Development of functional periodic structures with frequency selective characteristic and its application to medical electromagnetic environments

具有频率选择特性的功能周期结构的研制及其在医疗电磁环境中的应用

基本信息

批准号：
20K04623
负责人：
工藤孝人
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Oita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

１．複数層のFSSによる電磁波の帯域的遮へい特性に関する計算機シミュレーション（工藤）：　令和３年度に引き続き，複数層のFSS（Frequency Selective Surface）による電磁波の帯域的遮へい特性に関し，FDTD（Finite-Difference Time-Domain）法に基づく３次元計算機シミュレーションを鋭意実施した．周波数特性及び空間特性のデータを通じ，５Ｇ通信の主要な周波数帯である3.4～4.6GHzの電磁波を効果的に遮へい可能であることを明らかにした．FSSと非金属周期構造を組み合わせた構造体による遮へい特性に関しても同様に検討したが，有用なデータを取得するに至らなかった．２．シミュレーション結果の可視化技法の改良（工藤，花田）：　令和３年度に引き続き，FDTD法とJava3Dを用いて電磁波諸現象を擬似３次元空間で動画化（時間経過表現及び視点回転表現）する手法を改良することに成功した．この成果により，計算機シミュレーションの有用性及び医療機関における帯域的電磁波遮へいの重要性をより効果的に可視化することが可能となった．３．遮へい構造体の試作と特性評価（工藤，花田）：　コロナ禍の影響で専門業者との打合せが進まず，試作と特性評価の実施を断念した．研究計画調書の「研究が当初計画どおりに進まないときの対応」に記載した内容に従い，計算機シミュレーションに重点をおいて研究を遂行した．４．医療機関における活用方法の検討（工藤，花田）：　令和３年度に引き続き，医療機関における無線通信と有線通信の効率的な併用，及び医療電磁環境における電磁波遮へい材の具体的な活用指針について検討した．５．研究成果の発表（工藤，花田）：　上に述べた１～４の研究成果について国際会議論文１編，国内講演論文６編を発表した．また，雑誌論文１編が査読中である．

1.利用多层FSS（Kudo）对电磁波的频带屏蔽特性进行计算机模拟：从2021年开始，我们对多层FSS（频率选择表面）的电磁波频带屏蔽特性进行了计算机模拟。我们基于域方法进行了三维计算机模拟。通过频率特性和空间特性的数据表明，可以有效屏蔽3.4至4.6GHz频段的电磁波，该频段是5G通信的主要频段。对FSS与非金属周期性结构相结合的结构的屏蔽性能进行了类似的研究，但未能获得有用的数据。 2.模拟结果可视化技术的改进（Kudo、Hanada）：从 2021 年开始，我们开发了一种使用 FDTD 方法和 Java3D 在伪三维空间中对电磁波现象进行动画处理的方法（时间推移表达式和视点旋转表达式）。我们成功地改进了它。这一结果使人们能够更有效地认识计算机模拟的有用性以及医疗机构中宽带电磁屏蔽的重要性。 3.屏蔽结构的原型制作和性能评估（工藤、花田）：由于冠状病毒大流行的影响，与专业公司的会议没有进展，因此我们放弃了原型制作和性能评估。我们按照研究计划文件“当研究没有按原计划进行时该怎么办”中描述的内容，以计算机模拟为重点进行了研究。 4.考虑医疗机构中的使用方法（工藤，花田）：从2021财年开始，研究了医疗机构中无线通信和有线通信的有效组合，以及医疗电磁环境中电磁屏蔽材料使用的具体指南。 5.研究成果发表（工藤、花田）：针对上述研究结果1～4，发表了1篇国际会议论文和6篇国内讲座论文。此外，一篇期刊文章目前正在接受同行评审。

项目成果

期刊论文数量（25）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

２層の正方環型FSSを用いた帯域選択的電磁波遮へいに関する３次元数値解析

两层方环型FSS选带电磁波屏蔽的三维数值分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松原敏樹;小林竜大;後藤颯汰;藤井成弥;中島幸寛;平野颯涼;ニラウラマダン;安田和人;柳井友徳，工藤孝人
通讯作者：
柳井友徳，工藤孝人

医療機関での無線通信の活用と課題

无线通信在医疗机构中的利用和挑战

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
F. Kuwashima;M. Jarrahi;S. Cakmakyapan;T. Shirao;K. Iwao;K. Kurihara;O. Morikawa;H. Kitahara;T. Furuya;K. Wada;M. Nakajima;M. Tani;花田英輔
通讯作者：
花田英輔

FSSと誘電体周期構造の組合せによる帯域的電磁波遮へいに関する３次元数値解析

FSS与介质周期结构相结合的带状电磁波屏蔽三维数值分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takumi Hinata;Yoshiki Hayama;Naoki Sawayanagi;Tasuku Touma;Katsumi Nakatsuhara;Masayuki Takeda;Takeshi Nishizawa;河野誠太，工藤孝人
通讯作者：
河野誠太，工藤孝人

Future prospects for voice communication in the field of clinical medicine

语音通信在临床医学领域的未来前景