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Investigation of the Origin of Radiation by using Combined Conduction and Radiation Analysis of Electric Circuits in terms of Electromagnetic Potentials

Research Project

Project/Area Number 22K14302
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research InstitutionOsaka Institute of Technology (2023)
Osaka University (2022)

Principal Investigator

Jinno Souma  大阪工業大学, 工学部, 講師 (70885508)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords電磁ノイズ / 放射ノイズ / 伝導ノイズ / コモンモード / 電磁ポテンシャル / 放射 / 伝導 / 電磁回路 / 集中定数回路
Outline of Research at the Start

電気回路内の伝導と外部への放射現象を表す理論は実用上、切り離されて発展してきた。しかし近年では、回路からの予期しない放射が電磁ノイズの原因となっており、製品設計の現場で多くの電磁ノイズ問題を引き起こしている。本研究では、伝導と放射の基本的な変数である電磁ポテンシャルを用いて、伝導と放射現象を統一して記述したシミュレーション手法を確立し、電磁ノイズを考慮した回路設計の実現を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, I developed a theory and numerical method to simultaneously handle the phenomena of conduction within an electric circuit and radiation to the outside of an electric circuit in order to elucidate the electromagnetic noise phenomena that occur in electric circuits. As a result, I developed a numerical method for electric circuits using the electromagnetic potential, which is a fundamental variable in electromagnetism. I also confirmed that the method reproduced the simulation results of the FDTD method, a general-purpose method, and realized the development of a new circuit simulation method using electromagnetic potentials as variables. Furthermore, the experimental results showed good agreement with the experimental results using printed circuit boards, demonstrating the practical applicability of this method in product design.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果により、電気回路内を伝導する現象と外部へと放射する現象を共通の変数で記述する新たな回路シミュレーション手法を開発することができた。これにより、電気回路から放射する要因やメカニズムを解明するための新たなアプローチを提案することができる。本手法を製品設計に応用することで、製品開発のプロセスを大幅に短縮することができると期待される。本研究で開発された手法は、電磁ノイズ問題に悩まされている電気・電子機器の設計者にとって、非常に有用なツールとなり得る。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] A Time-Domain Three-Dimensional Numerical Method for Comprehensive Common-Mode Analysis of Electric Circuits in Inhomogeneous Media2022

    • Author(s)
      Jinno Souma、Kitora Shuji、Toki Hiroshi、Abe Masayuki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility

      Volume: 64 Issue: 6 Pages: 2189-2197

    • DOI

      10.1109/temc.2022.3199473

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reduction of noise induced by power supply lines using phase-locked loop2022

    • Author(s)
      Abe M.、Yamashita H.、Jinno S.、Custance O.、Toki H.
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 93 Issue: 11 Pages: 113704-113704

    • DOI

      10.1063/5.0124433

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Normal and Antenna Mode Coupling Due to Mode Impedance Mismatch in Two-Conductor Transmission Line2024

    • Author(s)
      Souma Jinno, Shiji Kitora, Hiroshi Toki, Masayuki Abe
    • Organizer
      2024 IEEE Joint International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal & Power Integrity
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コモンモード等価回路モデルの作成に向けたブリッジダイオードの接合容量の評価2023

    • Author(s)
      神野崇馬、山口冬生、森智之、三浦宏之、土岐博、阿部真之
    • Organizer
      2023年電子情報通信学会ソサエティ大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] スカラーポテンシャルを用いたコモンモードノイズ解析手法の検討2022

    • Author(s)
      神野崇馬, 木虎秀二, 土岐博, 阿部真之
    • Organizer
      環境電磁工学研究会 (EMCJ), キャンパスプラザ京都(ハイブリッド), 2022.5.20.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 電磁ポテンシャルを用いた3次元回路シミュレーション手法2022

    • Author(s)
      神野崇馬, 木虎秀二, 土岐博, 阿部真之
    • Organizer
      電磁環境技術委員会 (IEE-EMC), 秋田大学 地方創生センター2号館(2階)大セミナー室, 2022.10.13-14.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 電磁ポテンシャルを用いた不均一媒質中のノーマルモード・コモンモードの時間領域解析2022

    • Author(s)
      神野崇馬, 木虎秀二, 土岐博, 阿部真之
    • Organizer
      2022年電信情報通信学会 B-4-9,オンライン, 2022.3.15-18.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 平行 2 本線路における放射を考慮したノーマル・コモンモード方程式とカップリングメカニズムの解明2022

    • Author(s)
      大原佑介, 神野崇馬, 木虎秀二, 土岐博, 阿部真之
    • Organizer
      2022年電信情報通信学会 B-5-59, オンライン, 2022.3.15-18.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 導体線路の不連続部におけるノーマルモード・アンテナモードのカップリング解析2022

    • Author(s)
      神野崇馬, 木虎秀二, 土岐博, 阿部真之
    • Organizer
      2022年電子情報通信学会ソサイエティ大会, B-4-8, オンライン, 2022.9.6-9.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] 電磁波吸収・シールド材料の開発と電磁ノイズの対策2024

    • Author(s)
      阿部真之、木虎秀二、土岐博、神野崇馬、他
    • Total Pages
      556
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784867980187
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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