移動通信機器使用時における移動物体近傍界の数値解法

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650435
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: 黒田 道子 東京工科大学, 工学部, 教授 (70225308)
• Keywords: 移動境界適合座標系 / FD-TD法 / 近傍界 / 移動体 / MEMSデバイス

Research Abstract

任意形状,任意運動に適用できる数値解析法である移動境界適合座標系を用いて様々な数値解析を行い,理論解との比較を行ってきている。この手法ほ格子生成法に時間因子を導入した座標変換法で複雑な物理座標系を数値計算のための計算座標系に変換した後,FDTD法で数値解析を行う方法である。今回は移動物体の近傍界に注目し,準静止界の他,高速の場合にも適用できるよう2次の近似解までを考慮した座標変換法を用いて解析を行った。具体的には,運動する物体に入射した電磁波の近傍電磁界と静止物体の近傍電磁界を比較する。これまで高速の場合にも適用できる時間変換式を導入した数値解析法を提案してきているが,この変換式をさらに検討し,より一般性を持たせた定式化を行った。この結果は,2001年7月にPIERS2001(Progress of International Electromagnetic Research Symposium)で,2001年8月にFESS-MMNA01(Far-Eastern School-Seminar on Mathematical Modeling and Numerical Analysis)で発表し,これらをまとめた論文が論文誌Telecommunications and Radio Engineeringに2002年5月掲載予定である.さらに,もう一方では,この手法をミリ波・準ミリ波通信のためのMEMSデバイスの解析に適用できると考え,解析を行ってきている.この成果は,2001年9月の電子情報通信学会ソサエティ大会,2001年10月の電気学会電磁界理論シンポジウムで発表した.さらに,2002年3月にACES2002(Applied Computational electromagnetic Society),2002年6月にIEEE AP-S/URSI2002(Antennas ＆ Propagation Society/the International Union of Radio Science)で,2002年7月にPIERS2002(Progress of International Electromagnetic Research Symposium)で発表予定である.
このように,運動する物体に対する電磁界解析が移動通信の分野だけでなく,ミリ波,マイクロ波デバイスの設計にも必要とされてきているため,これらの設計や解析に必要な研究であるといえる.

Research Products

• [Publications] M.Kuroda, S.Kuroda: "The FD-TD method for the analysis of electromagnetic wave scattering from an object moving parallel to the incident wave"Electromagnetic Waves and Electronic Systems (EW&ES). Vol.5, no.1. 24-31 (2000)
• [Publications] M.Kuroda, K.Kawano: "FD-TD method to solve the moving boundary problems Comparison between quasi-stationary cases and relativistic cases"Telecommunications and Radio Engineering. (invited paper). (2002)
• [Publications] M.Kuroda, T.Mishima, K.Kawano: "FD-TD method for Solving the Electromagnetic Field in the Vicinity of a Moving Body-An Application of the Body fitted Grid Generation Method with Moving Boundaries"PIERS2001. (invited paper). (2001)
• [Publications] M.Kuroda, Kohei Kawano: "FD-TD Method to Solve the Moving Boundary Problems-Comparison between Quasi-Stationary Cases and Relativistic Cases"FESS-MMNA01. (invited paper). 71-76 (2001)
• [Publications] M.Kuroda, K.Kawano, M.M.Tentzeris: "Body Fitted Grid Generation Method with Moving Boundaries and Its Application for Analysis of MEMS Devices"ACES2002. (2002)
• [Publications] M.Kuroda, K.Kawano, N.Miura, M.M.Tentzeris: "Numerical Analysis of MEMS-Based Variable Capacitors Using The Adaptive Body Fitted Grid Generation Method with Moving Boundaries"IEEE AP-S/URSI2002. (invited paper). (2002)
• [Publications] M.Kuroda, N.Miura, R.Takahashi: "Numerical Analysis of a Variable Slab Using Body Fitted Grid Generation Method with Moving Boundaries"PIERS2002. (invited paper). (2002)
• [Publications] 河野幸平, 三浦典之, 高橋留美, 黒田道子: "移動境界適合座標系を用いた光マイクロマシンの解析"電子情報通信学会ソサエティ大会講演論文集. C-1-4. (2001)
• [Publications] 河野幸平, 三浦典之, 高橋留美, 黒田道子: "移動境界適合座標系のマイクロマシン解析への応用"電気学会電磁界理論シンポジウム. EMT-01-65. (2001)