多重偏波放射を可能とするメタマテリアル螺旋状アンテナの理論と実験検証

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24560481
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: 中野 久松 法政大学, 理工学部, 教授 (00061234)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: メタマテリアル / 多重偏波 / 円偏波 / 利得 / スパイラルアンテナ / ヘリカルアンテナ / 誘電体スラブ

Outline of Annual Research Achievements

電気磁気学における誘電率と透磁率の両方または一方が負である材料を，メタマテリアル とよんでいる．本研究は，アンテナ単体で，右旋円偏波，左旋円偏波，水平偏波，垂直偏波を放射できる「多重偏波放射メタマテリアルアンテナ」を創造することにある．今年度は前年度の研究成果をもとに，２周波反円偏波アンテナの利得および両偏波周波数の分離度について検討した．研究成果を以下に示す．
１．２周波反円偏波アンテナの利得：左手系の特性を有するループアンテナ，ヘリカルアンテナ，スパイラルアンテナでは，左旋円偏波利得と右旋円偏波利得の値に違いを生じていた．本研究では，スパイラルアンテナ上部に誘電体スラブを設置し，両利得を近づける検討を行った．誘電体スラブを設置することにより，低域での左旋円偏波利得が増加し，右旋円偏波利得に近くなることを明らかにした．さらに，ヘリカルアンテナでは，巻数を変化することで左旋円偏波利得と右旋偏波利得を調整することができることを明らかにした．巻数2.5ターンの時，両利得はほぼ等しくなる．
２．両偏波周波数の分離度：２線角形スパイラルアンテナの辺数を変化させ，両偏波周波数の分離度を検討した．スパイラルアンテナの辺数を増加させると，両偏波周波数の分離度は減少する．この時，右旋円偏波利得と左旋円偏波利得は増大することを明らかにした．

Research Products

• [Presentation] 平行四辺形セルから成るメタヘリカルアンテナの巻数特性 (2015)
  • Author(s): 門馬，田中，山内，中野
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市野路東）
  • Year and Date: 2015-03-13 – 2015-03-13
• [Presentation] メタヘリカルアンテナの2つの構造 (2015)
  • Author(s): 田中，山内，中野
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市野路東）
  • Year and Date: 2015-03-13 – 2015-03-13
• [Presentation] 2重メタループアンテナの放射特性 (2015)
  • Author(s): 吉田（朋），山内，中野
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市野路東）
  • Year and Date: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [Presentation] 誘電体スラブ装荷メタループアンテナ (2015)
  • Author(s): 吉田（健），山内，中野
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市野路東）
  • Year and Date: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [Presentation] 外励振メタマテリアルスパイラルアンテナ (2015)
  • Author(s): 安生，山内，中野
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市野路東）
  • Year and Date: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [Presentation] 誘電体スラブのメタスパイラルへの効果 (2015)
  • Author(s): 清水，山内，中野
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市野路東）
  • Year and Date: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [Presentation] 2重メタラインアンテナ (2015)
  • Author(s): 坂田，山内，中野
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス（滋賀県草津市野路東）
  • Year and Date: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [Presentation] Counter circularly polarized radiation from metamaterial antennas (2014)
  • Author(s): H. Nakano, K. Yoshida, J. Yamauchi
  • Organizer: Microwave Workshops & Exhibition MWE 2014
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama (神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2014-12-12 – 2014-12-12
  • Invited
• [Presentation] LP radiation from a metamaterial-based loop antenna (2014)
  • Author(s): H. Nakano, M. Miura, K. Yoshida, and J. Yamauchi
  • Organizer: 2014 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP)
  • Place of Presentation: Kaohsiung, Taiwan
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-04
• [Presentation] Natural and metamaterial-based spiral and helical antennas (2014)
  • Author(s): H. Nakano
  • Organizer: 2014 Loughborough Antennas and Propagation Conference (LAPC)
  • Place of Presentation: Loughborough, UK
  • Year and Date: 2014-11-11 – 2014-11-11
  • Invited
• [Presentation] メタループアンテナ(第三報) (2014)
  • Author(s): 三浦, 山内, 中野
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサエティ大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス（徳島県徳島市南常三島町）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-25
• [Presentation] 1線給電直線偏波メタループアンテナ (2014)
  • Author(s): 小林, 山内, 中野
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサエティ大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス（徳島県徳島市南常三島町）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-25
• [Presentation] メタループアンテナの誘電体効果 (2014)
  • Author(s): 吉田, 山内, 中野
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサエティ大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス（徳島県徳島市南常三島町）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-25
• [Presentation] メタヘリカルアンテナのグランド板特性 (2014)
  • Author(s): 田中, 山内, 中野
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサエティ大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス（徳島県徳島市南常三島町）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-25
• [Presentation] 平行四辺形セルから成るメタヘリカルアンテナ (2014)
  • Author(s): 門馬, 田中, 山内, 中野
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサエティ大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス（徳島県徳島市南常三島町）
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-24
• [Presentation] メタマテリアルスパイラルアンテナの給電位相誤差について (2014)
  • Author(s): 安生, 山内, 中野
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサエティ大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス（徳島県徳島市南常三島町）
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-24
• [Presentation] Natural and Metamaterial-Concept Antennas (2014)
  • Author(s): H. Nakano
  • Organizer: URSI日本電波科学会議
  • Place of Presentation: 中央大学 後楽園キャンパス（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-08
  • Invited
• [Presentation] Metaloop for linearly polarized radiation (2014)
  • Author(s): H. Nakano, M. Miura, K. Yoshida, and J. Yamauchi
  • Organizer: 2014 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (IEEE APWC)
  • Place of Presentation: Palm Beach, Aruba, Netherlands
  • Year and Date: 2014-08-06 – 2014-08-06
  • Invited
• [Presentation] Left-handed loop antenna (2014)
  • Author(s): H. Nakano, K. Yoshida, and J. Yamauchi
  • Organizer: 2014 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium (APSURSI)
  • Place of Presentation: Memphis, Tennessee, USA
  • Year and Date: 2014-07-10 – 2014-07-10
• [Presentation] Circularly and linearly polarized waves from a metamaterial spiral antenna (2014)
  • Author(s): H. Nakano, T. Shimizu, H. Kataoka, and J. Yamauchi
  • Organizer: 2014 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium (APSURSI)
  • Place of Presentation: Memphis, Tennessee, USA
  • Year and Date: 2014-07-08 – 2014-07-08
• [Presentation] Two-arm metaspiral antenna (2014)
  • Author(s): H. Nakano, H. Kataoka, T. Shimizu, and J. Yamauchi
  • Organizer: 2014 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)
  • Place of Presentation: The Hague, Netherlands
  • Year and Date: 2014-04-08 – 2014-04-08