3次元超広帯域リフレクトアレーの設計法と3Dプリンタを用いた製作法の確立

• 研究課題/領域番号: 26820137
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 今野 佳祐 東北大学, 工学研究科, 助教 (20633374)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: リフレクトアレー / 対数周期ダイポールアレー / スーパーコンピュータ / モーメント法

研究成果の概要

まず、広帯域な散乱特性を実現するための素子として、対数周期ダイポール素子に着目し、その散乱特性が広帯域であることを数値的に明らかにした。次に、3Dプリンタを用いて素子の試作を行い、その広帯域な散乱特性を実証した。さらに、リフレクトアレーの設計と試作を行い、数値シミュレーションと電波無響室内の実験を通して、対数周期ダイポール素子から成るリフレクトアレーの広帯域な散乱特性を示した。
その一方で、リフレクトアレーの設計法の高速化と高機能化に関する研究も行い、従来法に比べて数十倍～数百倍程度の高速化を実現すると共に、リフレクトアレーの高利得化を実現した。

研究成果

• [国際共同研究] The Ohio State University(米国)
• [国際共同研究] The Ohio State University(米国)
• [雑誌論文] Scattering Performance of Log-Periodic Dipole Array (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Yokokawa, K. Konno, and Q. Chen
  • 雑誌名: IEEE Antennas and Wireless Propag. Lett. 巻: vol.16 ページ: 740-743
  • DOI: 10.1109/lawp.2016.2601244
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fast Computation of Layered Media Green's Function via Recursive Taylor Expansion (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Konno, Q. Chen and R.J. Burkholder
  • 雑誌名: IEEE Antennas and Wireless Propag. Lett. 巻: 印刷中 ページ: 1048-1051
  • DOI: 10.1109/lawp.2016.2619483
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Wideband Scattering Performance of Reflectarray Using Log-periodic Dipole Array (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, K. Konno, H. Sato, and Q. Chen
  • 雑誌名: IEEE Antennas and Wireless Propag. Lett. 巻: 印刷中 ページ: 1305-1308
  • DOI: 10.1109/lawp.2016.2633305
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancing aperture efficiency of reflectarray by accurately evaluating mutual coupling of reflectarray elements (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Konno and Q. Chen
  • 雑誌名: IEICE Communications Express 巻: 5 号: 9 ページ: 341-346
  • DOI: 10.1587/comex.2016XBL0116
  • NAID: 130005263520
  • ISSN: 2187-0136
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design of compact multiband antenna for triple-band cellular base stations (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh, K. Konno, Q. Chen, and S. Inoue
  • 雑誌名: IEEE Antennas and Wireless Propag. Lett. 巻: vol.14 ページ: 64-67
  • DOI: 10.1109/lawp.2014.2354057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Beam scanning capability and suppression of endfire radiation of dipole array antennas coupled to two-wire parallel transmission line (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Konno, K. Takeda, and Q. Chen
  • 雑誌名: IEICE Communications Express 巻: 4 号: 12 ページ: 358-362
  • DOI: 10.1587/comex.2015XBL0127
  • NAID: 130005130582
  • ISSN: 2187-0136
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Numerical Analysis of an Antenna near a Dielectric Object Using the Higher-Order Characteristic Basis Function Method Combined with a Volume Integral Equation (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Konno and Q. Chen
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Communications 巻: E97.B 号: 10 ページ: 2066-2073
  • DOI: 10.1587/transcom.E97.B.2066
  • NAID: 130004696683
  • ISSN: 0916-8516, 1745-1345
  • 査読あり
• [学会発表] Efficiency Improvement with a Recursive Taylor Expansion of Bessel Functions for Layered Media Green's Function (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Konno, Q. Chen, and R.J. Burkholder
  • 学会等名: IEEE AP-S Int. Symp.
  • 発表場所: 米国サンディエゴ
  • 年月日: 2017-07-09
  • 国際学会
• [学会発表] ベクトル型スーパーコンピュータを用いた大規模リフレクトアレーの高利得化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今野 佳祐，陳 強
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道札幌市)
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] 平行二本線路と結合したダイポールアレーアンテナの指向性の設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関口 貴志，今野 佳祐，陳 強
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道札幌市)
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] Numerical Analysis of Finite Periodic Array Antenna Using Novel Characteristic Basis Function Method (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Konno, Q. Chen, and R.J. Burkholder
  • 学会等名: IEEE AP-S Int. Symp.
  • 発表場所: 米国プエルトリコ
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Fast numerical analysis of finite periodic dipole array antenna embedded in thin-stratified medium using novel characteristic basis function method (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Konno, R.J. Burkholder, and Q. Chen
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 損失性インダクタを装荷した平行二本線路と結合したダイポールアレーアンテナの特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関口 貴志, 今野 佳祐, 陳 強
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 対数周期ダイポールアレーを用いた広帯域リフレクトアレー (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊東 大貴, 今野 佳祐, 陳 強
  • 学会等名: アンテナ・伝播研究会
  • 発表場所: スパリゾートハワイアンズ（福島県いわき市）
  • 年月日: 2016-02-18
• [学会発表] 平行二本線路と結合したダイポールアレーアンテナによるビーム走査の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関口 貴志, 武田 健太, 今野 佳祐, 陳 強
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] 対数周期ダイポール素子を用いた広帯域リフレクトアレーの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊東 大貴, 今野 佳祐, 陳 強
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] Numerical Analysis of Planar Dipole Antennas in the Vicinity of Dielectric Object Using HO-CBFM (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Konno and Q. Chen
  • 学会等名: ISAP
  • 発表場所: 台湾, 高雄
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] 対数周期ダイポールアレーの散乱特性に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横川 佳, 今野 佳祐, 陳 強
  • 学会等名: アンテナ・伝播研究会
  • 発表場所: 山形県米沢市山形大学米沢キャンパス
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] アレー給電による大規模な低姿勢リフレクトアレーの高利得化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今野 佳祐, 陳 強
  • 学会等名: アンテナ・伝播研究会
  • 発表場所: 山形県米沢市山形大学米沢キャンパス
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] CBFMを用いた大規模アレーアンテナの数値解析の高速化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今野 佳祐, 陳 強
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • 発表場所: 徳島県徳島市徳島大学常三島キャンパス
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26