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小形メタマテリアル構造によるヘリカルアンテナの性能向上

公募研究

研究領域電磁メタマテリアル
研究課題/領域番号 25109714
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工

研究代表者

道下 尚文  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 准教授 (30535357)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードメタマテリアル / 小形アンテナ / 積層セラミックコンデンサ
研究実績の概要

積層セラミックコンデンサ(MLCC)がスプリットリング共振器と同様に,共振周波数付近で負透磁率を示すことを固有モード解析により明らかにした.MLCCを小形ループアンテナのコア材として適用することを考え,ループの磁流方向に配列することで,従来のノーマルモードヘリカルアンテナでは実現できない,細径で小形な磁流源を実現可能であることを電磁界シミュレーションで明らかにした.アンテナ試作のために,ループアンテナの構成法を検討し,従来の線状ループ構造より誘電体基板を使用した矩形ループ構造が適していることがわかった.100pFのMLCCを5個実装したメタマテリアル装荷ループアンテナから水平偏波が放射することを実証した.
磁流を仮定できるアンテナへの応用を考え,低損失で広帯域なMLCCメタマテリアル構造を設計した.具体的には,平行平板に設けた短絡ピン間に7個のMLCCを実装する単位セル構造を提案した.この単位セルを円形平行平板端部に3周期配列した低姿勢アンテナから,垂直偏波無指向性の放射特性が得られることを明らかにした.アンテナ直径および高さは動作周波数においてそれぞれ0.26,0.008波長となる.また,本アンテナが低放射効率となる原因はカットオフ周波数における動作であること,ならびに有限セル数によるものであることが分かった.最適な給電構成とアンテナ材料としての有効なセル配置法が今後の課題として残った.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 学会発表 (14件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] Metamaterial Structures Composed of Multi-Layer Ceramic Capacitors for Antenna Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Naobumi Michishita
    • 学会等名
      45th European Microwave Conference
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 積層セラミックコンデンサと円形平行平板からなる低姿勢無指向性アンテナ2015

    • 著者名/発表者名
      道下尚文
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • 発表場所
      沖縄県石垣市
    • 年月日
      2015-04-22 – 2015-04-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 積層セラミックコンデンサと円形平行平板からなる低姿勢小形無指向性アンテナ2015

    • 著者名/発表者名
      道下尚文
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      滋賀県草津市
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Current Source Using Metamaterial Composed of Multi-Layer Ceramic Capacitors2015

    • 著者名/発表者名
      Naobumi Michishita
    • 学会等名
      International Workshop on Antenna Technology
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 積層セラミックコンデンサとカットオフ導波管の組合せを用いた左手系メタマテリアル構造の設計手法2014

    • 著者名/発表者名
      グェントゥワンハン
    • 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
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 積層セラミックコンデンサメタマテリアルを用いた磁流源2014

    • 著者名/発表者名
      道下尚文
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • 発表場所
      東京都目黒区
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Fundamental Study on Miniaturization of Small Metamaterial Structure Using Multilayer Ceramic Capacitor2014

    • 著者名/発表者名
      Tuan Hung Nguyen
    • 学会等名
      Asian Workshop on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2014-05-14 – 2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [学会発表] Effective Permittivity Design of Metamaterial Structure for Small Dipole Antennas Covered with Epsilon Negative Shell2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Mouri
    • 学会等名
      Vietnam-Japan International Symposium on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 積層セラミックコンデンサメタマテリアルを用いた小形磁流源2014

    • 著者名/発表者名
      道下尚文
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟県新潟市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 積層セラミックコンデンサを用いたメタマテリアル構造の小形化手法2014

    • 著者名/発表者名
      グェン トゥワンハン
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟県新潟市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 球状負誘電率メタマテリアル殻で覆われた小形ダイポールアンテナ2013

    • 著者名/発表者名
      毛利克也
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • 発表場所
      神奈川県横須賀市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Finite Element Analysis of Small Dipole Antenna Surrounded by Negative Epsilon Shell2013

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Mouri
    • 学会等名
      JSST International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 積層セラミックコンデンサを用いた小形メタマテリアル構造2013

    • 著者名/発表者名
      グェン トゥワンハン
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 負誘電率殻で覆われた小形ダイポールアンテナ2013

    • 著者名/発表者名
      毛利克也
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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