2014 Fiscal Year Research-status Report
導体のエッジ特性を考慮した超高精度三次元電磁波解析法の開発
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25390159
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| Research Institution | Numazu National College of Technology |
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Principal Investigator |
芹澤 弘秀 沼津工業高等専門学校, 制御情報工学科, 教授 (70226687)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 小林ポテンシャル / 厳密解 / 方形開口 / 電磁波回折 / 透過係数 / 反射係数 / 導波管モード / 開口分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
方形開口（完全導体遮蔽板の厚さは無視）および方形導波管（無限に広い完全導体のフランジを有すると仮定）からの電磁波放射の問題に対し、媒質が誘電体のときの計算コードに一部修正を加え、構造パラメータを変化させたときの解の挙動と収束性について調査した。また、遮蔽板の板厚を考慮した方形開口（ただし媒質を真空と仮定）に対する計算コードを用いて、様々な物理量（透過係数、導波管モード、放射パターン等）を計算し、解の収束性について定量的な評価を行った。特に平成26年度は、遠方放射界（放射パターン）と開口分布の計算コードの開発を重点的に行い、開口分布についてはGegenbauerの多項式ではなく、より基本的な関数である超幾何級数を用いて計算するためのサブルーチンを開発した。開口分布（電界強度）の収束性の評価では、正しく端点条件を組み込むことにより高精度な解が得られることを、数値的に確認した。開口内部（導波管領域）の導波管モードの発生量（モード係数）と電力透過量の関係をより詳しく調査し、特定の伝播モード（TE10モード）の発生量に周期性が見られる原因を導波管モードの平面波分解および平面波の多重反射の考えに基づいて調査し、透過係数の局所的最大点の位置（板厚）を予測するための実用的な簡易計算式を求めた。
さらに、二つの方形開口（二枚の方形状金属平板の補対構造）の結合問題を厳密に定式化するための準備を行い、厳密解を途中まで導出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
厚みを無視した方形開口およびフランジ付方形導波管からの電磁波放射の問題に対し、媒質が誘電体のときの計算コードに一部誤りが見つかり、その修正・確認とデータの再計算に多くの時間を要したこと、さらに、板厚を考慮した方形開口による電磁波透過に関する研究においては、導波管モードや透過係数に対する板厚の影響に関して多くの知見が得られたものの、新規に遠方放射界と開口分布の計算コードの開発を行い、そのための計算式の確認や特殊関数のサブルーチン開発に予想以上の時間を費やしてしまったことが、当初の計画よりやや遅れることになった理由である。
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| Strategy for Future Research Activity |
板厚を考慮した方形開口（ただし媒質を真空と仮定）の研究については、高精度解を得るための条件を様々な物理量と構造パラメータに対して調査し、モード発生量の周期性に関する研究も継続する。大幅に遅れている電力流の計算コードの開発を積極的に行い、ベクトルプロットによってエネルギーの流れを視覚化し、エッジ等の影響について考察を行う。計算コードに一部誤りが見つかったため、進捗が大幅に遅れている誘電体を考慮した方形開口（板厚を無視）とフランジ付き方形導波管の研究については、解の収束性評価と放射特性の評価を実施し、透過係数や反射係数、開口分布等を様々な構造パラメータに対して計算し、その依存性と収束性を明らかにする予定である。さらに、二つの方形開口（二枚の方形状金属平板の補対構造）の結合問題の厳密解を導出し、物理量に対する計算コードを開発する予定である。
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| Causes of Carryover |
計算コードの新規開発（開口分布と遠方界）および理論式の再確認、およびデータ収集・整理に多くの時間がかかり、当初予定していたよりも学会での研究成果発表が少なかったことと、購入予定であったLAN接続ハードディスクをより安価でメンテナンスの容易なUSB接続型のポータブルハードディスクに変更し、その購入を別予算で執行したことが、経費執行額が予定より低くなり、次年度使用額が生じた理由である（立替払いをした国際会議の参加登録費81,969円がまだ清算されていないことも理由の一つとなっている）。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度は、国際会議や国内での学会発表を積極的に行う予定である（既に東京での学会発表が決定している）。また、これまで未実施となっている査読付き論文誌への論文投稿も年度末までには行う予定である。
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