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小形メタマテリアル構造によるヘリカルアンテナの性能向上

Publicly Offered Research

Project AreaElectromagnetic Metamaterials
Project/Area Number 25109714
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

Principal Investigator

道下 尚文  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 准教授 (30535357)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywordsメタマテリアル / 小形アンテナ / 積層セラミックコンデンサ
Outline of Annual Research Achievements

積層セラミックコンデンサ(MLCC)がスプリットリング共振器と同様に,共振周波数付近で負透磁率を示すことを固有モード解析により明らかにした.MLCCを小形ループアンテナのコア材として適用することを考え,ループの磁流方向に配列することで,従来のノーマルモードヘリカルアンテナでは実現できない,細径で小形な磁流源を実現可能であることを電磁界シミュレーションで明らかにした.アンテナ試作のために,ループアンテナの構成法を検討し,従来の線状ループ構造より誘電体基板を使用した矩形ループ構造が適していることがわかった.100pFのMLCCを5個実装したメタマテリアル装荷ループアンテナから水平偏波が放射することを実証した.
磁流を仮定できるアンテナへの応用を考え,低損失で広帯域なMLCCメタマテリアル構造を設計した.具体的には,平行平板に設けた短絡ピン間に7個のMLCCを実装する単位セル構造を提案した.この単位セルを円形平行平板端部に3周期配列した低姿勢アンテナから,垂直偏波無指向性の放射特性が得られることを明らかにした.アンテナ直径および高さは動作周波数においてそれぞれ0.26,0.008波長となる.また,本アンテナが低放射効率となる原因はカットオフ周波数における動作であること,ならびに有限セル数によるものであることが分かった.最適な給電構成とアンテナ材料としての有効なセル配置法が今後の課題として残った.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 2013

All Presentation (14 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] Metamaterial Structures Composed of Multi-Layer Ceramic Capacitors for Antenna Applications2015

    • Author(s)
      Naobumi Michishita
    • Organizer
      45th European Microwave Conference
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層セラミックコンデンサと円形平行平板からなる低姿勢無指向性アンテナ2015

    • Author(s)
      道下尚文
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • Place of Presentation
      沖縄県石垣市
    • Year and Date
      2015-04-22 – 2015-04-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層セラミックコンデンサと円形平行平板からなる低姿勢小形無指向性アンテナ2015

    • Author(s)
      道下尚文
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      滋賀県草津市
    • Year and Date
      2015-03-10 – 2015-03-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Magnetic Current Source Using Metamaterial Composed of Multi-Layer Ceramic Capacitors2015

    • Author(s)
      Naobumi Michishita
    • Organizer
      International Workshop on Antenna Technology
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2015-03-04 – 2015-03-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 積層セラミックコンデンサとカットオフ導波管の組合せを用いた左手系メタマテリアル構造の設計手法2014

    • Author(s)
      グェントゥワンハン
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      徳島県徳島市
    • Year and Date
      2014-09-23 – 2014-09-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層セラミックコンデンサメタマテリアルを用いた磁流源2014

    • Author(s)
      道下尚文
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • Place of Presentation
      東京都目黒区
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A Fundamental Study on Miniaturization of Small Metamaterial Structure Using Multilayer Ceramic Capacitor2014

    • Author(s)
      Tuan Hung Nguyen
    • Organizer
      Asian Workshop on Antennas and Propagation
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-05-14 – 2014-05-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Effective Permittivity Design of Metamaterial Structure for Small Dipole Antennas Covered with Epsilon Negative Shell2014

    • Author(s)
      Katsuya Mouri
    • Organizer
      Vietnam-Japan International Symposium on Antennas and Propagation
    • Place of Presentation
      Hanoi, Vietnam
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層セラミックコンデンサメタマテリアルを用いた小形磁流源2014

    • Author(s)
      道下尚文
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      新潟県新潟市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層セラミックコンデンサを用いたメタマテリアル構造の小形化手法2014

    • Author(s)
      グェン トゥワンハン
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      新潟県新潟市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 球状負誘電率メタマテリアル殻で覆われた小形ダイポールアンテナ2013

    • Author(s)
      毛利克也
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • Place of Presentation
      神奈川県横須賀市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Finite Element Analysis of Small Dipole Antenna Surrounded by Negative Epsilon Shell2013

    • Author(s)
      Katsuya Mouri
    • Organizer
      JSST International Conference on Simulation Technology
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層セラミックコンデンサを用いた小形メタマテリアル構造2013

    • Author(s)
      グェン トゥワンハン
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 負誘電率殻で覆われた小形ダイポールアンテナ2013

    • Author(s)
      毛利克也
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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