2020 Fiscal Year Annual Research Report
非相反メタマテリアルの分散設計とビーム走査アンテナへの応用
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20H02152
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
上田 哲也 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (90293985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小寺 敏郎 明星大学, 理工学部, 教授 (90340603)
黒澤 裕之 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 助教 (20708367)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | メタマテリアル / 非相反回路 / ビーム走査アンテナ / ビームスクイント低減 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代高速無線通信システムに用いられるアンテナには、低消費電力かつ低遅延のビーム走査性が不可欠となっているが、小型移動体端末には、サイズが大きくシステム負荷の大きな従来のフェーズドアレーアンテナ技術の適用は困難である。本研究では、非相反メタマテリアルを用いた擬似進行波共振に基づく、コンパクトサイズで高放射効率、かつビームスクイントがゼロの特徴を併せ持つ漏れ波ビーム走査アンテナに注目し、搭載実現の可能性を探っている。具体的には、非相反メタマテリアルの構成法として、磁性体を用いた場合と、能動素子からなる非磁性素子を用いた場合の2つのアプローチにより可能性を探った。今年度においては、磁性体フェライトを用いて構成した非相反メタマテリアル線路において、ビーム走査と偏波回転機能を併せ持つ擬似進行波共振器を採用したアンテナを提案し、数値計算により設計、試作、測定を行った。その結果、印加直流磁界によるビーム走査機能とはほぼ独立に、共振器の両端条件を変えただけで、漏れ放射波の偏波を水平偏波と垂直偏波の間で切り替え可能であることを確認した。また、ビーム走査角の広角化を目的として、非相反性増強を可能とする新しいメタマテリアル線路の構成法の探索を行った。まず、メタマテリアル線路において、コルゲーション構造を装荷することにより非相反性が増強することが数値計算により確かめられた。さらに、一対の非相反メタマテリアル線路からなる結合線路を数値計算により詳しく調べた。その結果、4ポートサーキュレータとして動作することが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染拡大の影響により、その対策として所属機関内の教育業務、管理業務の負担が大幅に増加したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
メタマテリアル線路において、コルゲーション構造の装荷により非相反性が増強することが数値計算により確かめられているが、動作原理・メカニズムが不明である。等価回路モデルを用いて、数値計算結果と比較検討を行い、動作原理を調べる必要がある。一対の非相反メタマテリアル線路からなる結合線路において、数値計算で観測される4ポートサーキュレータ動作についても、等価回路モデルを用いて調べる必要がある。非磁性素子を用いた非相反右手左手系複合メタマテリアル線路を構成し、伝送特性を詳細に調べる必要がある。
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Research Products
(6 results)
