2016 Fiscal Year Annual Research Report
A study of electrically small high efficient antennas
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26420359
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
松永 真由美 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (30325360)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アンテナ / 高効率 / 小型 / 平面 / 偏波共用 / 周波数共用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タブレットやスマートフォン、スマートウォッチが日常的携帯機器となった昨今、モバイル無線機器用の小型で高効率なアンテナの需要はますます増えている。本来、アンテナの大きさは、送受信する電波の周波数に依存することから、使用する周波数に応じて無線機器のサイズも変えるべきではあるが、消費者側の注目は、よりスマートで、小型・軽量のモバイル無線機器に集まる。そのため、性能を落としてもアンテナサイズを小さくせざるを得なかった。
本研究では、小型でありながら高効率を実現する、これまでの常識を覆すアンテナの開発を行ってきた。昨年度までに、従来のパッチアンテナの1/4サイズでありながら、放射効率が90%以上ある円偏波アンテナの設計に成功した。本研究課題において、基本としているアンテナ構造は、クロスループ型と呼ばれ、研究代表者が発明した物である。実は、この形状が小型であっても高効率を実現する鍵となっている。そこで、本年度は、この鍵となる、クロスループ構造のメカニズムの解明をまず行い、その上で、更なる機能を発揮する小型高効率アンテナの開発を行った。
研究の結果、クロスループ構造により、マイクロストリップ線路が生み出す物理現象の一種である、左手系線路と同等の現象が得られている事がわかった。つまり、クロスループ構造によって零次共振現象が生み出される事で、小型化に成功する事ができていたのである。
また、ループ上を伝搬する電磁波の周波数分散特性から、右手系から左手系に切り替わる周波数が存在する事が分かった。これを利用して、右旋回から左旋回へ円偏波の方向が切り替わるアンテナの開発に成功した。これは、最も簡便で小型高効率な両偏波切り替え可能円偏波アンテナといえる。
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