2006 Fiscal Year Annual Research Report
誘電率あるいは透磁率が負から正の値まで電気的に可変なメタマテリアルの研究
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18560336
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
久保 洋 山口大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (50205126)
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| Keywords | 人工媒質 / 人工誘電体 / 人工磁性体 / 負誘電率 / 透磁率可変 |
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| Research Abstract |
まず遮断領域にある導波管内のリアクティブエネルギーが誘導性であることを利用して,遮断領域導波管を等価的誘電率が負となる構造として用いる.
一方等価的に磁性体の性質を示す粒子あるいは構造として以下のような2種類のものを検討した.まずマイクロストリップ型共振器は、そのグランド導体と導体線路の間に鎖交するような磁界に対して共振周波数近辺で磁性体としての特性を示すことを示した.これまでに人工磁性体として報告されているスプリットリング共振器に比ベコンパクトな構造であり,共振周波数の付近で等価透磁率が正から負に変化することをシミュレーションにより確認した.この共振器を上記の遮断領域導波管内に置いて誘電率と透磁率が負となる周波数領域で左手系線路となることをシミュレーションおよび実験的に確認した.またこれを漏洩波アンテナに応用しバックワード方向への放射とその放射角度の周波数依存性を測定した.
このマイクロストリップ型共振器にバラクタを接続し外部直流電圧により共振周波数を変化させた.この結果等価透磁率が変化し,電圧によって負から正まで変化する人工磁性体粒子が得られた.これと遮断領域導波管を組み合わせ電圧により負の透磁率となったときは左手系線路正の透磁率となったときは減衰率が大きく波の伝搬しない減衰器となるデバイスが得られた.またこのデバイスは電圧により伝搬する波の位相が大きく変わり,単一周波数においてバックワード方向への漏洩波の放射角度を大きく変えることが可能である.
次に共振器を人工磁性体粒子として使う代わりに,遮断領域導波管にシャントの形で先端短絡導波管を接続した構造を提案した.損失の少ない左手系線路となることを確認した.この構造は線路であるが,これを2次元的に配置することで媒質への拡張可能性を持つ.
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