2016 Fiscal Year Research-status Report
プリント回路基板周辺の電磁ノイズ抑制素子の開発とその実用化
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16K06239
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
村野 公俊 東海大学, 工学部, 准教授 (60366078)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電磁ノイズ抑制素子 / プリント回路基板 / マイクロストリップ線路 / 電磁誘導現象 / 共振現象 / 不要電磁波 / 吸収 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，プリント回路基板（PCB）上に配置されたマイクロストリップ線路（MSL）などの伝送線路を伝搬する不要な電磁波やPCB本体からの電磁ノイズを，選択的に抑制する「電磁ノイズ抑制素子」の実用化に向けた検討を行っている．本研究で提案する電磁ノイズ抑制素子は，電磁誘導現象と回路の共振現象を利用して本抑制素子本体で電磁ノイズを吸収しようとするものであるが，MSL周辺に配置した場合，本抑制素子の動作周波数においてMSLの反射係数が高い値を示しており，吸収のみならず反射によって電磁ノイズの伝搬を抑制している様子が確認されている．そこで平成28年度は，反射を抑える一方，効率的に吸収するような特性を有する電磁ノイズ抑制素子の開発を目指して，本抑制素子および同素子を含む物理的構造の最適化についての検討を行った．
電磁ノイズ抑制素子とその周辺回路を含む系は構造が物理的に複雑であるため，物理的構造の最適化によって特性の改善（反射の抑制と吸収の向上）を図るためには，3次元電磁界シミュレータによる電磁界解析が効率的であると考えられる．そこで，高周波3次元電磁界解析ソフトウェアを導入するとともに，特性の改善が期待される構造を有する電磁ノイズ抑制素子が装荷されたMSLモデルをプリント回路基板上に試作し，実験的な検討を行った．その結果，特性の改善が確認されたため，電子情報通信学会2017年総合大会（平成29年3月開催）にて結果を公表した．同大会では聴講者から物理的構造の改善に関する有益な意見を得たため，次年度はこれらの意見を考慮しながら，さらなる構造の最適化ならびに特性の改善を図る予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で提案する電磁ノイズ抑制素子は，プリント回路基板（PCB）上のマイクロストリップ線路（MSL）などの伝送線路周辺などに配置され，電磁誘導現象と本抑制素子を構成する素子の共振現象を利用して不要な電磁波を吸収し，その伝搬を抑制しようとするものである．これまでの検討において，伝送線路に本抑制素子を装荷することにより，伝送線路を伝搬する不要な電磁波の抑制効果が確認されている一方，本抑制素子の装荷に伴って発生する反射が抑制の原因の一つとなっていることが確認されている．本抑制素子は，反射ではなく吸収によって不要な電磁波の伝搬を抑制しようとするものであるから，今年度は，吸収効果の向上を図りながら同時に反射を抑えることができるよう，本抑制素子の物理的構造の最適化をすすめてきた．伝送線路を含む本抑制素子の物理的構造の最適化を行うにあたり，今回初めて高周波3次元電磁界シミュレータを導入したが，手探りでモデリングを行っている段階であり，これと並行して検証実験を実施している．これらの最適化によって得られた電磁ノイズ抑制素子は，従来のものに比べて反射特性の改善が確認されており，期待された効果が表れつつあるが，今後さらなる最適化の余地があると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は，本研究で提案する電磁ノイズ抑制素子の特性改善を目指して，その物理的構造の最適化を行ってきた．新たに導入した高周波3次元電磁界シミュレータと実験の両面から検討を進めた結果，本抑制素子の特性について改善がみられるようになったが，物理的構造の工夫により，さらなる特性改善の余地があると考えられる．そこで，平成29年度は引き続き物理的構造について検討をすすめ，本抑制素子のさらなる特性改善を目指す予定である．平成28年度の研究成果を同年度末に電子情報通信学会にて公表した際，本抑制素子が装荷される伝送線路（プリント回路基板上のマイクロストリップ線路）の構造について複数の有益なコメントを得たため，これらを参考にしながら本抑制素子とマイクロストリップ線路を含めた系全体について検討を進める予定である．ある程度の特性改善がなされた後，実用的な伝送線路構造への適用に向けた検討に入る予定である．当初の研究計画では，プリント回路基板上の差動線路への適用を予定していたが，その他の線路構造への適用についても検討する予定である．また，進捗状況によっては，本抑制素子の構成部品，構成方法，配置方法を工夫し本抑制素子の広帯域化やマルチバンド化等についても検討していきたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額として3,432円が生じているが，当初の研究計画に沿って使用した結果であり，計画段階での物品費や旅費など概算との差額として生じたものである．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額3,432円は，本研究課題における実験で使用するプリント回路基板や電子部品類などの消耗品の購入に充てることを予定している．
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