| 研究概要 |
マルチメディア移動通信の高速化で,5GHz帯の利用開発が進められ,高速ワイヤレスアクセスの特徴を生かした5GHz帯無線モデム搭載のノート型パーソナルコンピュータ(PC)やその他の情報端末の登場が確実である.この種のPCに装着するアンテナの設計に際しては,PC近傍で作業する人体との電磁的結合を考慮することが必要不可欠である.しかしながら,計算機設計においてはPC及び人体を5GHz帯で忠実に模擬することは,計算機容量・速度の制限で容易ではない.本研究では,アンテナ放射特性だけに注目すれば人体の詳細模擬は不必要であるが,人体内部での電磁吸収に注目するときは,アンテナ近傍の人体組織だけ詳細に模擬すれば十分であるという着想に基づいて,マルチグリッドFDTD (Finite-Difference Time-Domain)法の適用を検討し,この種のアンテナの設計法を検討した.まず,5GHz帯PC装着アンテナの計算機設計に対して,マルチグリッドFDTD法を導入し,その有効性を実証した上に,5GHz付近で-9.5dB以下のリターンロスとなるPC装着モノポール型アンテナの構造を明らかにできた.次に,この種のアンテナ設計に適する人体モデリング法の確立を目指して,米国ブルックス空軍研究所の人体MRI全身数値モデルを導入し,これに加えて,上半身モデル,頭部モデル,及び複数の直方体の組合せからなる簡易人体モデルに対して,マルチグリッドFDTD法でアンテナ入力インピーダンス,放射指向性及び頭部内の局所電磁吸収量の解析を行い,これらの解析結果を高精度の人体MRI全身数値モデルでの解析結果と比較することで,アンテナ設計に必要十分な簡易人体モデルの構成を明らかにできた.これらの成果を通して,5GHz帯携帯情報端末の計算機設計の手法を示すことができた.また,これらの解析結果から,この種の5GHz帯PC装着アンテナは人体の存在により人体方向の指向性が10dB以上劣化しディップが生じるが,アンテナ入力インピーダンスに対しては,人体の有無による変化は僅か10%程度であり,また人体による吸収電力はアンテナ出力電力の2割未満であることを明らかにできた.なお,本研究の成果の一部は既に電子情報通信学会英文論文誌に掲載され,また国際会議などで発表されている.
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