| 研究課題/領域番号 |
21K04055
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| 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学群) |
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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学群), 電気情報学群, 教授 (30535357)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | アンテナ / メタマテリアル / メタ表面 / マントルクローク / 相互結合 / 放射パターン |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，近年注目されているマントルクローク技術を利用することで，アンテナ近傍に他のアンテナが近接配置されたときの相互結合の低減と，アンテナ特性の維持を同時に達成することを目的としている．アンテナの動作周波数帯域に対して高域側および低域側に阻止帯域が現れる円筒形状のマントルクロークアンテナを設計し，それぞれを近接に配置したときの相互結合の低減およびアンテナ特性の維持を確認するとともに，マントルクロークアンテナによる阻止帯域生成の動作原理を明らかにしてきた．しかし，近接した周波数の相互結合を抑制するには高誘電率材料を使用する必要があり，高誘電率材料を湾曲させるのは困難である．そこで，本研究では，試作が容易な構造として，矩形形状のマントルクロークアンテナの実現可能性を検討する．また，電磁界シミュレーションの妥当性を確認するとともに，動作原理の解明を目指す．
はじめに，動作周波数の低周波側に阻止帯域を有する矩形形状のマントルクロークアンテナを設計した．矩形形状としても，所望の周波数で動作しながら，低周波側でクローキング効果が得られることが分かった．次に,マントルクロークの実構造としてアンテナの四隅にストリップ導体を配置する構成を考案し，動作周波数におけるアンテナ特性の維持と低周波側における相互結合の抑制を同時に達成することに成功した．また，阻止帯域における入力インピーダンス特性やクローキング効果を確認した結果，ストリップ導体によるクローキングの発生条件として，有限長かつ地板が必要であることが分かった．
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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
当初の計画通り，マントルクロークアンテナの実証のために，低周波側で阻止帯域が現れる矩形形状のマントルクロークアンテナの設計法と，各パラメータの動作周波数および阻止帯域への影響を明らかにした．また，実構造としてアンテナの四隅にストリップ導体を配置したマントルクロークアンテナを提案し，作製，測定した結果，阻止帯域を得ることができた．しかし，電磁界シミュレーションの結果とは完全には一致しなかった．また，ストリップ導体によるクローキングの発生条件として，周期構造と有限構造の比較や高誘電率材料の背面の影響を検討した．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度の結果から，矩形形状でも高誘電率材料とストリップ導体を組み合わせることで，相互結合抑制とアンテナ特性維持を同時に達成可能であることは分かった．しかし，アンテナの剛性が低いため，放射パターン測定時にも安定した測定を可能とする構造の検討が必要である．そこで，令和4年度に明らかになったクローキングの発生条件をもとに，さらに簡易なマントルクロークの実構造を検討し，電磁界シミュレーションの妥当性を確認するため，試作，測定を行う．また，インピーダンス制御による阻止帯域の生成とクローキングの発生条件を体系的にまとめ，マントルクロークアンテナの動作原理を明らかにする．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由は，成果発表および資料収集・調査として計画していた海外の国際会議への現地参加を，コロナにより断念したため，旅費の使用額が大幅に減ったためである．令和5年度は，旅費として使用するとともに，周波数選択板によるマントルクロークを試作するための，高誘電率の誘電体基板の購入に充てる計画である．
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