2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of functional periodic structures with frequency selective characteristic and its application to medical electromagnetic environments
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20K04623
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
工藤 孝人 大分大学, 理工学部, 教授 (60225159)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花田 英輔 佐賀大学, 理工学部, 教授 (90244095)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 周期構造 / 周波数選択性 / 電磁波遮へい / シミュレーション / 医療電磁環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．複数層のFSSによる電磁波の帯域的遮へい特性に関する計算機シミュレーション（工藤）： 令和３年度に引き続き，複数層のFSS（Frequency Selective Surface）による電磁波の帯域的遮へい特性に関し，FDTD（Finite-Difference Time-Domain）法に基づく３次元計算機シミュレーションを鋭意実施した．周波数特性及び空間特性のデータを通じ，５Ｇ通信の主要な周波数帯である3.4～4.6GHzの電磁波を効果的に遮へい可能であることを明らかにした．FSSと非金属周期構造を組み合わせた構造体による遮へい特性に関しても同様に検討したが，有用なデータを取得するに至らなかった．
２．シミュレーション結果の可視化技法の改良（工藤，花田）： 令和３年度に引き続き，FDTD法とJava3Dを用いて電磁波諸現象を擬似３次元空間で動画化（時間経過表現及び視点回転表現）する手法を改良することに成功した．この成果により，計算機シミュレーションの有用性及び医療機関における帯域的電磁波遮へいの重要性をより効果的に可視化することが可能となった．
３．遮へい構造体の試作と特性評価（工藤，花田）： コロナ禍の影響で専門業者との打合せが進まず，試作と特性評価の実施を断念した．研究計画調書の「研究が当初計画どおりに進まないときの対応」に記載した内容に従い，計算機シミュレーションに重点をおいて研究を遂行した．
４．医療機関における活用方法の検討（工藤，花田）： 令和３年度に引き続き，医療機関における無線通信と有線通信の効率的な併用，及び医療電磁環境における電磁波遮へい材の具体的な活用指針について検討した．
５．研究成果の発表（工藤，花田）： 上に述べた１～４の研究成果について国際会議論文１編，国内講演論文６編を発表した．また，雑誌論文１編が査読中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和４年度の研究計画のうち，FSSと非金属周期構造を組み合わせた構造体による電磁波の帯域的遮へい特性に関しては，有益なデータを取得するに至らなかった．また，遮へい構造体の試作と特性評価については，専門業者との打合せを速やかに行って実施する予定であったが，コロナ禍のため打合せの機会を設けることができず，残念ながら断念せざるを得なかった．以上の理由により，「やや遅れている」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
１．複数層のFSSによる電磁波の反射・透過特性に関する計算機シミュレーション及びFSSと非金属周期構造を組み合わせた構造体による電磁波の反射・透過特性に関する計算機シミュレーションの継続（工藤）： 令和４年度に引き続き，同型または異型の複数層のFSSによる電磁波の反射・透過・遮へい特性，及びFSSと非金属周期構造を組み合わせた構造体による電磁波の反射・透過・遮へい特性に関し，FDTD法に基づく３次元計算機シミュレーションを継続して実施し，マイクロ波帯における周波数特性及び空間特性の詳細なデータを取得する．シミュレーション用のソース・コードの作成及びデータ処理に関しては，研究代表者（工藤）が所属する講座の大学院生に研究補助を依頼する．
２．シミュレーション結果の可視化技法に関する検討の継続（工藤，花田）： 擬似３Ｄ表示，アニメーションによる時間経過表現や視点回転表現などを活用し，シミュレーション結果の可視化技法，即ち，効果的な視覚表示方法についての検討を継続する．
３．医療機関における活用方法の検討（工藤，花田）： 令和４年度に引き続き，医療機関における無線通信と有線通信の効率的な併用，及び医療電磁環境における電磁波遮へい材の具体的な活用指針について検討する．
４．研究成果の発表（工藤，花田）： 得られた研究成果を速やかに国内外の学会等で発表するとともに，論文誌への投稿の準備を進める．
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| Causes of Carryover |
（理由）
未使用額はすべて研究代表者（工藤）分である．成果発表を予定していた国内学会等がコロナ禍ですべてオンライン開催になったこと，及び研究打合せで予定していた出張がコロナ禍の移動制限で実施できなかったことから，主として旅費に未使用額が生じた．他は物品費の残額である．
（使用計画）
当初計画に加えて新たな国内学会への投稿・参加を検討し，採択され，かつ，現地開催の場合，その旅費及び参加登録費に充てる．また，シミュレーション用のソース・コードの作成及びデータ処理のため，研究代表者（工藤）が所属する講座の大学院生１名に研究補助を依頼する．
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| Remarks |
大分大学理工学部理工学科電気エネルギー・電子工学プログラム 工藤研究室ホームページ
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