移動体通信マイクロストリップアンテナの設計・開発支援ツールの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650442
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 森田 長吉 千葉工業大学, 工学部, 教授 (40029137)
• Keywords: マイクロストリップアンテナ / 円柱座標FD-TD / 移動体通信アンテナ / マイクロ・ミリ波集積回路 / アンテナ・回路設計支援ツール

Research Abstract

本研究は移動体通信用各種マイクロストリップアンテナの開発に重要な道具の一つとなる設計・開発支援ツールを開発していくという継続的な研究課題の一部である.本研究でこれまでに得られた主な成果をまとめると次のとおりである.
1.誘電体基板部および接地導体部がパッチ導体部に比べ非常に大きいという構成のマイクロストリップ構造の場合,これまでの数値解析法(モーメント法,有限要素法,FD-TD法)では理論段階で近似を導入しなければ放射界も含めた解析ができなかったが,本研究では界の放射モード展開とFD-TD法を併用する新しい解法を完成させ,基板域が大きく拡がるマイクロストリップ構造の電磁界問題を放射界も含めて厳密解析することを可能にした.
2.円形や円筒形を主形状とする構造に対する電磁波・アンテナ問題を円柱座標FD-TD法に基づいて高精度解析する一般的アルゴリズムを完成させた.この課程で吸収境界条件として,Berengerの論理を初めて円筒座標で実現させるとともに,実際の同軸線路給電構造をほぼそのまま計算モデルに取り込むFD-TD解析用アルゴリズムを完成させた.また,広角指向特性GPSマイクロストリップアンテナの放射特性解析への本アルゴリズムの適用を通してその有効性を検証した.この成果は電子情報通信学会論文誌(B-II)に投稿ずみである.
3.筆者が完成させた界の放射モード展開の理論をFD-TD法と組み合わせる新しい手法を用いて,MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuits)の回路素子から空間部および基板部へ放射される電磁界を解析する一連のアルゴリズムを完成させた.また,この方法でマイクロストリップ線路直角曲がり部からの放射界,放射電力等を詳細に解析した結果はIEEE Trans.Microwave Theory & Techniquesに投稿ずみである.