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誘電体スラブアレーアンテナの指向性合成法とオングラスMIMOアンテナへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K04480
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

宇野 亨  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (80176718)

研究分担者 有馬 卓司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20361743)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードオンガラスアンテナ / 指向性合成 / 誘電体スラブ / 表面波 / グリーン関数 / FDTD法 / MIMO / アレーアンテナ / オングラスアンテナ
研究開始時の研究の概要

高度に安全性が確保された車の自動運転や第5世代とその次の世代を見据えた移動通信システムを実現するためには,車両同士で情報をやりとりする車車間通信や,路側に設置された通信機器との路車間通信などの確立が必要である.本研究は,運転者の安全性とデザイン性の観点を考慮して,車両に搭載されるガラス表面設置型6GHz帯アレーアンテナの指向性合成法の確立と電波伝搬特性解明を行うものである.

研究実績の概要

本研究は高度に安全性が確保された車の自動運転や5GあるいはBeyond-5Gを見据えた移動通信システムの構築に向けて,車両の窓ガラスに搭載されるオンガラスアンテナの設計法を確立することを目的に,オンガラスアンテナに特化した指向性合成法に焦点を絞った研究を実施するものである.昨年度までの研究から,アンテナの指向性に与える影響はガラスと共に車体の影響が非常に大きいことが明らかになったため,
(1)地面の影響を含めた実車搭載オンガラスダイポールアンテナの解析
を行った.解析には極めて多くの計算機資源が必要となるため,それを実現させるプログラムコードの開発を行った.また,アンテナ特性に最も影響を与える部分を抽出した結果,フロントガラスとその外枠が最も重要であることが分かった.この結果を基に,
(2)簡易モデルを作成し,それを理論的に検討するためのグリーン関数を導くと共に,指向性の近似計算法を導出した.この結果,ガラスアンテナ内部に閉じ込められた表面波と外枠からの反射波がアンテナ特性に悪影響を及ぼすことが分かった.このため,
(3)ガラス内表面波の軽減法
についても検討を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は(1)地面の影響を考慮した実車搭載オングラスダイポールアンテナの数値解析法の確立.(2)簡易車体モデル搭載オングラスアンテナの電磁界解析と指向性の計算法,(3)ガラス表面波の影響軽減法の開発,の3つの課題を中心に研究を行った.いくつかの研究成果は国際学会や国内学会,研究会で発表しており.全体としては概ね順調に進展していると判断できる.

今後の研究の推進方策

研究課題の今後の推進方策や研究計画に大幅な変更はない.新型コロナ感染症の影響もほぼなくなったことや研究の再延長が認められたため,次年度はこれまでの研究成果をまとめて論文投稿に向けた準備を行ってゆく予定である.

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of the effect of raindrops on the on-glass antenna2022

    • 著者名/発表者名
      Osamu Kagaya, Takafumi Kikuchi, Keiseke Arai, Takuji Arima and Toru Uno
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 11 号: 2 ページ: 93-97

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0188

    • NAID

      130008150674

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2022-02-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Surface Wave in C-Band Automotive On-Glass Antenna and an Easily Realizable Suppression Method for Improving Antenna Characteristics2022

    • 著者名/発表者名
      Osamu Kagaya, Keisuke Arai, Takato Watanabe, Takuji Arima and Toru Uno
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E105.B 号: 1 ページ: 51-57

    • DOI

      10.1587/transcom.2021EBP3028

    • NAID

      130008138805

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2022-01-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 平面境界付近の電磁界問題2021

    • 著者名/発表者名
      宇野 亨
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B

      巻: J104-B ページ: 821-829

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] オンガラスアンテナ放射特性の高速計算法2024

    • 著者名/発表者名
      徳翔太朗,宇野亨,有馬卓司,加賀谷修,新井圭祐
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] FDTD Analysis of Automovile On-glass Antenna above Flat Earth2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kouchi, Osamu Kagaya,Keisuke Arai,Takuji Arima,Toru Uno
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大地上車載オンガラスアンテナの指向性解析2023

    • 著者名/発表者名
      小内 勇輝,有馬 卓司,宇野 亨,加賀谷 修,新井圭祐
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属枠付きオンガラスアンテナ放射特性の高速計算法2023

    • 著者名/発表者名
      山内聡史,宇野 亨,有馬 卓司,加賀谷 修,新井 圭祐
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] オンガラスアンテナ上の雨滴による指向性への影響評価2023

    • 著者名/発表者名
      菊池 嵩郁,有馬 卓司,宇野 亨,加賀谷 修,新井 圭祐
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The Effect of Raindrops on the Automotive On-Glass Antenna2022

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Kikuchi, Osamu Kagaya, Keisuke Arai, Takuji Arima, and Toru Uno
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] FDTDを用いた車載用オンガラスアンテナの指向性に対する地面の影響評価2022

    • 著者名/発表者名
      山田勇一郎,有馬卓司,宇野亨,加賀谷修,新井圭祐
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 車載用オンガグラスアンテナにおける雨の影響2022

    • 著者名/発表者名
      菊池嵩郁,有馬卓司,宇野亨,加賀谷修,新井圭祐
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 損失材料を用いた車載用オンガラスアンテナの特性改善2022

    • 著者名/発表者名
      新田隆一,宇野亨,有馬卓司.加賀谷修,新井圭祐
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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