2012 Fiscal Year Research-status Report
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24560444
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
斉藤 昭 電気通信大学, 先端ワイヤレスコミュニケーション研究センター, 特任教授 (80536920)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | アンテナ理論 / 多周波アンテナ / 集中定数素子 / 放射パターン / 電磁界解析 |
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| Research Abstract |
本研究では第１にアンテナ等価回路を用いた、所望の多周波で使用できる小型多周波アンテナの研究を行う。アンテナ導体のサイズのみ指定した場合でも、入力インピーダンスへの空間の寄与は、波動方程式の固有モードの1次結合で表現でき、小型アンテナでは一意に近似できる。これに着目し、今年度はアンテナ導体に集中定数素子を内蔵することで、所望の周波数で使用できるアンテナの実現を図った。集中定数素子の導体内への配置を工夫することで、2.5GHz／5GHz帯2周波アンテナを設計し、またその集中定数素子値を変化せることで、両帯域の共振周波数も制御できることをシミュレーション並びに実測値で実証した。また、放射を主に受け持つ中空に配置されたアンテナ導体の特性を詳細に調べるため、中空の結合線路の解析を行い、その応用として超広帯域バランが中空の結合線路で実現できることを理論・実験で実証し、信学会及びAPMCで発表した。
第２に、放射パターンの制御方法を明らかにし、その応用としてアンテナ間の受信信号相関を放射パターン制御により低減しMIMO用アンテナアレイの伝送効率向上を図ることを目標とする。今年度は、導体間の空間の分布定数回路を線状アンテナが放射するTM波について解析し、その等価回路を抽出した。また放射パターンはモードの励起比率制御であることに着目し、モード励起比率と導体上の電流分布の関係を解析した。放射電磁界は電流分布で定まるが、電流分布は放射電磁界により影響を受けるために相互に影響を及ぼしあい単純には求められない。そのため多重極展開で得られる高次モードを含む放射電磁界と電流分布の関係を与える式と、高次モードを含む放射電磁界のインピーダンスと線状導体の特性で定まる電流分布の関係を連立することで、解を導出した。またこの関係を確認する試作パターンを設計・製作した。今後この評価を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
第１の所望の多周波で使用できる小型アンテナに関しては、2周波アンテナを実現する集中定数配置を決定し、シミュレーション、実測で実際に良好な2周波アンテナが実現できることを実証し計画通りに達成した。さらに、集中定数素子値を変更して等価回路の振る舞いとよく一致することも確認した。第２の寄生素子を含む多体アンテナを用いた、MIMO用アンテナの研究で目標に挙げた有限距離の導体間の空間結合を解析し、線状アンテナ等のTM波アンテナの導体間の空間結合の等価回路を抽出した。また線状導体における電流分布、放射電磁界を解析的に抽出し、概ね予定通りである。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね計画通りに進捗しており、次年度も当初計画通りに研究を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
物品費、旅費、その他いずれも有効に使用しわずかに使用予定額を下回った。この金額を来年度に回し、予定使用額以外に測定に必須なプローブを1個追加して発注する予定。
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