• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実施状況報告書

3次元超広帯域リフレクトアレーの設計法と3Dプリンタを用いた製作法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 26820137
研究機関東北大学

研究代表者

今野 佳祐  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20633374)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードリフレクトアレー / スーパーコンピュータ / 対数周期ダイポールアレー
研究実績の概要

まず、電磁界数値シミュレーション法の1つであるモーメント法を用いて、3次元リフレクトアレー素子の数値シミュレーションを行った。素子は対数周期ダイポールアレーを選択し、平面波をTM入射させたときの反射電界を数値シミュレーションした。数値シミュレーションを行った結果、反射電界の位相が素子サイズに対して概ね線形に変化することを確認した。また、RCS(Radar Cross Section)の数値シミュレーションを行い対数周期ダイポールアレー素子のRCSの3dB帯域幅が50%を超えることを確認した。したがって、対数周期ダイポールアレー素子から成るリフレクトアレーは、ある周波数で設計した時に、その周りの周波数でも広帯域に亘って動作することが確認できたと言える。
次に、大規模リフレクトアレーの高速設計法を構築した。配列に対する演算を一括して実行することができるベクトル型スーパーコンピュータと、行列方程式の解を反復処理で求めることのできる反復法を組み合わせ、高速化を図った。プログラムをチューニングし、99.5%以上のベクトル演算率を実現した。チューニングしたプログラムを東北大学サイバーサイエンスセンターのベクトル型スーパーコンピュータSX-9(8並列)で実行し、50×50素子の大規模リフレクトアレーを設計した。Intel Core i7 CPUで同様のプログラムを実行するのに要した時間と比較して、約1/100程度の計算時間で所望のリフレクトアレーが設計できた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画通り、初年度の目的である対数周期ダイポール素子の基本的な反射特性が確認できただけでなく、次年度に行う予定であった大規模リフレクトアレーの高速設計法の構築にまで至ったため。

今後の研究の推進方策

今後は、当初の予定通り、リフレクトアレーの最適化法に関する研究を遂行する。また、リフレクトアレー素子の試作法に関する研究を進めていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

謝金と計算機使用料の負担が予想を下回ったため、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度は計算および実験を遂行する予定なので、次年度使用額は計算機使用料、実験用消耗品および謝金等に充当する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] The Numerical Analysis of an Antenna near a Dielectric Object Using the Higher Order Characteristic Basis Function Method Combined with a Volume Integral Equation2014

    • 著者名/発表者名
      K. Konno and Q. Chen
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Commun.

      巻: E97-B, No. 10 ページ: 2066-2073

    • DOI

      10.1587/transcom.E97.B.2066

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Numerical Analysis of Planar Dipole Antennas in the Vicinity of Dielectric Object Using HO-CBFM2014

    • 著者名/発表者名
      K. Konno and Q. Chen
    • 学会等名
      ISAP
    • 発表場所
      台湾, 高雄
    • 年月日
      2014-12-02 – 2014-12-05
  • [学会発表] 対数周期ダイポールアレーの散乱特性に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      横川 佳, 今野 佳祐, 陳 強
    • 学会等名
      アンテナ・伝播研究会
    • 発表場所
      山形県米沢市山形大学米沢キャンパス
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
  • [学会発表] アレー給電による大規模な低姿勢リフレクトアレーの高利得化2014

    • 著者名/発表者名
      今野 佳祐, 陳 強
    • 学会等名
      アンテナ・伝播研究会
    • 発表場所
      山形県米沢市山形大学米沢キャンパス
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
  • [学会発表] CBFMを用いた大規模アレーアンテナの数値解析の高速化2014

    • 著者名/発表者名
      今野 佳祐, 陳 強
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      徳島県徳島市徳島大学常三島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi