| 研究課題/領域番号 |
20K04474
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
野口 啓介 金沢工業大学, 工学部, 教授 (10278103)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023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)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 小形アンテナ / Q値 / 帯域 / 放射効率 / 利得 / 材料評価 / 損失媒質 / 半球ヘリカルアンテナ / 放射特性 / アンテナ系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スマートフォンやタブレット端末などのモバイル機器をはじめ，あらゆるものをサイバースペースにつなげるIoTに向けた無線通信モジュールに使用する小形アンテナの高性能化について研究する．小形アンテナと近接物体からなるアンテナ系を扱い，アンテナ材料の電気的特性と近接物体の影響を考慮した特性指標としてのQ値による理論解析を行う．アンテナ系の理論的モデルを構築し，近接物体が及ぼすアンテナ系への影響について外部Q値により明らかにする．
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| 研究実績の概要 |
本研究では電気的小形アンテナを共振器として取扱い，アンテナそのもののQ値について理論的な解析を継続する．近接物体のQ値（外部Q値）の解析についても実施し，アンテナ系の放射について継続的に取り組む．本研究で明らかにしようとする点は３点あり，（１）材料の特性を考慮した小形アンテナの Q 値とアンテナと結合する近接物体の影響を考慮したアンテナ系のQ値との関係，（２）アンテナ系のQ値と帯域，放射効率，利得との関係，（３）アンテナおよびアンテナ系の小型化とQ値，帯域，放射効率，利得との関係，である．これらの目的について，2022年度までに研究成果を得ることを目標としていたが，
（２）までの進捗にとどまっており，2023年度への延長申請を行うとともに，2024年度も延長申請を行った．
研究実績として，損失を含む小形アンテナのQ値の解析と実測を進めた．半球ヘリカルアンテナについて扱い，Q値をもとに小型化評価を行うとともに，小型化した際の広帯域化を検討した．具体的内容として，シミュレーションによる半球ヘリカルアンテナの解析を行い，広帯域化を実現できた．また，放射効率との関係も限定的ではあるが，明らかにできた．帯域と放射効率との積を求め，半球ヘリカルアンテナの球の半径，すなわちアンテナサイズとの関係について整理した．今後は，アンテナ単体とともにトータルのQ値を扱い，アンテナ系の小型化，帯域，放射効率等，アンテナ特性を明らかにすることを目標とする．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
電気的小形アンテナと，そのアンテナ系のQ値について理論検討を進めている．具体的なアンテナモデルについて，シミュレーションを中心に進めている．半球ヘリカルアンテナの球の半径aと波数kとの積kaが0.5以下の場合を扱い，そのモデル化について検討を進めてきた．Q値が数十から数百と高くなるために設計上およびシミュレーションモデルの構築上困難がある．検討課題である損失媒質とアンテナとの関係については十分な取組ができておらず，昨年度と同様に，結合について明らかにする必要がある．
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| 今後の研究の推進方策 |
購入した材料評価装置の活用が十分に行い，電気的小形アンテナの小型化への課題として近接物体との結合に着目し，解析を進める．具体的に取り組む内容として，申請時に記載した事項について以下に再掲する．2023年度および2024年度は延長手続きを行ったため，2024年度は最終年度の位置づけで，具体的な結果を得ることと，成果についてまとめることをねらいとする．
(a）「材料評価」について， 申請設備の材料パラメータ電気的特性評価装置を用い，媒質パラメータの高周波特性を測定し，主としてアンテナの構造物における損失について検討すること．
(b)「具体的なアンテナ検討」について，逆L，逆Fアンテナやマイクロストリップアンテナなど，代表的な小形・平面アンテナについて扱い，アンテナ単体の場合と近接物体がある場合の特性について求め，得られた数値データからQ値を算出することにより理論解析との比較を行うこと．
(c)「試作実験と理論値検討」について，代表的な小形・平面アンテナの試作実験を行いシミュレーション，理論値との比較検討を行うこと．
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