2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of a polarization- and frequency-controllable circularly polarized antenna by means of zero-phase-shift line actualized by cross-shape-loop structures
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17K06426
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| Research Institution | Tokyo University of Technology |
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Principal Investigator |
松永 真由美 東京工科大学, 工学部, 准教授 (30325360)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アンテナ / 円偏波 / 偏波可変 / 小型化 / メタマテリアル / 零位相分散 / 指向性可変 / ループアンテナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クロスループ構造により、メタマテリアルを生み出す零次共振現象を、平面構造で実現し、アンテナの小型化、偏波方向が変化するアンテナの開発を行った。
アンテナの開発に際しては、研究代表者が独自に発明したクロスループ構造が零位相分散特性を有する事を応用し、平面構造でメタマテリアルに類似した物理現象を実現した。これらのアンテナ設計は、電磁界シミュレータを用いた解析に基づき行った。また、設計したアンテナは、誘電体基板上にエッチング技術により試作した。試作したアンテナは、ネットワークアナライザを用いて測定を行った。測定に際しては、零位相分散特性の確認ができる工夫が必要であった。つまり、円偏波を放射するアンテナとして機能する為の給電方法では、本アンテナの物理現象を明確にする測定結果が得られない。そこで、電磁界シミュレータを駆使し、本アンテナの動作原理を明らかにする物理現象を捉える測定方法についても十分な検討を行った。その結果、本アンテナが、零次共振現象に似た物理現象を実現しており、従って、アンテナの小型化や偏波方向が変化するアンテナの開発が可能となったことを実証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
提案しているクロススープ構造を用いた円偏波アンテナの小型化、ならびに、左右の円偏波を近接する周波数帯で交互に放射する円偏波アンテナを電磁シミュレーションを用いて開発する事に成功した。また、これらを試作し、ネットワークアナライザー等を用いた試験を実施した。これにより、クロスループ構造が、アンテナの小型化や偏波制御に有効である事を実証した。さらに、なぜ、クロスループ構造がこの様な特性を有するのかについても、零位相分散特性を開発したアンテナについて実測し、そのメカニズムを説明する事もできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度までに明確化したクロスループ構造の零次共振特性を用いて、アンテナの更なる小型化、周波数に応じて偏波方向や指向性が変化するアンテナの開発に挑む。研究代表者が発明したクロスループ構造の円偏波アンテナは、平成２９年度までに零位相分散特性が得られる周波数帯を境に、円偏波の旋回方向が右から左へと変化する事が分かっている。現段階では、右から左へ変化する周波数ギャップの調整や、給電部の入力インピーダンスとの整合と軸比の調整など、解決しなければならない問題がある。したがって、今後は、平成２９年度に明確化した、零位相分散特性や零次共振特性のクロスループ構造による調整法等を用いて、所望の周波数帯で円偏波の偏波方向が切り替わったり、直線偏波の主偏波角度を変化させたりできるアンテナの開発を行う。更に、零位相分散特性を効果的に応用し、アンテナ自体の更なる小型化も行う。
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