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誘電体スラブアレーアンテナの指向性合成法とオングラスMIMOアンテナへの応用

Research Project

Project/Area Number 20K04480
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

宇野 亨  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (80176718)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 有馬 卓司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20361743)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsオンガラスアンテナ / 指向性合成 / 誘電体スラブ / 表面波 / グリーン関数 / FDTD法 / MIMO / アレーアンテナ / オングラスアンテナ
Outline of Research at the Start

高度に安全性が確保された車の自動運転や第5世代とその次の世代を見据えた移動通信システムを実現するためには,車両同士で情報をやりとりする車車間通信や,路側に設置された通信機器との路車間通信などの確立が必要である.本研究は,運転者の安全性とデザイン性の観点を考慮して,車両に搭載されるガラス表面設置型6GHz帯アレーアンテナの指向性合成法の確立と電波伝搬特性解明を行うものである.

Outline of Annual Research Achievements

本研究は高度に安全性が確保された車の自動運転や5GあるいはBeyond-5Gを見据えた移動通信システムの構築に向けて,車両の窓ガラスに搭載されるオンガラスアンテナの設計法を確立することを目的に,オンガラスアンテナに特化した指向性合成法に焦点を絞った研究を実施するものである.昨年度までの研究から,アンテナの指向性に与える影響はガラスと共に車体の影響が非常に大きいことが明らかになったため,
(1)地面の影響を含めた実車搭載オンガラスダイポールアンテナの解析
を行った.解析には極めて多くの計算機資源が必要となるため,それを実現させるプログラムコードの開発を行った.また,アンテナ特性に最も影響を与える部分を抽出した結果,フロントガラスとその外枠が最も重要であることが分かった.この結果を基に,
(2)簡易モデルを作成し,それを理論的に検討するためのグリーン関数を導くと共に,指向性の近似計算法を導出した.この結果,ガラスアンテナ内部に閉じ込められた表面波と外枠からの反射波がアンテナ特性に悪影響を及ぼすことが分かった.このため,
(3)ガラス内表面波の軽減法
についても検討を行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は(1)地面の影響を考慮した実車搭載オングラスダイポールアンテナの数値解析法の確立.(2)簡易車体モデル搭載オングラスアンテナの電磁界解析と指向性の計算法,(3)ガラス表面波の影響軽減法の開発,の3つの課題を中心に研究を行った.いくつかの研究成果は国際学会や国内学会,研究会で発表しており.全体としては概ね順調に進展していると判断できる.

Strategy for Future Research Activity

研究課題の今後の推進方策や研究計画に大幅な変更はない.新型コロナ感染症の影響もほぼなくなったことや研究の再延長が認められたため,次年度はこれまでの研究成果をまとめて論文投稿に向けた準備を行ってゆく予定である.

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of the effect of raindrops on the on-glass antenna2022

    • Author(s)
      Osamu Kagaya, Takafumi Kikuchi, Keiseke Arai, Takuji Arima and Toru Uno
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 93-97

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0188

    • NAID

      130008150674

    • ISSN
      2187-0136
    • Year and Date
      2022-02-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of Surface Wave in C-Band Automotive On-Glass Antenna and an Easily Realizable Suppression Method for Improving Antenna Characteristics2022

    • Author(s)
      Osamu Kagaya, Keisuke Arai, Takato Watanabe, Takuji Arima and Toru Uno
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E105.B Issue: 1 Pages: 51-57

    • DOI

      10.1587/transcom.2021EBP3028

    • NAID

      130008138805

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • Year and Date
      2022-01-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 平面境界付近の電磁界問題2021

    • Author(s)
      宇野 亨
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B

      Volume: J104-B Pages: 821-829

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] オンガラスアンテナ放射特性の高速計算法2024

    • Author(s)
      徳翔太朗,宇野亨,有馬卓司,加賀谷修,新井圭祐
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] FDTD Analysis of Automovile On-glass Antenna above Flat Earth2023

    • Author(s)
      Yuki Kouchi, Osamu Kagaya,Keisuke Arai,Takuji Arima,Toru Uno
    • Organizer
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大地上車載オンガラスアンテナの指向性解析2023

    • Author(s)
      小内 勇輝,有馬 卓司,宇野 亨,加賀谷 修,新井圭祐
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 金属枠付きオンガラスアンテナ放射特性の高速計算法2023

    • Author(s)
      山内聡史,宇野 亨,有馬 卓司,加賀谷 修,新井 圭祐
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] オンガラスアンテナ上の雨滴による指向性への影響評価2023

    • Author(s)
      菊池 嵩郁,有馬 卓司,宇野 亨,加賀谷 修,新井 圭祐
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] The Effect of Raindrops on the Automotive On-Glass Antenna2022

    • Author(s)
      Takafumi Kikuchi, Osamu Kagaya, Keisuke Arai, Takuji Arima, and Toru Uno
    • Organizer
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] FDTDを用いた車載用オンガラスアンテナの指向性に対する地面の影響評価2022

    • Author(s)
      山田勇一郎,有馬卓司,宇野亨,加賀谷修,新井圭祐
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 車載用オンガグラスアンテナにおける雨の影響2022

    • Author(s)
      菊池嵩郁,有馬卓司,宇野亨,加賀谷修,新井圭祐
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 損失材料を用いた車載用オンガラスアンテナの特性改善2022

    • Author(s)
      新田隆一,宇野亨,有馬卓司.加賀谷修,新井圭祐
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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