2018 Fiscal Year Annual Research Report
伝送線路の表皮効果損失の抑制理論の検証および最適設計方法の確立
| Project/Area Number |
17K14674
|
|---|
| Research Institution | Nagano National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
中山 英俊 長野工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (10390452)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 表皮効果 / 高周波伝送線路 / 損失 / 負の透磁率材料 / 複素透磁率 / 抵抗率 / Cu導体 / NiFe磁性体 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、伝送線路の表皮効果損失を抑制するため、負の透磁率材料を用いて伝送線路内の電流密度分布（大きさ・位相）を改善するための理論を確立することである。加えて、産業課題である導体の表面粗化（凹凸状態）の影響への対策を検証し、次世代通信周波数（5G）への本技術の実用化のための基礎的検討を行うことである。
研究実施計画では、従来研究で確立した円形伝送線路理論を拡充することと、矩形伝送線路への展開を図るため、確立する理論式とシミュレータとの比較検証を行うこと、および、伝送線路の試作による原理検証を行うこととした。
平成29年度は次のことを実施することができた。円形伝送線路理論では、従来考慮していなかった複素透磁率の虚部（磁性材料損失）の影響を加味できるように改善した。矩形伝送線路理論では、幅方向に無限大の線路を仮定した近似式を確立した。一方で、伝送線路の試作実験については、Cu導体（正の透磁率材料）およびNiFe磁性体（負の透磁率材料）を用いて、めっき製膜により積層し、伝送線路の試作を実施することができ、特性評価を行うことができた。同実験結果により、Cu導体のみの伝送線路と比較して、負の透磁率材料を用いた積層伝送線路は、約5%の損失低減効果が得られた。
平成30年度は次のことを実施することができた。前年度に確立した円形および矩形の伝送線路理論を用いて、表面粗化の影響への対策を検証した。最外層に表面粗化を仮定した高抵抗材料を配置し、中心に通常の導体層を配置し、その中間に負の透磁率材料を配置した場合、負の透磁率材料の配置により、電流密度分布に改善効果が見られ、損失を抑制できることが分かった。
研究期間全体を通じた研究実績として、査読論文1件、国際会議発表1件、特許出願1件、その他、国内学会等での研究発表16件を実施することができた。
|
