2019 Fiscal Year Research-status Report
高損失液剤中動作ダイポールアンテナを用いた電界強度推定法の100kHz帯への拡張
| Project/Area Number |
19K04389
|
|---|
| Research Institution | Niigata University |
|---|
Principal Investigator |
石井 望 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50232236)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 100kHz帯 / 比吸収率 / プローブ / 標準ダイポール / 校正 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
電気自動車における無線充電技術が開発されており、それに対応する比吸収率（SAR）測定法を確立する必要がある。SAR測定で鍵となるのは、電界レベルを検知するために利用されるプローブの校正技術である。本研究では、EV無線電力用に検討されている100kHz帯におけるプローブ校正の基盤となる、液剤中における標準ダイポールアンテナによる平均電界強度推定法について検討する。すでに、研究代表者によってMHz帯での平均電界強度推定法は確立されている。本研究では、この手法を100kHz帯への拡張を確認することを目的とする。
令和元年度は、(1) 0.074mol/l濃度食塩水内におけるダイポールアンテナに関する伝送係数 S21 の大きさを測定するため、３つの電動ステージアンテナ可動領域を40cm×40cm×20cm以上とする実験系を構築した。(2)シリコンシーラントを利用した長さ10cmのシース付ダイポールアンテナを２個試作した。(3) 構築した実験系および試作した２個のダイポールアンテナを用いて、0.074mol/l濃度食塩水内において、50kHzにおいてアンテナ間間隔20cm以上における伝送係数 S21 の大きさおよび送信アンテナ係数の距離特性を測定した。(4) 測定により、空気と導電媒質の二層構造問題におけるラテラル波が発生、あるいは、アンテナもしくはケーブル上でのコモンモード電流発生による伝送係数 S21 および送信アンテナ係数への影響が生じることを確認した。
令和元年度は、100kHz帯においてアンテナを40cmまで移動できる実験系を構築し、MHz帯では問題とはならなかったラテラル波あるいはコモンモード電流発生が発生しうることを実験的に確認した。令和２年度以降に取り組むべき課題として、kHz帯における伝送特性S21等の距離特性から不要外乱要因を取り除く手法について検討することである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請時における本研究の到達目標として、(A) 100kHz帯における食塩水中での標準ダイポールアンテナの送信アンテナ係数評価、(B) 100kHz帯における食塩水中での動作する標準ダイポールアンテナの実現・改良、(C) 上記送信アンテナ係数評価が適正に実現可能となる距離の確定とその理由付けが設定されている。
令和元年度は、目標(A)については、実験系構築完了時に送信アンテナ係数の評価そのものは完了している。ただし、目標(C)に関連して、最適化距離などの検討は令和２年度以降の課題となる。目標(B)については、シース付ダイポールアンテナの試作を終えており、その送信アンテナ係数などの特性については評価済である。ダイポールの折り返し化が令和２年度以降の課題となるが、折り返しの効果が十分に現れない場合は、構造の複雑化を避けるため、令和元年度試作のダイポールアンテナを流用することとしたい。
目標(A)に関連して、交付申請時にはFDTD法あるいはモーメント法によるアンテナの数値解析の実施を挙げているが、これは微小ダイポールアンテナを仮定した空気と導電媒質の二層構造問題を含めて、利用する数値手法の選択を拡げて令和２年度以降に検討を進めたい。また、本電界強度推定における不確かさ要因分析については令和３年度に検討を進めることとする。
以上のように、研究実施計画項目のうち、概ね半数の項目について検討が進められていることから、概ね順調に進展しているといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
kHz帯における伝送特性S21等の距離特性から不要外乱要因を取り除く手法について検討することである。ラテラル波であれば、水面もしくは水槽側面からの距離を変化させることによりラテラル波優勢となるポイントを変更することで確認できる。コモンモードの影響であれば、コモンモード抑制手法である、ネットワークアナライザのタイムドメイン機能を利用した、コモンモードに係わる多重反射の時間的フィルタリングにより除去可能である。これらの実験的手法に加えて、数値手法を併用することにより、外乱要因を特定することとしたい。
|
