移動通信における地下街等の分岐及び空間をもつ地下構築物内の電波伝搬

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650386
• Research Institution: Fukuoka Institute of Technology
• Principal Investigator: 松永 利明 福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (40148911)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野田 武昭 福岡工業大学, 情報工学部, 助教授 (90211466) ; 内田 一徳 福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (50099024)
• Keywords: トンネル内電波伝搬 / FVTD法 / レイ・トレース

Research Abstract

携帯電話等の移動通信は,情報化社会に著しく普及し,益々その重要性は加速度的に高まりつつある.しかしながら,電波伝搬特性により地下街など、それに類似する地下構築物内では,その使用が制限されている。特に分岐折れ曲がり方向への伝搬特性はかなり悪くなっている.トンネル構造をなす地下構築物空間における電波伝搬におけるこれまでの研究は,一様なトンネル内における伝搬特性解明,すなわち伝搬モードの減衰特性に関するものが主流である.本研究では,地下街等で基本的な分岐折れ曲がりと空間をもつ地下構築物を取り上げ,実用的な観点から理論解析と実験的検討を進めようとするもので、従来の研究からの大きな前進を得ることが期待できる。そのことを可能にしたのは,トンネル内の電波伝搬問題にFVTD法(任意の小さい多面体セルに対して,マクスウェルの方程式を体積積分することによって離散化される差分方程式)とレイ・トレース法の導入によるものである.我々は,このFVTD法の適用が2次元の一様トンネルに対して極めて有効であるとの知見を既に得ている.今回は,線状波源によるトンネル入口から見た横断面の電界強度分布及びトンネル壁が凹凸をもつ場合について、FVTD法を適用して理論的に解析した.また、地下街等をモデルとした分岐折れ曲がりについてはレイ・トレース法を適用して解析した.理論計算と並行して,マイクロ波を用いたモデル実験装置を開発して伝搬実験を行い,多くのデータを得て,設定問題のトンネル内の電界強度分布を明らかにし,理論解析の数値計算結果とよく一致することを実証した.従って,トンネル横断面及びトンネル壁面に凹凸がある場合にたいしてFVTD法の有効性を明らかにすることができた.また、分岐折れ曲がりをもつトンネルに対して、レイ・トレース法が有効であることを明らかにした.これらの研究成果については,学術論文,研究会及び学会講演等に発表している.今後は,実際の地下街をモデルとした複雑な形状のトンネル問題を理論的及び実験的に解決をすすめる.

Research Products

• [Publications] 内田一徳、松永利明 他: "FVTD法による任意折れ曲がりをもつ2次元トンネル内の電波伝搬解析" 電子情報通信学会論文誌. J81-B-II・8. 781-788 (1998)
• [Publications] 内田一徳、松永利明 他: "地下街およびビルの廊下内電波伝搬" 映像学技報. 23・6. 21-25 (1999)
• [Publications] 内田一徳、松永利明 他: "レイ・トレース法による分岐のあるトンネル内電磁界分布の推定" 平成10年度電気関係学会九州支部連合会大会論文集. 492 (1998)
• [Publications] 松永利明、内田一徳 他: "円形2次元トンネル内の電解強度分布" 平成10年度電気関係学会九州支部連合会大会論文集. 491 (1998)