高機能メタマテリアル電波吸収体の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K04535
• 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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 青山学院大学
• 研究代表者: 須賀 良介 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (20398572)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: マイクロ波 / 電波吸収体 / 周期構造 / 偏波 / 入射角度 / 帯域幅

研究成果の概要

本研究では，メタマテリアル電波吸収体の広帯域化と帯域幅の設計について検討した，中心周波数5GHz，-15dB帯域250MHzを有する電波吸収体の等価回路を設計し，所望の特性が得られたことから，本設計手法の有効性を示した．さらに2層積層した場合に実現可能な最大帯域幅の理論限界についても明らかとした．
さらに両偏波かつ全ての入射角度に対するSパラメータの推定方法について提案した．4つの入射角度におけるインピーダンスから両偏波，全入射角度におけるSパラメータを推定できることが分かった．本手法により推定した反射係数及び偏波変換係数は電磁界解析値と0.1以内の差で一致し，その有効性を示した．

自由記述の分野

マイクロ波・ミリ波工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来より金属エレメントを周期的に配列した電波吸収体や反射板の研究例が多く報告されており，特に近年では，5Gシステムにおける通信エリア拡大に向けて，メタマテリアル吸収体や反射板に関する期待が高まっている．しかし，これらのデバイスの全ての入射角に対するバイスタティックレーダークロスセクションの測定もしくは数値解析には，一般的は非常に高価な測定もしくは解析装置が必要であったり，非常に多くの時間を要する．本研究において開発した推定手法は電波吸収体に限らず，上記の反射板にも適用可能であり，多くの周期構造平面デバイスの開発に寄与するものと考えられる．