| 研究課題/領域番号 |
22K04076
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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21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
村野 公俊 東海大学, 工学部, 教授 (60366078)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 近傍界ノイズ抑制素子 / ノイズ抑制効果 / 最適配置 / 最適構造 / マルチバンド / ノイズ抑制素子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電気・電子機器の誤動作の要因の一つとして，外部から到来する不要電磁波（外来電磁妨害波）により，機器内部の回路に誘導される不要な電流が挙げられる．これまで，共振構造をもつ近傍界ノイズ抑制素子を回路周辺に装荷することにより，不要なノイズ電流の伝搬を抑制する方法を提案し，その有効性の検証を進めている．本研究計画では，近傍界ノイズ抑制素子の実用化に向けて，さらなる検討をすすめるとともに，同抑制素子を利用した新たな応用技術の開発を目指す．
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| 研究実績の概要 |
電気・電子機器のディジタル化にともない，機器の高度化・高機能化がますます進展している．ディジタル化された電気・電子機器の内部には，比較的高い周波数成分を含む広帯域な電磁界が発生しているが，これが機器内部の電子回路に不要な電流を誘導し，機器の誤動作を誘発する原因となっている．報告者はこれまで，プリント回路基板上にプリント配線された伝送線路上を伝搬する不要な電流を抑制することを目的として「近傍界ノイズ抑制素子」を提案し，その有効性の検証および実用化に向けた検討をすすめている．本抑制素子は，回路の共振現象と電磁誘導現象を利用したシンプルな構造のものであり，容易に伝送線路周辺に実装することが可能であり，さまざまな応用が期待できる．2022年度は，プリント回路基板上の本抑制素子の最適な配置方法について検討を行った．
2023年度は，本抑制素子の実用化に向けた取り組みの一つとして，プリント回路基板上にプリント配線された伝送線路上を伝搬する，複数の周波数成分を有する電磁ノイズを同時に抑制することのできるマルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子についての検討を行った．従来の単一周波数の電磁ノイズの抑制に対応した近傍界ノイズ抑制素子に対し，複数の周波数の電磁ノイズを同時に抑制することのできる近傍界ノイズ抑制素子を実現できれば，実際のプリント回路基板周辺の複雑な電磁環境に対応することができると考えられる．本年度は，マルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子の物理的構造および配置方法について，理論的に明らかにした．
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| 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
2023年度は，近傍界ノイズ抑制素子の実用化に向けた取り組みの一つとして，プリント回路基板上にプリント配線された伝送線路に沿って伝搬する，複数の周波数成分を有する電磁ノイズを同時に抑制することを目的とした，マルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子についての検討を行った．
単一周波数の電磁ノイズに対応した従来の近傍界ノイズ抑制素子は，これまで，平行2本線路で構成し，伝送線路を含めた平行3本線路を多線条線路理論によって解析することにより，同抑制素子のノイズ抑制効果の推定を行っている．ここで，本抑制素子を構成する平行2本線路の終端に着目し，複数ある終端に，それぞれ異なる容量素子を接続した場合について理論的に解析したところ，複数の周波数に対して同時にノイズ抑制効果を持たせることができることが確認された．そこで，本年度は，異なる容量素子で終端された平行2本線路によって構成されたマルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子についての検討をすすめた．
従来の近傍界ノイズ抑制素子を構成する平行2本線路の終端に異なる容量素子を配置した場合，複数の周波数に対してノイズ抑制効果を持たせることができるものの，各周波数でノイズ抑制効果に数dB程度のバラつきが生じる．そこで本研究では，各周波数に対して同程度のノイズ抑制効果を実現できる同抑制素子の物理的構造および伝送線路周辺への配置方法について理論的に検討を行い，その結果をシンポジウムを通じて公表した．
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度は，近傍界ノイズ抑制素子の実用化に向けた取り組みの一環として，マルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子についての理論的な検討を行った．その結果，同抑制素子を構成する平行2本線路の終端に，異なる容量素子を配置することにより，複数の周波数成分を有する電磁ノイズを同時に抑制できるなど，マルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子の基本的な構成方法が明らかになった．また，各周波数の電磁ノイズに対して，同程度のノイズ抑制効果を持たせることのできるマルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子の物理的構造および伝送線路周辺への配置方法についても，明らかになりつつある．そこで2024年度は，高周波回路設計用シミュレータを活用し，マルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子の物理的構造，伝送線路周辺への配置方法のさらなる最適化を行う予定である．また，最適な構造や配置方法・実装方法が明らかになり次第，実験的検証を実施する予定である．同検証では，マルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子が装荷された伝送線路をプリント回路基板上に試作し，同伝送線路の伝送特性を測定評価することにより，同抑制素子のノイズ抑制効果について明らかにする予定である．この結果，マルチバンド対応の近傍界ノイズ抑制素子の有効性が明らかになった場合は，さらなるノイズ抑制効果の向上を目指して，同抑制素子を伝送線路周辺に複数配置した場合などについても検討を進める予定である．
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