2018 Fiscal Year Annual Research Report
DEVELOPMENT OF SMALL AND WIDEBAND UHF ANTENNA USING HIGH PERFORMANCE FERRITE
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16K06299
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
山本 節夫 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30182629)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アンテナ / UHF / フェライト / 広帯域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アンテナ利得、広い帯域幅のいずれも犠牲にせずにアンテナの小型化を実現するのは容易ではないが、本研究では、高周波特性に優れたフェライトを活用するとともに、携帯端末の筐体および基板グランド面も含む統合的な設計を行うことによって、小型で広帯域・高アンテナ利得のUHFアンテナの実現とマルチバンド化の可能性を追求した。具体的な応用例として、比帯域が40％（通信の場合の2倍）にも及ぶ地上波デジタルTV放送を十分に実用的な特性で受信できる携帯端末内蔵型のアンテナを試作・性能実証を目指した。
逆L型のアンテナエレメントを基本形とし、アンテナエレメントを誘電体基板と超高周波まで高透磁率で低磁気損失なフェライト磁性薄板で挟み込んだ構造を採用するとともに、携帯電話端末の基板グランド面にスリットを複数個互い違いに入れることによってグランド側の実効的な長さを延長した構造のアンテナが、広帯域化・小型化・高感度化を同時に満足することを見出した。本アンテナの等価回路はLCRの直並列回路で表現され、複共振が起こることによって広帯域化が実現されること、アンテナエレメントの終端部の構造が複共振の周波数に大きな影響を与えており、この最適化が広帯域化に重要であることが分かった。実際にアンテナ試作して、地上デジタルTV放送帯をほぼ全域所望の特性でカバーできること、実用的に好ましい等方的な指向性であることなどを確認した。この構造のアンテナはUHF帯に加えて、1.8 GHz付近でも共振が起こり、六方晶フェライトなど極めて高周波で低磁気損失なフェライトを装荷すれば、アンテナとして使用できる可能性も電磁界シミュレーションで示された。得られた知見を応用して、高度交通システム（ITS、周波数755~765 MHz）の情報受信用アンテナの設計、極軌道衛星からの気象観測データ受信用アンテナの設計・試作・動作実証も行った。
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