2010 Fiscal Year Annual Research Report
周期構造を利用したマイクロ波メタマテリアルの開発と応用
| Project Area | Electromagnetic Metamaterials |
|---|
| Project/Area Number |
22109002
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Research Institution | Yamaguchi University |
|---|
Principal Investigator |
真田 篤志 山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (20264905)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 洋 山口大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50205126)
堀井 康史 関西大学, 総合情報学部, 教授 (00268335)
上田 哲也 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教 (90293985)
宇野 亨 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80176718)
|
|---|
| Keywords | メタマテリアル / 周期構造 / マイクロ波 |
|---|
| Research Abstract |
本計画研究では、周期構造を利用したメタマテリアルの媒質設計法、物性評価法、また数値計算法を確立し、新規人工媒質構造の系統的な提案を行うとともに、これらの媒質を用いたマイクロ波帯の無線通信やレーダ・センサ用の新機能デバイスの開発を行うことを目的としている。同時に、媒質設計技術や概念のテラヘルツ波領域および光領域への輸出を試みる。本計画研究の3つの柱に対し、本年度以下の研究成果を得た。
1)新規メタマテリアル構造の開発
・CRLH媒質理論を基に、新たな2次元左手系媒質構造を提案しその負屈折率動作を確認すると共に、マイクロ波帯で負屈折率スラブレンズの分解能が回折限界を超えることを実験的に示した。
・試作した3次元左手系媒質を用いて、負の屈折率特性を実験的に確認すると共に負屈折スラブレンズ動作を確認した。
・有限差分時間領域法に基づき周期構造に対する分散特性およびインピーダンスを系統的に求めるための数値シミュレーション技術を開発した。
・マイクロ波・ミリ波帯における実効誘電率および実効透磁率の測定システムを構築した。
2)デバイス応用化研究
・低温同時焼成セラミック(LTCC)技術を用いて積層型CRLH伝送線路を開発した。3～18GHzの超広帯域な伝送特性を実現した。この手法を用いて、超小型フォーワード結合器、Wilkinson電力分配器、ノッチ特性つきUWBフィルタ、広帯域インピーダンス整合器等の大幅な小型化と多周波動作・広帯域化などの高性能化に成功した。
・磁性体を用いてマイクロ波帯で動作する非相反メタマテリアル媒質を構成し、これを用いた進行波型共振器を開発した。本共振器を用いた進行波共振器アンテナや偏波制御可能な零次共振器アンテナを開発した。
3)テラヘルツ波・光波領域への概念の展開
・半導体プロセスを用いてCRLH媒質をスケールダウンすることでテラヘルツ波における負屈折率媒質を設計した。本媒質の放射ビーム走査動作を数値的に確認した。
|
