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2014 Fiscal Year Research-status Report

新たな反射性能を有するメタ・サーフェス設計法の確立と適用領域の開拓

Research Project

Project/Area Number 26420351
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

堀 俊和  福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10343188)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsメタ・サーフェス / 周波数選択板 / 偏波変換 / 反射位相 / 反射振幅 / 反射方向
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、反射位相を任意に制御できる人工媒質構造「メタ・サーフェス(meta-surface)」の設計・構成技術を確立するとともに、反射面における円偏波-直線偏波変換等の新たな反射性能を有する特異な反射面を実現し、適用領域の開拓を行うことである。初年度である平成26年度は、本研究を推進するための重要な要素技術である任意の反射位相を持つ有限構造メタ・サーフェスの設計法の確立、および円偏波-直線偏波変換反射板等の特異な反射面の設計法の確立を目途に研究を推進した。
研究においては、パッチ型、ループ型、およびループスロット型の周波数選択板(FSS)と地板から構成されるメタ・サーフェスを提案し、メタ・サーフェスの持つ基本特性を明らかにした。同時に、自然界には存在しない反射位相が0°となる完全磁気導体の実現の可能性についても明らかにした。さらに、任意の斜め入射波に対するメタ・サーフェスの反射特性についても特性把握を行った。これらの結果に基づいて、任意の反射性能(反射方向、反射位相、反射振幅)を持つメタ・サーフェスの設計法について検討を行い、実現の可能性を明らかにした。
また、メタ・サーフェスの構成要素である周波数選択板として、新たに2層構造の周波数選択板を提案し、反射性能を確認するとともに、ビーム走査を含めた新たな機能を有するメタ・サーフェスの実現の可能性を見出した。さらに、周波数のマルチバンド化についても検討し、用途に応じた新たなメタ・サーフェスの提案を行った。
これらの検討に基づいて、円偏波-直線偏波変換機能を有するメタ・サーフェスの提案を行い、偏波変換特性に加えて、使用可能な周波数帯域の広帯域化についても検討し、新たな機能を有するメタ・サーフェスの実現の可能性を明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究項目について精力的に研究推進し、後述の通り学術論文1件、国際会議9件、国内研究会6件の他、国内大会10件を加えた研究成果を得ている。
前項9に示した「研究実績の概要」に加えて、これらの研究成果(外部発表)からも明らかなように、新たな提案、新たな構成のメタ・サーフェスを創出しており、その実現の可能性を明らかにしていることから、予定通りの研究が進んでいると考えている。
今後、さらに新たな構成のメタ・サーフェスを創出するとともに、これらを用いた特異な反射面の設計法を確立し、適用領域の開拓を目指していく。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度から最終年度である平成28年度にかけては、平成26年度に設計法を確立した任意の反射性能を持つメタ・サーフェスおよび特異な反射面の設計法のより高度な設計法の確立を図る。また、適用可能対象が確定していないメタ・サーフェス技術の新たな適用領域の開拓の一環として、これらのメタ・サーフェスおよび特異な反射面の設計法に基づいて、アンテナ小形化及び高性能化技術を確立する。さらに、これらの技術の電波伝搬分野での適用領域の開拓を目指して、メタ・スペースを実現するための基礎検討を行い、メタ・サーフェスに要求される反射特性を明らかにするとともに、メタ・スペースの最適設計法の確立を行う。
具体的には、(a)特異な反射面を用いたアンテナの小形化技術の確立、(b)特異な反射面を用いたアンテナの高性能化技術の確立、(c)基本空間における反射波の位相制御の影響の解明、(d)メタ・サーフェスおよび特異な反射面を用いた位相制御方法と制御限界の確認、(e)メタ・サーフェスおよび特異な反射面を用いたメタ・スペースの最適設計法の確立を行っていく。

  • Research Products

    (16 results)

All 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 誘電体基板を用いた人工磁気導体の低姿勢設計と帯域特性2015

    • Author(s)
      村上靖宜・堀俊和・藤元美俊
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B

      Volume: J98-B Pages: 172-179

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 二層パッチ型反射角可変メタ・サーフェスの構成法2015

    • Author(s)
      久世竜司・堀俊和・藤元美俊
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      福井
    • Year and Date
      2015-03-19 – 2015-03-20
  • [Presentation] 気儘なアンテナ研究のターゲット ー広帯域・円偏波・高利得ー2015

    • Author(s)
      堀俊和
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      福井
    • Year and Date
      2015-03-19 – 2015-03-20
    • Invited
  • [Presentation] Filtering Characteristics of FSS for Realizing Perfect Magnetic Conductor without Frequency Dependence2015

    • Author(s)
      Kuse, R., Hori, T. and Fujimoto, M.
    • Organizer
      iWAT2015
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2015-03-04 – 2015-03-06
  • [Presentation] Bandwidth Characteristics of Printed Dipole Antenna with Artificial Magnetic Conductor Reflector2014

    • Author(s)
      Murakami, Y., Hori, T. and Fujimoto, M.
    • Organizer
      ISAP2014
    • Place of Presentation
      Kaohsiung, Taiwan
    • Year and Date
      2014-12-02 – 2014-12-05
  • [Presentation] Variable Reflection Angle Meta-surface using Double Layered Patch Type FSS2014

    • Author(s)
      Kuse, R., Hori, T. and Fujimoto, M.
    • Organizer
      ISAP2014
    • Place of Presentation
      Kaohsiung, Taiwan
    • Year and Date
      2014-12-02 – 2014-12-05
  • [Presentation] 完全磁気導体を実現するメタ・サーフェスの設計法2014

    • Author(s)
      久世竜司・堀俊和・藤元美俊
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-19
  • [Presentation] パッチ型とグリッド型FSSを用いた二層FSSのマルチバンド特性2014

    • Author(s)
      内田一寛・堀俊和・藤元美俊
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      下呂
    • Year and Date
      2014-07-24 – 2014-07-25
  • [Presentation] 完全磁気導体反射板付きダイポールアンテナの構成2014

    • Author(s)
      久世竜司・村上靖宜・堀俊和・藤元美俊・関卓也・佐藤啓介・大島一郎
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2014-05-29 – 2014-05-30
  • [Presentation] 偏波変換機能を有するパッチ型メタ・サーフェス2014

    • Author(s)
      神谷実咲・久世竜司・堀俊和・藤元美俊
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2014-05-29 – 2014-05-30
  • [Presentation] Equivalent Circuit Analysis for Alternated Double Layered Patch Type FSS with Dielectric Substrate2014

    • Author(s)
      Kuse, R., Hori, T., Fujimoto, M., Seki, T., Sato, K. and Oshima, I.
    • Organizer
      AWAP2014
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-05-14 – 2014-05-16
  • [Presentation] Filtering Characteristics of Double Layered FSS with Different Filtering Characteristics2014

    • Author(s)
      Uchida, K., Hori, T. and Fujimoto, M.
    • Organizer
      AWAP2014
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-05-14 – 2014-05-16
  • [Presentation] Gain Enhancement of Microstrip Antenna Using Frequensy Selective Surface2014

    • Author(s)
      Kakumoto, T., Kawakami, Y. and Hori, T.
    • Organizer
      AWAP2014
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-05-14 – 2014-05-16
  • [Presentation] Configuration of Meta-surface Reflector for Antenna Beam Steering2014

    • Author(s)
      Murakami, Y., Hori, T., Fujimoto, M. and Maruyama, T.
    • Organizer
      AWAP2014
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-05-14 – 2014-05-16
  • [Presentation] Patch Type Meta-surface with Polarization Conversion Function2014

    • Author(s)
      Kamiya, M., Kuse, R., Hori, T. and Fujimoto, M.
    • Organizer
      AWAP2014
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-05-14 – 2014-05-16
  • [Presentation] Configuration of Plane Reflector using Meta-surface2014

    • Author(s)
      Moriyama, K., Kuse, R., Hori, T. and Fujimoto, M.
    • Organizer
      AWAP2014
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-05-14 – 2014-05-16

URL: 

Published: 2016-05-27  

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