2026年9月30日
電波・ノイズの課題を解決する電磁界シミュレーション
電磁界シミュレーションの特徴
電磁界シミュレーションは、無線機器や電子機器の電波の伝わり方やノイズの発生状況を、コンピュータ上の仮想空間で解析できるシステムです。試作前に性能や課題を確認できるため、開発期間の短縮やコスト削減に役立ちます。
アンテナや高周波対応プリント基板の設計・開発を行う方、EMC（電磁両立性）やノイズ対策に取り組む方にご活用いただけます。
3D CADで作成した製品モデルを用いて、電磁界シミュレーションを実施します（図1）。
- 時間領域解析（FIT、TLM）
- 広い周波数帯域を短時間で解析可能
- アンテナ特性やEMC評価などに適しています
- 周波数領域解析（FEM）
- 特定の周波数帯域を高精度に解析可能
- 共振現象や高周波回路の詳細評価に適しています
主な解析対象は次のとおりです。
- アンテナの放射特性解析
- プリント基板配線の高周波伝送特性解析
- EMC・ノイズ解析
- 電波吸収材やシールド材の性能評価
- 無線通信機器の設計検証
また、電磁界解析と回路シミュレータを連携させることで、実際の回路動作を考慮した高度な解析も可能です。
【装置名・型番】
解析ソフト：ダッソー・システムズ：SIMULIA CST Studio Suite
ワークステーション：TEGARA RADIC 2CPUモデル
【仕様】
解析ソルバ：有限積分法(FIT)、伝送線路行列法(TLM)、有限要素法(FEM)
モーメント法、レイトレース法
CPU／メモリ：Xeon 2.1GHz(32コア)×２ 計64コア／512GB（DDR5 32GB×16）
解析事例
電磁波シールド効果測定（KEC法・磁界）の解析
シールド材の電磁波シールド効果を評価する方法としてKEC法が広く利用されています。KEC法の測定治具の寸法を実測し、3次元解析モデルを作成しました。
アクリル板に導電塗料を塗布し、そのシート抵抗を四探針法で実測しました。そして、測定したシート抵抗を用いて、電磁界シミュレーションを実施したところ、電磁波シールド効果（磁界）の測定値とシミュレーション結果が良好に一致しました（図2）。
ノイズ抑制シート(NSS)の性能評価
プリント基板や半導体パッケージでは、電磁ノイズ（EMI）を低減するために、フェライトやカーボンを含んだゴム製のノイズ抑制シート（NSS）が利用されています。
NSSの性能評価方法としては、ノイズ信号の減衰効果を示す「伝送減衰率」と、電磁波の放射を抑える効果を示す「輻射抑制率」が国際規格 IEC 62333 で定められています（図3）。
本研究では、同軸管法を用いてNSSの材料特性である複素比誘電率と複素比透磁率を測定しました。さらに、その測定データを用いた電磁界シミュレーションを実施し、NSSの厚さがノイズ抑制効果にどのように影響するかを検討しました（図4）。
FRPによる電波の散乱解析
FRP（繊維強化プラスチック）が電波の伝わり方に与える影響を、電磁界シミュレーションを用いて評価しました。
ホーンアンテナから照射した6GHz帯の電波について解析した結果、FRP製の支柱によって電波が大きく散乱される様子を確認できました（図5）。このようなシミュレーションにより、材料や構造物が電波伝搬に与える影響を事前に把握できるため、無線通信機器やレーダーシステムの設計・最適化に役立ちます。
また、試作品を製作する前に電波特性を評価できるため、開発期間の短縮や設計品質の向上につながります。
回路シミュレータの活用
付属の回路シミュレータを活用することで、複雑な電磁界解析を効率的に行うことができ、解析時間の短縮にもつながります。
① 実測データを利用した解析
ベクトルネットワークアナライザ（VNA）で測定した高周波回路やケーブルのSパラメータを読み込み、実測特性を反映した電磁界シミュレーションを実行できます。
② Spiceモデルとの連携解析
電子回路のSpiceモデルを利用して電磁界シミュレーションを実行し、回路動作と電磁特性を連携して評価できます。
③ 大規模モデルの高速解析
大きな解析モデルを複数の部分モデルに分割して個別に電磁界解析を行い、その結果を回路シミュレータ上で合成することで、解析時間を短縮できます（図6）。
電磁界シミュレーションに必要な材料定数の測定
KISTECでは、電磁界シミュレーションに必要な高周波領域における材料定数測定（複素比誘電率、複素比透磁率）を実施しています（図7）。ベクトル・ネットワーク・アナライザと各種測定治具を組合せ、最適な材料定数測定をご提案いたします。
料金について
参考： 解析期間1ヵ月程度 30万円～
関連リンク
- [pdf]ウェアラブル機器のEMC評価技術に関する検討(0.3MB)
- [pdf]プリント基板の厚みによる不要輻射への影響(0.38MB)
- [pdf]低周波のシールド効果における電磁界シミュレーションの検討(0.25MB)
- [pdf]1GHz 超の電磁波シールド効果の評価方法(0.2MB)
- [pdf]シミュレーションによる電磁波シールド効果の有効性評価(0.5MB)
- [pdf]マイクロ波センサを利用した災害救助用探査装置の開発（0.3MB）
- [pdf]マイクロ波帯域における高感度・広帯域な光電界センサ測定システムの開発（1MB)
使用機器
ご利用方法
委託受託（KISTEC事業名：技術開発受託）で利用できます。
