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2016 年度 実績報告書

非相反メタマテリアルによる電磁波ビーム制御

研究課題

研究課題/領域番号 26289120
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

上田 哲也  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (90293985)

研究分担者 澤田 桂  国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (40462692)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードメタマテリアル / 負屈折率 / 非相反回路 / 円偏波 / ビーム走査 / アンテナ
研究実績の概要

非相反メタマテリアルによる電磁波ビーム制御の研究において、いくつかの新しい知見を得た。
マイクロストリップ線路からなる従来構造の非相反メタマテリアルにおいては、中央線路の両端に誘導性スタブを非対称に挿入することにより非相反性を発現させていた。このとき、ビーム走査アンテナへ応用する場合、動作周波数の変動によりビーム方向が変化してしまうビームスクイントの問題があるが、これを抑制するためには、非相反性の周波数分散がゼロとなるように構造設計する必要がある。本研究で得られた大きな成果の一つとして、従来の誘導性スタブだけでなく、容量性スタブを積極的に用いることにより、周波数分散のない非相反性をもつメタマテリアル構造を提案し、実験および数値シミュレーションによって、非相反性の周波数分散がほぼ0となることを確認した。これらの成果は、マイクロ波分野で最も権威あるIEEEの国際会議 IMS2016において発表した。さらに同線路を改良し、ビーム走査アンテナに適用した場合の動作検証を行っており、これについては論文投稿準備中である。
本研究で得られたもう一つの成果は、非相反性の新しい発現方法として線路の曲がりによる構造の非対称性を利用した方法を提案したことである。線路の曲がりと非対称なスタブの挿入を最適に組み合わせることにより、非相反性が大幅に増大することが理論および実験で確かめられた。この成果は2017年6月開催予定のIMS2017において発表する予定である。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] UCLA(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UCLA
  • [雑誌論文] Zeroth-order resonator with tunable reflectors based on nonreciprocal CRLH metamaterials2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kubo, T. Ueda, T. Itoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Computational Electromagnetics

      巻: - ページ: pp. 257-258

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of phase-shifting nonreciprocity in microstrip-line-based metamaterials with curvatures2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda, J. Yamauchi, Y. Kubo, T. Itoh
    • 雑誌名

      2017 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of dispersion-free phase-shifting nonreciprocity in composite right/left handed metamaterials2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda, K. Ninomiya, K. Yoshida, T. Itoh
    • 雑誌名

      2016 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/MWSYM.2016.7540269

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of bandwidth for low-profile omnidirectional zeroth-order resonant antennas2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda, K. Enomoto, M. Ikeda, Y. Sugimoto, H. Kuraoka, S. Koide
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2016 International Symposium on Antennas and Propagation

      巻: - ページ: pp. 18-19

    • 査読あり
  • [学会発表] 誘電体/磁性体による電磁メタマテリアルとその応用2017

    • 著者名/発表者名
      上田哲也
    • 学会等名
      ワイヤレス・テクノロジー・パーク2017
    • 発表場所
      東京ビックサイト
    • 年月日
      2017-05-24 – 2017-05-24
    • 招待講演
  • [学会発表] UHF帯における非相反メタマテリアルを用いた擬似進行波共振アンテナからの漏れ波放射2017

    • 著者名/発表者名
      久保雄暉, 上田哲也, 原 誠, 高橋康夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学天白キャンパス
    • 年月日
      2017-03-25 – 2017-03-25
  • [学会発表] メタマテリアル伝送線路の曲がりによる非相反性の増大2017

    • 著者名/発表者名
      山内淳司, 上田哲也, 久保雄暉, 二宮敬佑, 伊藤龍男
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学天白キャンパス
    • 年月日
      2017-03-25 – 2017-03-25
  • [学会発表] 2次元カイラルメタマテリアルに沿って伝搬する電磁波の非対称電磁界分布の観測2017

    • 著者名/発表者名
      久本伸之, 上田哲也, 澤田桂, 冨田知志
    • 学会等名
      日本物理学会講演概要集 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-17
  • [学会発表] 非相反メタマテリアルとその応用2016

    • 著者名/発表者名
      上田哲也
    • 学会等名
      第909回紫翠会講演
    • 発表場所
      関西電力本社 大阪
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 非相反メタマテリアルからなる擬似進行波共振アンテナのビームスクイント低減に関する実験2016

    • 著者名/発表者名
      久保雄暉, 二宮敬祐, 上田哲也, 伊藤龍男
    • 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
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-22
  • [学会発表] Dispersion engineering of nonreciprocal metamaterials and their applications to leaky wave antennas2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda and T. Itoh
    • 学会等名
      2016 URSI Asia-Pacific Radio Science Conference (URSI AP-RASC 2016)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-08-21 – 2016-08-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent progress on dispersion control of nonreciprocal CRLH metamaterials2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ueda
    • 学会等名
      The 1st 3A Metamaterials Forum
    • 発表場所
      Tohoku Univ., Sendai
    • 年月日
      2016-07-05 – 2016-07-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非相反CRLHメタマテリアルとアンテナ応用2016

    • 著者名/発表者名
      上田哲也
    • 学会等名
      輻射科学研究会
    • 発表場所
      京都大学 吉田キャンパス
    • 年月日
      2016-06-07 – 2016-06-07
  • [備考] 京都工芸繊維大学 研究者総覧

    • URL

      https://www.hyokadb.jim.kit.ac.jp/profile/ja.b3ba40709f764a8b320e6d3c65e2190d.html

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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