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2017 年度 実施状況報告書

高性能フェライトを活用した小型広帯域UHFアンテナの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06299
研究機関山口大学

研究代表者

山本 節夫  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30182629)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードアンテナ / UHF / フェライト / 広帯域
研究実績の概要

携帯無線端末での地上波デジタルTV放送の受信では、極めて広帯域に対応できる(比帯域の大きい)アンテナが求められている。ところが、広帯域化・小型化・高感度化を同時に満足するアンテナの設計・実現は非常に困難である。本研究では、UHF帯で低磁気損失なフェライト磁性体の活用、および筐体や基板グランドも含む統合的な設計によって、小型で広帯域かつ高アンテナ利得のUHFアンテナの実現とマルチバンド化の可能性を追求することを目的とする。
平成29年度には、前年度に実施したアンテナ設計の結果をベースに、マルチバンド化実現のためのデュアルモード動作の可能性を追求した。具体的には、筆者らが既に提案したフェライトを装荷した逆L型アンテナ(アンテナエレメントを誘電体基板とNi-Zn-Cuフェライト板で挟み込んだ構造)について、UHF帯の地上波テレビ放送周波数帯(470-710 MHz)(これを「1次共振」と呼ぶ)に加えて、1GHz超の高い周波数帯においても共振が起こってVSWR(電圧定在波比)が下がって良好なアンテナとして機能する現象(これを「2次共振」呼ぶ)が起こることを確認した。これら共振の発現メカニズムについて調査した結果、1次共振の発現は、ダイポールアンテナの等価回路であるLCR直列接続回路にLとCが並列接続された等価回路で非常に良く説明できること、この等価回路によってもたらされる複共振によってミスチャート上に表示されるインピーダンスの軌跡には滞留部分ができて、非常に広い帯域幅が実現されることが明らかになった。2次共振には当該アンテナのアンテナエレメント終端部が特に大きく影響を与えることが分かった。

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

特段の問題もなく研究は進捗し、予定していた研究成果が得られた。

今後の研究の推進方策

平成30年度は当該研究の最終年度である。アンテナエレメント部の長さが45mm以下(スマートフォンに内蔵可能なサイズ)のアンテナを試作して、所望のアンテナ特性(放射パターン、アンテナ利得、帯域幅、マルチバンド動作等)を計測し、目標とするアンテナ性能を実証するとともに、3年間のアンテナの設計・試作・評価を通して、本提案アンテナの基本設計指針を確立する。

次年度使用額が生じた理由

(理由)研究が順調に推移し、情報収取のための旅費が当初よりもかからなかったため。

(使用計画)平成30年度にはアンテナ試作を行う予定であり、その材料費の一部に充てる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] フェライト装荷逆L型広帯域UHFアンテナの等価回路2017

    • 著者名/発表者名
      三枝淳平,篠田航平,米原正道,中原和宏,栗巣普揮,山本節夫
    • 学会等名
      第41回日本磁気学会学術講演
  • [学会発表] Ferrite Loaded Terrestrial Digital TV Broadcast Reception Antenna2017

    • 著者名/発表者名
      S. Mieda, K. Shinoda, M. Yonehara, H. Kurisu, and S. Yamamoto
    • 学会等名
      IUMRS-ICM 2017, The 15th International Conference on Advanced Materials
  • [学会発表] FM radio receiving small antenna using high permeability ferrite bar2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakahara, R. Zheng, H. Kurisu, and S. Yamamoto
    • 学会等名
      IUMRS-ICM 2017, The 15th International Conference on Advanced Materials

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公開日: 2018-12-17  

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