| 研究課題/領域番号 |
17K14674
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・電子機器
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| 研究機関 | 長野工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
中山 英俊 長野工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (10390452)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 表皮効果 / 高周波伝送線路 / 損失 / 負の透磁率材料 / 複素透磁率 / 抵抗率 / Cu導体 / NiFe磁性体 / 電子デバイス・機器 / 磁性 / 省エネルギー / 電子・電気材料 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、高周波伝送線路の低損失化を目的として、負の透磁率材料を用いて表皮効果損失を抑制するための理論を確立し、幾つかの低損失化の設計指針を得ることができた。
研究成果より、円形および矩形多層構造の電流密度分布等を算出する理論を確立し、複素透磁率の虚部（磁性材料損失）の影響も加味できるようになった。種々の材料パラメータに対して、低損失な積層方法の設計指針を得ることができた。円形と矩形の相違点を明らかにできた。産業課題である導体の表面粗化の影響への対策を検証するための基礎的検討を行うことができ、電流密度分布に改善効果が見られた。伝送線路の試作実験を行い、約5%の損失低減効果を見積もることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
円形および矩形多層構造の伝送線路の電磁界理論により、電界、磁界、電流密度、損失等を理論式で求められるようになり、電磁界理論式の学術的価値は高い。
従来の有限要素法シミュレーションでは設計に膨大な計算時間を要したが、理論式では比較的簡単に計算できるため、詳細な最適設計を検討することができる。このため、様々な材料特性に対して多層構造の最適な設計寸法を得ることができ、産業応用面で社会的意義も大きい。
産業課題である導体の表面粗化の影響への対策を検証できるようになり、従来、不可避であった表皮効果の影響を抑制可能なことから、次世代高速通信のブレイクスルーになることが期待される。
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