2018 Fiscal Year Annual Research Report
New RF wave absorbers breaking theoretical limit: ultra wideband absorption based on non-Foster circuit load
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16K14266
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
若土 弘樹 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00725278)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電波吸収体 / メタマテリアル / メタサーフェス / ノンフォスター回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来型電波吸収体は一般に設計厚みが大きくなり、その応用用途が限定される傾向にあった［参考：Knott, Radar Cross Section Measurements, 2006］。しかしながら、メタサーフェス電波吸収体の登場により、極めて薄型で強い吸収特性を持つ電波吸収体を実現できるようになった［参考：Landy et al., Phys. Rev. Lett., 100, 207402, 2008］。ただし、電波吸収体の動作周波数帯域と設計厚みはトレードオフの関係にあり、例えば設計厚みが固定された場合、実現可能な動作周波数帯域には理論的な限界が存在した。そこで本研究ではメタサーフェス電波吸収体に負のリアクタンスを実現可能なノンフォスター回路を統合することで、理論限界を超える超広帯域電波吸収体を開発した。まず、本研究では負のリアクタンスをメタサーフェス電波吸収体へと導入した場合の効果について評価した。その結果、提案されたメタサーフェス電波吸収体はRozanov limitと呼ばれる理論限界を大きく超越する吸収帯域幅を持つことが分かった。次に、現実的に負のリアクタンスを実現することのできるノンフォスター回路を設計した。なお、本研究で開発されたノンフォスター回路はバイポーラ・ジャンクション・トランジスタのペアから構成された。これらの素子は直流電源によってバイアスがかけられ、抵抗やキャパシタなどを接続することで発振を抑制した。さらに、負荷側にキャパシタを接続することで負のキャパシタンスを実現することができた。なお、設計されたノンフォスター回路は実際に製作され、測定においても安定して動作することが確認された。
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