(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の波動データが変化したときその変化が他の離散点の波動データの空間的及び時間的変化として伝わっていく状態を解析する波動解析方法であって、
波動データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する分割ステップと、
前記分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の波動データ及び前記１つのブロックに隣接したブロックの前記１つのブロックと接する面及びその近傍の波動データを主記憶手段に記憶するステップと、
前記１つのブロックを除く他の全てのブロックに含まれる離散点の波動データを補助記憶手段に記憶するステップと、
前記主記憶手段に記憶された分割された各ブロックに含まれる全ての離散点の中の予め定められた判定離散点の波動データが、所定値よりも大きいか否かを各ブロック毎に判定する判定ステップと、
前記主記憶手段に記憶された離散点の波動データのうち、前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きいと判定された場合におけるブロックのみ、そのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する計算ステップと、
前記主記憶手段に記憶されたブロック内の波動データの計算が終了するか、または、前記主記憶手段に記憶されたブロックの前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きいと判定されなかった場合に、前記主記憶手段と前記補助記憶手段との間で波動データを交換する制御ステップと、
を備える波動解析方法。
【請求項２】
前記計算ステップは、ある時刻におけるブロック内部の波動データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の波動データに基づき波動データを計算し、前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の波動データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の波動データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の波動データに基づき波動データを計算する請求項１に記載の波動解析方法。
【請求項３】
前記判定ステップは、
ブロック毎に前記判定離散点における波動データを記憶する記憶ステップと、
ブロック毎に前記記憶された判定離散点の波動データを所定値と比較する比較ステップと、
前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合にそのブロックの波動データの計算を行うことを示す識別情報をブロック番号情報とともに出力する識別ステップと
を備え、
前記計算ステップは、前記識別情報及びブロック番号情報に対応するブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する請求項１に記載の波動解析方法。
【請求項４】
前記分割ステップは、分割されたブロック毎に各ブロックに含まれる前記離散格子の数、離散格子の大きさの情報を記憶する請求項１に記載の波動解析方法。
【請求項５】
前記特定の離散点の波動データは、パルス状の励振によって変化する請求項１に記載の波動解析方法。
【請求項６】
前記波動データは電磁波データであり、前記電磁波データは所定の方向に沿って伝搬する請求項５に記載の波動解析方法。
【請求項７】
有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の波動データが変化したときその変化が他の離散点の波動データの空間的及び時間的変化として伝わっていく状態を解析する波動解析方法であって、
波動データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する分割ステップと、
前記分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の波動データ及び前記１つのブロックに隣接したブロックの前記１つのブロックと接する面及びその近傍の波動データを主記憶手段に記憶するステップと、
前記主記憶手段に記憶されたブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する計算ステップと、
前記１つのブロックを除く他の全てのブロックに含まれる離散点の波動データを補助記憶手段に記憶するステップと、
前記１つのブロックに隣接したブロックの前記１つのブロックと接する面及びその近傍の波動データを主記憶手段に記憶するステップと、
前記主記憶手段に記憶された１つのブロック内の波動データの計算が終了する毎に前記主記憶手段と前記補助記憶手段との間で波動データを交換する制御ステップと
を備える波動解析方法。
【請求項８】
前記計算ステップは、ある時刻におけるブロック内部の波動データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の波動データに基づき波動データを計算し、前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の波動データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の波動データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の波動データに基づき波動データを計算する請求項７に記載の波動解析方法。
【請求項９】
有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の波動データが変化したときその変化が他の離散点の波動データの空間的及び時間的変化として伝わっていく状態を解析する波動解析装置であって、
波動データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の波動データ及び前記１つのブロックに隣接したブロックの前記１つのブロックと接する面及びその近傍の波動データを記憶する主記憶手段と、
前記１つのブロックを除く他の全てのブロックに含まれる離散点の波動データを記憶する補助記憶手段と、
前記主記憶手段に記憶された分割手段により分割された各ブロックに含まれる全ての離散点の中の予め定められた判定離散点の波動データが、所定値よりも大きいか否かを各ブロック毎に判定する判定手段と、
前記主記憶手段に記憶された離散点の波動データのうち、前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きいと判定された場合におけるブロックのみ、そのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する計算手段と、
前記主記憶手段に記憶された１つのブロック内の波動データの計算が終了するか、または、前記主記憶手段に記憶されたブロックの前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きいと判定されなかった場合に、前記主記憶手段と前記補助記憶手段との間で波動データを交換する制御手段と
を備える波動解析装置。
【請求項１０】
前記計算手段は、ある時刻におけるブロック内部の波動データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の波動データに基づき波動データを計算し、前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の波動データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の波動データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の波動データに基づき波動データを計算する請求項９に記載の波動解析装置。
【請求項１１】
前記判定手段は、
ブロック毎に前記判定離散点における波動データを記憶した判定テーブルと、
ブロック毎に前記判定テーブルに記憶された判定離散点の波動データを所定値と比較する比較手段と、
前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合にそのブロックの波動データの計算を行うことを示す識別情報をブロック番号情報とともに前記計算手段に出力する識別手段とを備え、
前記計算手段は、
前記識別手段からの識別情報及びブロック番号情報に対応するブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する
請求項９に記載の波動解析装置。
【請求項１２】
前記分割手段は、分割されたブロック毎に各ブロックに含まれる前記離散格子の数、離散格子の大きさの情報を記憶する解析領域テーブルを備える請求項９に記載の波動解析装置。
【請求項１３】
前記特定の離散点の波動データは、パルス状の励振によって変化する請求項９に記載の波動解析装置。
【請求項１４】
前記波動データは電磁波データであり、前記電磁波データは所定の方向に沿って伝搬する請求項１３に記載の波動解析装置。
【請求項１５】
有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の波動データが変化したときその変化が他の離散点の波動データの空間的及び時間的変化として伝わっていく状態を解析する波動解析装置であって、
波動データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の波動データ及び前記１つのブロックに隣接したブロックの前記１つのブロックと接する面及びその近傍の波動データを記憶する主記憶手段と、
前記主記憶手段に記憶されたブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する計算手段と、
前記１つのブロックを除く他の全てのブロックに含まれる離散点の波動データを記憶する補助記憶手段と、
前記主記憶手段に記憶された１つのブロック内の波動データの計算が終了する毎に前記主記憶手段と前記補助記憶手段との間で波動データを交換する制御手段と
を備える波動解析装置。
【請求項１６】
前記計算手段は、ある時刻におけるブロック内部の波動データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の波動データに基づき波動データを計算し、前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の波動データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の波動データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の波動データに基づき波動データを計算する請求項１５に記載の波動解析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は波動データの解析を行う波動解析方法及びその装置であって、特に、電磁波データの過渡的な挙動を電子計算機を用いて解析する波動解析方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より波動データの解析を行う波動解析方法として、例えば、電磁波データの過渡的な挙動を電子計算機を用いて解析する電磁波解析方法がある。この電磁波解析方法は、有限空間の解析領域を数値計算のために離散化し、各離散点に電磁場を表すための物理量として電磁界またはそれに準ずる物理量を設定する。そして、その方法は特定の離散点の電磁界またはそれに準ずる物理量に変化を与え、全ての離散点の電磁波データの空間的及び時間的変化を解析する。
【０００３】
この場合、マックスウェル方程式に従って電磁波が有限の速度で伝搬していくが、電磁波データの変化を逐次的、かつ過渡的に計算する。この電磁波データの計算方法としては、伝送線路行列法、空間回路網法、有限差分時間領域法、有限要素時間領域法などがある。
【０００４】
伝送線路行列法及び空間回路網法は、空間を離散化し、各離散点に電磁波に対応する変数を設定する。そして、伝送線路行列法及び空間回路網法は、離散点間を一次元線路と仮定し、各点において散乱行列を定義して二次波の発生による波動伝搬を逐次的に計算する。
【０００５】
有限要素時間領域法は、空間を有限要素に分割し、分割された有限要素について空間的には電磁波エネルギーの極小値問題として捉え、時間的には差分化し、マックスウェル方程式により波動伝搬を逐次的に計算する。有限差分時間領域法は、空間を離散化し、各離散点に対して空間的及び時間的に差分化し、マックスウェル方程式により波動伝搬を逐次的に計算する。
【０００６】
これらの方法は空間の離散点に設定された電磁界またはそれに準ずる物理量を全てマックスウェル方程式に従って、離散時間毎に毎時刻計算する。このため、前記方法は数値計算のための空間の離散化を除いて手法としての近似がなく、電磁波の数値計算方法の中では、厳密でかつ汎用性の高い手法として位置付けられている。
【０００７】
例えば、マイクロストリップラインにおいては、図２４に示すように、特定の離散点にパルス状の励振を与えると、その電磁波エネルギーＥＮは有限の範囲に分布する。
【０００８】
そして、その電磁波エネルギーが図２４（ａ）から図２４（ｄ）に示すように、時系列的にｚ方向に沿って伝搬される。この様子を図２５に示す。図２５（ａ）〜図２５（ｄ）において、横軸はｚ方向の位置であり、縦軸はマイクロストリップラインの基板の上面中央におけるｙ方向の電界の大きさである。図２５（ａ）においては、時刻ｔ1において、位置ｚ1付近のみに電界Ｅｙが存在する。図２５（ｂ）においては、時刻ｔ2において、位置ｚ2付近のみに電界Ｅｙが存在する。図２５（ｃ）においては、時刻ｔ3において、位置ｚ3付近のみに電界Ｅｙが存在する。図２５（ｄ）においては、時刻ｔ4において、位置ｚ4付近のみに電界Ｅｙが存在する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように、伝送線路行列法、空間回路網法、有限差分時間領域法、有限要素時間領域法の各々の方法は空間の離散点に設定された電磁界またはそれに準ずる物理量を離散時間毎に毎時刻計算する。このため、電子計算機の主記憶装置は空間の全離散点の電磁界またはそれに準ずる物理量を記憶しなければならなかった。その結果、主記憶装置の容量を非常に多く必要とした。
【００１０】
また、空間の離散点の数が非常に多いため、電磁波の物理量の解析に多くの時間を要していた。例えば、図２５に示すような例であっても、電界Ｅｙが存在しない範囲においても、電磁波データの計算を行っており、非常に無駄な計算を行っていた。
【００１１】
本発明の第１の目的は、波動データの計算時間を短縮できる波動解析方法及びその装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、電子計算機の主記憶容量が制限されていて十分に確保できない場合に、補助記憶装置を効率的に利用して波動データの時間的及び空間的変化を計算できる波動解析方法及びその装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の波動解析方法及びその装置は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
【００１３】
＜本発明の波動解析装置の要旨＞
第１の発明の波動解析装置は図１に示したように有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の波動データが変化したときその変化が他の離散点の波動データの空間的及び時間的変化として伝わっていく状態を解析する。
【００１４】
波動解析装置は分割手段２、分割手段２に接続される判定手段４、判定手段４に接続される計算手段６とを備える。
（分割手段）
分割手段２は、波動データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する。前記波動データは、例えば、電磁波データ、弾性波データ、音波データなどである。
前記離散格子は例えば、波長の２０分の１以下程度である。
（判定手段）
判定手段４は前記分割手段２により分割された各ブロックに含まれる全ての離散点の中の予め定められた判定離散点の波動データが所定値よりも大きいか否かを各ブロック毎に判定する。
（計算手段）
計算手段６は前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合におけるブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する（請求項１に対応）。前記判定手段４、計算手段６は、中央処理装置（ＣＰＵ）などである。前記計算手段は有限差分時間領域法を用いて各離散点の波動データを計算する。
【００１５】
本発明は以下の付加的構成要素を付加しても成立する。
その他の付加的構成要素とは、前記計算手段６が、ある時刻におけるブロック内部の波動データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の波動データに基づき波動データを計算する。前記計算手段６は前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の波動データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の波動データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の波動データに基づき波動データを計算する（請求項１０に対応）。
【００１６】
また、前記判定手段４は、判定テーブル４１、比較手段４２、識別手段４３を備える。判定テーブル４１はブロック毎に前記判定離散点における波動データを記憶する。比較手段４２はブロック毎に前記判定テーブル４１に記憶された判定離散点の波動データを所定値と比較する。識別手段４３は前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合にそのブロックの波動データの計算を行うことを示す識別情報をブロック番号情報とともに前記計算手段６に出力する。
【００１７】
前記計算手段６は、前記識別手段４３からの識別情報及びブロック番号情報に対応するブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する（請求項１１に対応）。
【００１８】
さらに、前記分割手段２は、分割されたブロック毎に各ブロックに含まれる前記離散格子の数、離散格子の大きさの情報を記憶する解析領域テーブル２１を備える（請求項１２に対応）。
【００１９】
また、前記特定の離散点の波動データは、パルス状の励振によって変化させてもよい（請求項１３に対応）。前記波動データは電磁波データであり、前記電磁波データは所定の方向に沿って伝搬する（請求項１４に対応）。
【００２０】
第２の発明の波動解析装置は図２に示すように有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の波動データが変化したときその変化が他の離散点の波動データの空間的及び時間的変化として伝わっていく状態を解析する。波動解析装置は分割手段２、主記憶手段３、計算手段６、補助記憶手段５、制御手段７とを備える。
【００２１】
分割手段２は波動データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する。主記憶手段３は前記分割手段２により分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の波動データ及び前記１つのブロックに隣接したブロックの前記１つのブロックと接する面及びその近傍の波動データを記憶する。
【００２２】
計算手段６は前記主記憶手段３に記憶されたブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する。補助記憶手段５は前記１つのブロックを除く他の全てのブロックに含まれる離散点の波動データを記憶する。制御手段７は前記主記憶手段３に記憶された１つのブロック内の波動データの計算が終了する毎に前記主記憶手段３と前記補助記憶手段５との間で波動データを交換する（請求項１５に対応）。
【００２３】
主記憶手段３はランダムアクセスメモリ、キャシュメモリなどである。補助記憶手段５はハードディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどである。計算手段６、制御手段７はＣＰＵなどである。
【００２４】
また、前記計算手段６は、ある時刻におけるブロック内部の波動データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の波動データに基づき波動データを計算する。前記計算手段６は、前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の波動データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の波動データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の波動データに基づき波動データを計算する（請求項１６に対応）。
＜本発明の波動解析方法＞
また、第３の発明の波動解析方法は図３に示すように有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の波動データが変化したときその変化が他の離散点の波動データの空間的及び時間的変化として伝わっていく状態を解析する。波動解析方法は分割ステップＳ１、判定ステップＳ２、計算ステップＳ３とを含む。
【００２５】
分割ステップＳ１は波動データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する。判定ステップＳ２は前記分割された各ブロックに含まれる全ての離散点の中の予め定められた判定離散点の波動データが所定値よりも大きいか否かを各ブロック毎に判定する。計算ステップＳ３は前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合におけるブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する（請求項１に対応）。
【００２６】
また、前記計算ステップＳ３は、ある時刻におけるブロック内部の波動データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の波動データに基づき波動データを計算し、前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の波動データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の波動データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の波動データに基づき波動データを計算する（請求項２に対応）。
【００２７】
また、前記判定ステップＳ２は、ブロック毎に前記判定離散点における波動データを記憶する記憶ステップ、ブロック毎に前記記憶された判定離散点の波動データを所定値と比較する比較ステップ、前記判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合にそのブロックの波動データの計算を行うことを示す識別情報をブロック番号情報とともに出力する識別ステップとを備える。
【００２８】
前記計算ステップは、前記識別情報及びブロック番号情報に対応するブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する（請求項３に対応）。
【００２９】
前記分割ステップは、分割されたブロック毎に各ブロックに含まれる前記離散格子の数、離散格子の大きさの情報を記憶する（請求項４に対応）。
また、第４の発明の波動解析方法は、図４に示すように有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の波動データが変化したときその変化が他の離散点の波動データの空間的及び時間的変化として伝わっていく状態を解析する。
【００３０】
前記波動解析方法は波動データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する分割ステップ、分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の波動データ及び前記１つのブロックに隣接したブロックの前記１つのブロックと接する面及びその近傍の波動データを主記憶手段に記憶するステップ、前記主記憶手段に記憶されたブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する計算ステップ、前記１つのブロックを除く他の全てのブロックに含まれる離散点の波動データを補助記憶手段に記憶するステップ、前記主記憶手段に記憶された１つのブロック内の波動データの計算が終了する毎に前記主記憶手段と前記補助記憶手段との間で波動データを交換する制御ステップとを備える（請求項７に対応）。
【００３１】
さらに、前記計算ステップは、ある時刻におけるブロック内部の波動データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の波動データに基づき波動データを計算し、前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の波動データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の波動データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の波動データに基づき波動データを計算する（請求項８に対応）。
【００３２】
【作用】
本発明によれば、分割手段が離散格子のサイズよりも大きいサイズで解析領域を複数のブロックに分割すると、判定手段は分割された各ブロックに含まれる判定離散点の波動データが所定値よりも大きいか否かを各ブロック毎に判定する。計算手段は判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合におけるブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する。
【００３３】
すなわち、判定離散点の波動データが所定値よりも小さい場合のブロックは波動データの計算を行わなくともよいので、波動データの計算時間が短縮できる。
前記計算手段は、以前のブロック内部の離散点の波動データや隣接ブロックの接続面における離散点の波動データに基づき波動データを計算するので、波動データの時間的変化が正確に求められる。
【００３４】
また、比較手段がブロック毎に判定テーブルに記憶された判定離散点の波動データを所定値と比較し、識別手段は判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合にそのブロックの波動データの計算を行うことを示す識別情報とブロック番号情報を出力し、計算手段は識別情報とブロック番号情報によりそのブロックのみ波動データを計算するので、計算時間が短縮できる。
【００３５】
各ブロックに含まれる離散格子の数、離散格子の大きさの情報を用いてブロック毎にブロック内の波動データの計算を行うことができる。
また、前記特定の離散点の波動データが、パルス状の励振によって変化する場合には、その波動のエネルギーは空間的に有限な範囲で分布し、その範囲外では波動データは変化しないから、その範囲外の計算が省略できる。
【００３６】
さらに、前記電磁波データは所定の方向に沿って伝搬する場合には、その方向に沿ったいくつかの判定離散点での波動データ計算の要否判定で済むので、計算時間が大幅に短縮できる。
【００３７】
また、主記憶手段は分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の波動データを記憶するのみであるので、主記憶手段の容量が少なくて済む。また、計算手段が主記憶手段に記憶された１つのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの計算を終了した場合には、制御手段は補助記憶手段に記憶された他の１つのブロックの波動データを主記憶手段に読み出すので、計算手段は他の１つのブロックの波動データを計算することができる。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明の波動解析方法及びその装置の実施例を図面を参照して説明する。図５は本発明の波動解析装置の一実施例を示すハードウェア構成図である。波動解析装置は有限空間の解析領域を複数の離散点により表し解析領域の全ての離散点の中の特定の離散点の電磁波データが変化したとき全ての離散点の電磁波データの空間的及び時間的変化を解析する。
【００３９】
実施例では、波動データは電磁波データであり、マックスウェル方程式により電磁波データの時間的及び空間的な変化を計算する。なお、波動データは、例えば弾性波データ、音波データ、地震波データなどであってもよい。
【００４０】
波動解析装置は図５に示すように電磁波の解析を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）１、電磁波データを記憶する主記憶装置３、電磁波データを記憶する補助記憶装置５、各種のデータを入力するキーボード８を備える。各部はバス１０によって相互に接続される。
【００４１】
図６は前記波動解析装置の主要部を示す構成ブロック図である。波動解析装置は、分割部２、分割部２に接続される判定部４、判定部４に接続される計算部６を備える。また、波動解析装置は、分割部２に接続される主記憶装置３及び補助記憶装置５、主記憶装置３及び補助記憶装置５に接続される制御部７を備える。主記憶装置３は計算部６に接続される。
【００４２】
なお、前記判定部４、計算部６、制御部７の機能は前記ＣＰＵ１の機能である。
前記分割部２は電磁波データの解析に必要ないくつかの離散点からなる離散格子のサイズよりも大きいサイズでもって解析領域を複数のブロックに分割する。前記分割部２は、分割されたブロック毎に各ブロックに含まれる前記離散格子の数、離散格子の大きさの情報を記憶する解析領域テーブル２１を備える。前記離散格子は例えば、電磁波の波長の２０分の１以下程度である。
【００４３】
前記判定部４は、前記分割部２により分割された各ブロックに含まれる全ての離散点の中の予め定められた判定離散点の電磁波データが所定値よりも大きいか否かを各ブロック毎に判定する。
【００４４】
前記計算部６は判定離散点の電磁波データが所定値よりも大きい場合におけるブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の電磁波データの空間的及び時間的変化を計算する。
【００４５】
この場合、前記計算部２は、ある時刻におけるブロック内部の電磁波データを計算する場合に前記時刻以前におけるブロック内部の離散点の電磁波データに基づき電磁波データを計算する。また、前記計算部２は、前記時刻におけるブロックの隣接ブロックに接する面の電磁波データを計算する場合に前記時刻以前のブロック内部の離散点の電磁波データ及び前記隣接ブロックの前記面における離散点の電磁波データに基づき電磁波データを計算する。
【００４６】
さらに、前記判定部４は、判定テーブル４１、比較部４２、識別部４３とを備える。前記判定テーブル４１はブロック毎に前記判定離散点における電磁波データを記憶する。比較部４２はブロック毎に前記判定テーブル４１に記憶された判定離散点の電磁波データを所定値と比較する。
【００４７】
識別部４３は前記判定離散点の電磁波データが所定値よりも大きい場合にそのブロックの電磁波データの計算を行うことを示す識別情報をブロック番号情報とともに前記計算部６に出力する。前記計算部６は、前記識別部４３からの識別情報及びブロック番号情報に対応するブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の電磁波データの空間的及び時間的変化を計算する。
【００４８】
前記特定の離散点の電磁波データは、パルス状の励振によって変化する。前記電磁波データは所定の方向に沿って伝搬する。
また、前記主記憶装置３は、前記分割部２により分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の電磁波データを記憶する。また、前記計算部６は、前記主記憶装置３に記憶されたブロックに含まれる全ての離散点の電磁波データの空間的及び時間的変化を計算する。
【００４９】
補助記憶装置５は、前記１つのブロックを除く他の全てのブロックに含まれる離散点の電磁波データを記憶する。制御部７は、前記主記憶装置３に記憶された１つのブロック内の電磁波データの計算が終了する毎に前記主記憶装置３と前記補助記憶装置５との間で電磁波データを交換する。
＜実施例の動作＞
次に、このように構成された波動解析装置の実施例によって実現される波動解析方法を図面を参照して説明する。ここでは、異方性、分散性がない媒質に対して直交座標系における有限差分時間領域法を用いて、解析すべき有限空間に存在するマイクロストリップラインを伝搬する電磁波を解析する。
【００５０】
まず、図７に示すように空気からなる空間領域５１が設定される。この空間領域５１の下部にはプリント基板５３が設けられ、基板５３はＺ方向に沿って伸びている。基板５３の上面にはＺ方向に沿って導体からなるストリップライン５２が設けられる。電磁波はストリップライン５２に沿って伝搬する。
【００５１】
次に、分割部２は図８に示すように、前記空間領域５１と基板５３からなる領域とを４つのブロックＢＬ１〜ＢＬ４にＺ方向に沿って均等に分割する（ステップ１０１）。各ブロックは複数の離散格子Ｂ（ｉ，ｊ，ｋ）から構成される。各ブロック内の各離散格子間隔（サイズ）は、ｄｘ成分が１．０、ｄｙ成分が０．８、ｄｚ成分が２．０である。
【００５２】
また、各ブロック内の複数の離散格子はｘ方向に５０個、ｙ方向に７０個、ｚ方向に４００個からなる。このため、前記解析すべき空間領域５１及び基板５３の領域の大きさはｘ方向が５０×ｄｘ、ｙ方向が７０×ｄｙ、ｚ方向が４００×ｄｚである。各ブロック毎に前記離散格子間隔、離散格子の数はキーボード８から入力される。
【００５３】
また、各離散格子Ｂ（ｉ，ｊ，ｋ）は図９に示すように複数の離散点（白丸、黒丸で示す。）から構成され、各離散点は、電磁界成分Ex,Ey,Ez,Hx,Hy,Hz、誘電率εx,εy,εz、透磁率μx,μy,μz、導電率σx,σy,σzをもつ。
【００５４】
次に、分割部２は入力された各ブロックの離散格子間隔、離散格子の数に基づき図１０に示すように各ブロック毎の解析領域テーブル２１を作成する（ステップ１０２）。解析領域テーブル２１は、ブロック毎に計算要否フラグ、空間離散数、空間離散間隔、基準格子を格納する。テーブル２１内において、（）内の数字はブロック番号を示す。計算要否フラグについては、後述する。
【００５５】
基準格子は図８に示すように各ブロック内の基準（原点格子）となるべき離散格子である。ブロックＢＬ１では、基準格子はＢＩ（１）が１、ＢＪ（１）が１、ＢＫ（１）が１であり、ブロックＢＬ４では、基準格子はＢＩ（４）が１、ＢＪ（４）が１、ＢＫ（４）が３００である。これはブロックがＺ方向（Ｋ方向）に沿って分割されているからである。
【００５６】
次に、判定部４は判定テーブル４１を作成する（ステップ１０３）。ここでは、
判定テーブル４１はブロック毎に電磁波データの計算を行うべきかを判定するための特定の離散格子の電界Ｅｙを格納する。特定の離散格子の電界Ｅｙは図１１に示すようにマイクロストリップライン５２の真下のＹ方向の電界成分である。判定テーブル４１は図１２に示すように特定の離散格子のＹ方向の電界成分としてＥｙ（ＮＢ，２６，２０，ｋ）をブロック毎に格納する。
【００５７】
ここで、ＮＢはブロック番号である。数字２６はＸ方向に沿って２６番目の離散格子であることを示す。数字２０はＹ方向に沿って２０番目の離散格子であることを示す。ｋはＺ方向に沿う１から１００までの離散格子である。また、各ブロック毎のデータとしてｋが１から２までの電界成分Ｅｙ、ｋが９９から１００までの電界成分Ｅｙがある。
【００５８】
これらの電界成分は対象となるブロックに隣接したブロックの電界成分を考慮したものである。例えば、ブロックＢＬ２の電界成分はブロックＢＬ１のＥｙ（１，２６，２０，ｋ＝９９から１００）、ブロックＢＬ２のＥｙ（２，２６，２０，ｋ＝１から１００）、ブロックＢＬ３のＥｙ（３，２６，２０，１から２）から構成される。
【００５９】
次に、判定部４は電磁波データの解析を行うために必要なその他のテーブルとして図示しない物性テーブル、境界条件テーブル、励振テーブルを作成する（ステップ１０４）。物性テーブルは誘電率ε、透磁率μ、導電率σなどの物性データを格納する。境界条件テーブルは、電気壁領域、磁気壁領域、吸収境界領域のデータを格納する。励振テーブルは励振を行う離散点、励振波形に関するデータを格納する。
【００６０】
次に、比較部４２は各ブロック毎に、判定テーブル４１に格納された特定の離散格子の電界Ｅｙを所定値ηと比較する（ステップ１０５）。ここで、所定値ηは例えば、１０-10である。
【００６１】
識別部４３は各ブロック毎に、そのブロック内の判定離散格子の電界が所定値よりも大きい場合には、識別フラグＦＬＧ（ＮＢ）を“１”に設定する。すなわち、ブロックＢＬ１において、Ｅｙ（１，２６，２０，ｋ＝１〜１００）がηよりも大きく、かつＥｙ（２，２６，２０，ｋ＝１〜２）がηよりも大きい場合には、ＦＬＧ（１）を“１”に設定する。
【００６２】
一方、ブロックＢＬ１において、Ｅｙ（１，２６，２０，ｋ＝１〜１００）がηよりも小さく、かつＥｙ（２，２６，２０，ｋ＝１〜２）がηよりも小さい場合には、ＦＬＧ（１）を“０”に設定する。
【００６３】
次に、ブロックＢＬ２において、ブロックＢＬ１のＥｙ（１，２６，２０，ｋ＝９９から１００）、ブロックＢＬ２のＥｙ（２，２６，２０，ｋ＝１から１００）、ブロックＢＬ３のＥｙ（３，２６，２０，１から２）のうちのどれか１つでも所定値ηよりも大きい場合には、ＦＬＧ（２）を“１”に設定する。
【００６４】
一方、ブロックＢＬ１のＥｙ（１，２６，２０，ｋ＝９９から１００）、ブロックＢＬ２のＥｙ（２，２６，２０，ｋ＝１から１００）、ブロックＢＬ３のＥｙ（３，２６，２０，１から２）の全てが所定値ηよりも小さい場合には、ＦＬＧ（２）を“０”に設定する。
【００６５】
同様にして、ブロックＢＬ３、ブロックＢＬ４において、比較部４２は判定テーブル４１に格納された特定の離散格子の電界Ｅｙを所定値ηと比較する。識別部４３はそのブロック内の判定離散格子の電界が１つでも、所定値よりも大きい場合には、識別フラグＦＬＧ（ＮＢ）を“１”に設定し、そのブロック内の判定離散格子の電界が全て所定値よりも小さい場合には、識別フラグＦＬＧ（ＮＢ）を“０”に設定する。
【００６６】
すなわち、識別部４３はブロック毎に電磁波データの計算要否の結果としてＦＬＧ“１”またはＦＬＧ“０”を計算部６に出力する。
前記計算部６は識別部４３からのブロック毎のＦＬＧ“０”に基づき、判定離散点の電磁波データが全て所定値よりも小さい場合におけるブロックの離散点の電磁波データの計算を行わないで、ステップ１０８の処理に進む。
【００６７】
すなわち、判定離散点の電磁波データが全て所定値よりも小さい場合のブロックに含まれる全ての離散点におけるは電磁波データの計算を行わなくともよいので、電磁波データの計算時間が短縮できる。
【００６８】
例えば、パルス状の励振を特定の離散点から行い、ストリップラインに沿って電磁波が伝搬する。すなわち、電磁波の波形の幅及び分散による波形の広がりがブロックの大きさに比較して十分に小さい場合には、電界Ｅｙの電磁波エネルギーの状態は図１４、図１５に示すように分類される。図１４に示す時間では、時刻ｔAから時刻ｔBまでの間、電磁波エネルギーはブロックＢＬ２の領域に存在するため、他のブロックについての電磁波データの計算を省略できる。
【００６９】
また、図１５に示す時間では、時刻ｔCから時刻ｔDまでの間、電磁波エネルギーはブロックＢＬ２及びブロックＢＬ３の領域に存在するため、他のブロックについての電磁波データの計算を省略できる。
【００７０】
なお、電磁波データの計算要否の判定についての判定離散点の数は計算すべき離散点の数よりもかなり少ないので、判定に要する時間は特に問題にならない。
一方、前記計算部６は識別部４３からのブロック毎のＦＬＧ“１”に基づき、判定離散点の電磁波データが所定値よりも大きい場合におけるブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の電磁波データの空間的及び時間的変化を計算する（ステップ１０７）。
【００７１】
計算部６では、以下に示すマックスウェル方程式を用いてブロックに含まれる全ての離散点の電磁波データの空間的及び時間的変化を計算する。
【００７２】
【数１】
0003639352.tif 000002
【００７３】
【数２】
0003639352.tif 000003
【００７４】
また、空間上の点を図９に示すように配置することによって直交座標系におけるマックスウェル方程式の差分化が行える。
すなわち、時間的な差分化は、式（３）で表される。
【００７５】
【数３】
0003639352.tif 000004
【００７６】
すなわち、空間的な差分化は、式（４）で表される。
【００７７】
【数４】
0003639352.tif 000005
【００７８】
前記計算部６は（１）から（４）の式を用いて、電界Ｅ（ＮＢ，ｉ，ｊ，ｋ）及び磁界Ｈ（ＮＢ，ｉ，ｊ，ｋ）を計算する。
この場合、前記計算部２は、ある時刻ｔ＋△ｔにおけるブロック内部の電磁波データを計算する場合に時刻ｔにおけるブロック内部の離散点の電磁波データに基づき電磁波データを計算する。
【００７９】
また、前記計算部２は、時刻ｔ＋△ｔにおけるブロックの隣接ブロックに接する面及びその近傍の電磁波データを計算する場合に時刻ｔのブロック内部の離散点の電磁波データ及び前記隣接ブロックの前記面及びその近傍における離散点の電磁波データに基づき電磁波データを計算する。
【００８０】
ここでは、主記憶装置３と補助記憶装置５との間のデータの授受に着目して、時刻ｔ＋△ｔの電磁波データをブロック毎に順次計算していく処理を図１６から図２３を参照して詳細に説明する。
【００８１】
図中において、ＢＤはブロック内部（境界面上を含む）の電磁波データを表し、ＢＤの後の数字はブロック番号を表す。ＳＤはブロックの接続面に接した離散格子上の電磁波データを表し、ＳＤの後の数字のピリオドの左の数字は離散格子が存在するブロック番号を表する。ピリオドの右の数字は接続しているブロック番号を示し、括弧内のｔは時刻を表す。
【００８２】
まず、図１６に示すように、（１）において、制御部７は時刻ｔにおけるブロックＢＬ１の電磁波データＢＤ１（ｔ）を補助記憶装置５から読み出し、主記憶装置３に書き込む。また、時刻ｔにおけるブロックＢＬ２のブロックＢＬ１側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ２．１（ｔ）を補助記憶装置５から読み出して主記憶装置３に書き込む。
次に、（２）において、計算部６はブロックＢＬ１の電磁波データについて、有限差分時間領域法を用いて電磁波データＢＤ１（ｔ）、ＳＤ２．１（ｔ）により電磁波データＢＤ１（ｔ＋ｄｔ）を求める。
【００８３】
次に、図１７に示すように、（３）において、制御部７は、計算された時刻ｔ＋△ｔにおけるブロックＢＬ１の電磁波データＢＤ１（ｔ＋ｄｔ）の中からブロックＢＬ２側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ１．２（ｔ＋ｄｔ）を抽出し、補助記憶装置５に送る。
【００８４】
さらに、制御部７は、（４）において、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ１の電磁波データＢＤ１（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に送り、記憶されていた時刻ｔの電磁波データＢＤ１（ｔ）に対して上書きする。
【００８５】
次に、図１８に示すように、（５）において、制御部７は時刻ｔにおけるブロックＢＬ２の電磁波データＢＤ２（ｔ）を補助記憶装置５から読み出し、主記憶装置３に書き込む。また、時刻ｔにおけるブロックＢＬ１のブロックＢＬ２側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ１．２（ｔ）及びブロックＢＬ３のブロックＢＬ２側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ３．２（ｔ）を補助記憶装置５から読み出して主記憶装置３に書き込む。
【００８６】
次に、（６）において、制御部７は時刻ｔにおけるブロックＢＬ１のブロックＢＬ２側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ１．２（ｔ）を消去する。（７）において、計算部６はブロックＢＬ２の電磁波データについて、有限差分時間領域法を用いて電磁波データＢＤ２（ｔ）、ＳＤ１．２（ｔ）、ＳＤ３．２（ｔ）により電磁波データＢＤ２（ｔ＋ｄｔ）を求める。
【００８７】
次に、図１９に示すように、（８）において、制御部７は、計算された時刻ｔ＋△ｔにおけるブロックＢＬ２の電磁波データＢＤ２（ｔ＋ｄｔ）の中からブロックＢＬ１側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ２．１（ｔ＋ｄｔ）及びブロックＢＬ３側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ２．３（ｔ＋ｄｔ）を抽出し、補助記憶装置５に送る。
【００８８】
さらに、制御部７は、（９）において、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ２の電磁波データＢＤ２（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に送り、記憶されていた時刻ｔの電磁波データＢＤ２（ｔ）に対して上書きする。
【００８９】
また、制御部７は、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ２のブロックＢＬ１側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ２．１（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に出力し、記憶されていた時刻ｔにおける電磁波データＳＤ２．１（ｔ）に上書きする。
【００９０】
制御部７は、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ２のブロックＢＬ３側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ２．３（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に出力し、記憶されていた時刻ｔにおける電磁波データＳＤ２．３（ｔ）に上書きする。
【００９１】
次に、図２０に示すように、（１０）において、制御部７は時刻ｔにおけるブロックＢＬ３の電磁波データＢＤ３（ｔ）を補助記憶装置５から読み出し、主記憶装置３に書き込む。また、時刻ｔにおけるブロックＢＬ２のブロックＢＬ３側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ２．３（ｔ）及びブロックＢＬ４のブロックＢＬ３側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ４．３（ｔ）を補助記憶装置５から読み出して主記憶装置３に書き込む。
【００９２】
次に、（１１）において、制御部７は時刻ｔにおけるブロックＢＬ２のブロックＢＬ３側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ２．３（ｔ）を消去する。
【００９３】
（１２）において、計算部６はブロックＢＬ３の電磁波データについて、有限差分時間領域法を用いて電磁波データＢＤ３（ｔ）、ＳＤ２．３（ｔ）、ＳＤ４．３（ｔ）により電磁波データＢＤ３（ｔ＋ｄｔ）を求める。
【００９４】
次に、図２１に示すように、（１３）において、制御部７は、計算された時刻ｔ＋△ｔにおけるブロックＢＬ３の電磁波データＢＤ３（ｔ＋ｄｔ）の中からブロックＢＬ２側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ３．２（ｔ＋ｄｔ）及びブロックＢＬ４側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ３．４（ｔ＋ｄｔ）を抽出し、補助記憶装置５に送る。
【００９５】
さらに、制御部７は、（１４）において、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ３の電磁波データＢＤ３（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に送り、記憶されていた時刻ｔの電磁波データＢＤ３（ｔ）に対して上書きする。
【００９６】
また、制御部７は、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ３のブロックＢＬ２側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ３．２（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に出力し、記憶されていた時刻ｔにおける電磁波データＳＤ３．２（ｔ）に上書きする。
【００９７】
制御部７は、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ３のブロックＢＬ４側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ３．４（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に出力し、記憶されていた時刻ｔにおける電磁波データＳＤ３．４（ｔ）に上書きする。
【００９８】
次に、図２２に示すように、（１５）において、制御部７は時刻ｔにおけるブロックＢＬ４の電磁波データＢＤ４（ｔ）を補助記憶装置５から読み出し、主記憶装置３に書き込む。また、時刻ｔにおけるブロックＢＬ３のブロックＢＬ４側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ３．４（ｔ）を補助記憶装置５から読み出して主記憶装置３に書き込む。
【００９９】
次に、（１６）において、制御部７は時刻ｔにおけるブロックＢＬ３のブロックＢＬ４側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ３．４（ｔ）を消去する。
【０１００】
（１７）において、計算部６はブロックＢＬ４の電磁波データについて、有限差分時間領域法を用いて電磁波データＢＤ４（ｔ）、ＳＤ３．４（ｔ）により電磁波データＢＤ４（ｔ＋ｄｔ）を求める。
【０１０１】
次に、図２３に示すように、（１８）において、制御部７は、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ４の電磁波データＢＤ４（ｔ＋ｄｔ）の中からブロックＢＬ３側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ４．３（ｔ＋ｄｔ）を抽出し、補助記憶装置５に送る。
【０１０２】
さらに、制御部７は、（１９）において、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ４の電磁波データＢＤ４（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に送り、記憶されていた時刻ｔの電磁波データＢＤ４（ｔ）に対して上書きする。
【０１０３】
また、制御部７は、計算された時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ４のブロックＢＬ３側の面に接した離散格子上の電磁波データＳＤ４．３（ｔ＋ｄｔ）を補助記憶装置５に出力し、記憶されていた時刻ｔにおける電磁波データＳＤ４．３（ｔ）に上書きする。
【０１０４】
以上の説明によれば、主記憶装置３は分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の電磁波データを記憶するのみであるので、主記憶装置３の容量が少なくて済む。また、計算部６が主記憶装置３に記憶された１つのブロックに含まれる全ての離散点の電磁波データの計算を終了した場合には、制御部７は補助記憶装置５に記憶された他の１つのブロックの電磁波データを主記憶装置３に読み出すので、計算部６は他の１つのブロックの電磁波データを計算することができる。
【０１０５】
また、以上の説明では、時刻ｔの電磁波データから時刻ｔ＋ｄｔの電磁波データを求めたが、この処理は時間ステップ数がＮステップ（ＳＴＥＰ）を越えるまで、ステップ１０５からステップ１０７までの処理が繰り返し行われる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、分割手段が離散格子のサイズよりも大きいサイズで解析領域を複数のブロックに分割すると、判定手段は分割された各ブロックに含まれる判定離散点の波動データが所定値よりも大きいか否かを各ブロック毎に判定する。計算手段は判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合におけるブロックのみそのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの空間的及び時間的変化を計算する。
【０１０７】
すなわち、判定離散点の波動データが所定値よりも小さい場合のブロックは波動データの計算を行わなくともよいので、波動データの計算時間が短縮できる。前記計算手段は、以前のブロック内部の離散点の波動データや隣接ブロックの接続面における離散点の波動データに基づき波動データを計算するので、波動データの時間的変化が正確に求められる。
【０１０８】
また、比較手段がブロック毎に判定テーブルに記憶された判定離散点の波動データを所定値と比較し、識別手段は判定離散点の波動データが所定値よりも大きい場合にそのブロックの波動データの計算を行うことを示す識別情報とブロック番号情報を出力し、計算手段は識別情報とブロック番号情報によりそのブロックのみ波動データを計算するので、計算時間が短縮できる。
【０１０９】
各ブロックに含まれる離散格子の数、離散格子の大きさの情報を用いてブロック毎にブロック内の波動データの計算を行うことができる。
また、前記特定の離散点の波動データが、パルス状の励振によって変化する場合には、その波動のエネルギーは空間的に有限な範囲で分布し、その範囲外では波動データは変化しないから、その範囲外の計算が省略できる。
【０１１０】
さらに、前記電磁波データは所定の方向に沿って伝搬する場合には、計算の要否判定が、その方向に沿ったいくつかの判定離散点での波動データ計算で済むので、計算時間が大幅に短縮できる。
【０１１１】
また、主記憶手段は分割された複数のブロックの中の１つのブロックに含まれる離散点の波動データを記憶するのみであるので、主記憶手段の容量が少なくて済む。また、計算手段が主記憶手段に記憶された１つのブロックに含まれる全ての離散点の波動データの計算を終了した場合には、制御手段は補助記憶手段に記憶された他の１つのブロックの波動データを主記憶手段に読み出すので、計算手段は他の１つのブロックの波動データを計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の波動解析装置を示す原理図である。
【図２】第２の発明の波動解析装置を示す原理図である。
【図３】第３の発明の波動解析方法を示すフローチャートである。
【図４】第４の発明の波動解析方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の波動解析装置の一実施例のハードウェア構成図である。
【図６】前記実施例の主要部を示す構成ブロック図である。
【図７】解析すべき空間領域を示す図である。
【図８】複数のブロックの各ブロックを示す図である。
【図９】各離散点を示す図である。
【図１０】解析領域テーブルを示す図である。
【図１１】判定すべきＹ方向の電界を示す図である。
【図１２】判定テーブルを示す図である。
【図１３】ブロック分割法による電磁波解析フローチャートである。
【図１４】ブロックＢＬ２のみに存在する電界Ｅｙを示す図である。
【図１５】ブロックＢＬ２及びブロックＢＬ３のみに存在する電界Ｅｙを示す図である。
【図１６】時刻ｔにおけるブロックＢＬ１の電磁波データの主記憶装置への書き込みを示す図である。
【図１７】時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ１の電磁波データの補助記憶装置への書き込みを示す図である。
【図１８】時刻ｔにおけるブロックＢＬ２の電磁波データの主記憶装置への書き込みを示す図である。
【図１９】時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ２の電磁波データの補助記憶装置への書き込みを示す図である。
【図２０】時刻ｔにおけるブロックＢＬ３の電磁波データの主記憶装置への書き込みを示す図である。
【図２１】時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ３の電磁波データの補助記憶装置への書き込みを示す図である。
【図２２】時刻ｔにおけるブロックＢＬ４の電磁波データの主記憶装置への書き込みを示す図である。
【図２３】時刻ｔ＋ｄｔにおけるブロックＢＬ４の電磁波データの補助記憶装置への書き込みを示す図である。
【図２４】電磁波エネルギーの時間的な変化を示す図である。
【図２５】Ｙ方向の電界の空間的及び時間的を示す図である。
【符号の説明】
１・・ＣＰＵ
２・・分割部
３・・主記憶装置
４・・判定部
５・・補助記憶装置
６・・計算部
７・・制御部
８・・キーボード
２１・・解析領域テーブル
４１・・判定テーブル
４２・・比較部
４３・・識別部
【図１】
0003639352.tif 000006
【図２】
0003639352.tif 000007
【図３】
0003639352.tif 000008
【図４】
0003639352.tif 000009
【図５】
0003639352.tif 000010
【図６】
0003639352.tif 000011
【図７】
0003639352.tif 000012
【図８】
0003639352.tif 000013
【図９】
0003639352.tif 000014
【図１０】
0003639352.tif 000015
【図１１】
0003639352.tif 000016
【図１２】
0003639352.tif 000017
【図１３】
0003639352.tif 000018
【図１４】
0003639352.tif 000019
【図１５】
0003639352.tif 000020
【図１６】
0003639352.tif 000021
【図１７】
0003639352.tif 000022
【図１８】
0003639352.tif 000023
【図１９】
0003639352.tif 000024
【図２０】
0003639352.tif 000025
【図２１】
0003639352.tif 000026
【図２２】
0003639352.tif 000027
【図２３】
0003639352.tif 000028
【図２４】
0003639352.tif 000029
【図２５】
0003639352.tif 000030