご参照ください．


写真1 ご自宅にお届けするアンテナ実験フルセット(22,000円相当）

講義内容

あらまし

本セミナでは，両面銅張FR-4基板上の2.4GHz帯パッチ・アンテナ(指向性アンテナ)と逆Fアンテナ(IFA)を例に，フリーの電磁界シミュレータ「Sonnet Lite」とベクトル・ネットワーク・アナライザ「NanoVNAV2(SAAV2)」を使用して，IoT向けパターン・アンテナを設計する方法を学びます．
　本例題のアンテナ給電線路は50Ωマイクロ・ストリップラインです．Sonnet Lite上でFR-4基板の誘電体，金属，空気などの材料情報と銅金属のセル・サイズ，FR-4基板外形を入力してアンテナ・パターンを描画すると，Sパラメータと2D電流密度分布を確認できます．
　設計ではSパラメータを使用します．そのため，Sパラメータの基礎理論(基本方程式，タッチストーン記述様式)も学びます．
　アンテナのSパラメータ周波数特性測定には．4.4GHzで校正を行ったNanoVNAV2(SAAV2)を使用します．フリーのアプリケーション・ソフトウェアNanovna Saverをパソコンにインストールし，NanoVNAV2(SAAV2)の環境設定，SOLT校正を行います．Sonnet Liteにより設計したアンテナ・パターンに基づき，あらかじめ作製された2.4GHz帯パッチ・アンテナと逆FアンテナのSパラメータ(S₁₁)の周波数特性(1GHz～3GHz)を測定します．測定値をSonnet Liteで得られたSパラメータと製作基板の測定結果を比較することで，アンテナ設計法とSパラメータ測定法の理解が深まります．
　2.4GHz帯パッチ・アンテナについては，ローカル5GやWi-Fi6およびWi-Fi7の周波数帯に対応する多モード・スペクトルの測定事例を紹介します．


図1 Sonnet Liteによる電流密度分布表示	図2 Sonnet LiteによるSパラメータ・シミュレーションとNanoVNAV2による測定結果の比較

アジェンダ

(1)電磁界シミュレータSonnnet Liteで学ぶ基板アンテナ設計

電磁界シミュレーション入門
FR-4基板を用いた2.4GHz帯指向性パッチ・アンテナと逆Fアンテナ(IFA)のレイアウト作成
両面銅張FR-4基板の寸法，誘電体/金属情報の入力．FR-4片面にマイクロストリップ・ラインで接続した2.4GHz帯アンテナのレイアウト作成
Sパラメータ（S11）による周波数特性のシミュレーション
Sonnet Lite のシミュレーション設定，グラフ作成方法，Sパラメータの保存

(2)Sパラメータの基礎

Sパラメータとは
ベクトル・ネットワーク・アナライザ入門
スミス・チャートとは

(3)NanoVNAV2によるSパラメータ測定技術

NanoVNAV2の概要
4個のSOLT端子を使用した4.4GHzにおけるNanoVNAV2の校正(S₁₁，S₂₁)
アプリケーション・ソフトウェア「Nanovna Saver」を用いたNanoVNAV2による測定法

※上記(2)と(3)には，「3GHzベクトル・ネットアナ付き！RF回路シミュレーション＆設計・測定入門」講義ビデオ付きパーツセットと重なる講習内容が含まれています．

ショートセミナ

セミナで学ぶこと

受講対象

ベクトル・ネットワーク・アナライザ(VNA)の測定を体験したい方
Sパラメータの基礎知識を理解したい方
2.4GHz帯パッチ・アンテナと逆Fアンテナ(IFA)のレイアウト作成とシミュレーションを体験したい方
電磁界シミュミレータSonnet Liteを体験してみたい方
※Sonnet Liteの機能制限のため，アンテナの3D放射電界分布，ゲインなどを扱うことはできません．また解析メモリ・サイズは64MB以下なので，高精細なレイアウトは作成できません．アンテナ設計はレイアウト作成・シミュレーションまでで，基板作製法は含まれていません．

あると望ましい予備知識

電気回路の基礎知識

講演の目標

べクトル・ネットワーク・アナライザ（VNA）の測定に関する基礎知識の理解
Sパラメータの基礎知識の習得
3GHz帯NanoVNAV2(SAAV2)の扱い方の習得
Nanovna Saver の使用法の習得
2.4GHz帯パッチ・アンテナと逆Fアンテナ(IFA)のレイアウト作成
電磁界シミュミレータSonnet Liteの使用法

実習に必要なパソコン＆ソフトウェア

パソコン(Windows10またはWindows11)
本セミナは，2.5GHz，4コア，8GB程度の演算環境をベースに進めますが，それ以下の環境でもシミュレーション時間を気にしなければ問題ありません．
電磁界シミュレータSonnet Lite
※セミナ開催3日前までにソフトウェアの入手先などを連絡させていただく予定です．

講師紹介

略歴

主な著書

7大電子回路シミュレータRF解析性能の見極め方，トランジスタ技術2020年1月号，CQ出版社．
測定周波数50k～900MHz 5千円のネットワーク・アナライザ NanoVNA，トランジスタ技術2020年7月号，CQ出版社．
FR-4基板でつくる2.5GHz帯アンテナの設計・製作，トランジスタ技術2021年2～3月号，CQ出版社．
QAM-OFDM変調ディジタル無線通信における多層・複合材料の電磁波遮蔽の評価，電子情報通信学会論文誌招待論文2021年6月号，電子情報通信学会論文誌
高電子移動度トランジスタでつくる1G～3GHz帯低雑音アンプの設計・制作，トランジスタ技術2021年6～12月号連載，CQ出版社．

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