A Theoretical Model of Radiation Mechanism of Small Antenna for Improving Reliability of IoT Devices

提高物联网设备可靠性的小天线辐射机制理论模型

基本信息

批准号：
21K14158
负责人：
藤田佳祐
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Maebashi Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では小形アンテナの近傍に存在する物体が与える影響に関する原因と対策について検討している．２０２２年度の研究では，小形アンテナの近傍にある物体を積極的に利用することによって性能を向上させる方法を中心に研究を行った．これまでに行ってきた研究では，小形アンテナにおいて帯域幅の低下を引き起こす原因である非常に強い近傍界の分布について，理論的な解明へ向けた一歩を踏み出すことができた．この近傍界は，アンテナの帯域幅を減少させるだけでなく，等価的な整合回路として帯域幅の増大にも複共振として利用できることが知られている．したがって，本課題で小形アンテナの典型モデルとして用いてきた球ヘリカルアンテナについて，近接物体の影響に伴う近傍界を積極的に利用して複共振を実現するための検討を行った．球ヘリカルアンテナの近傍界を利用した複共振アンテナを実現し，従来アンテナよりも大きな帯域幅が得られた．シミュレーションにおける電界分布によって，複共振を実現している近傍界は伝送線路内の電界分布として解釈が可能であることを示した．その結果，このアンテナの帯域幅はシミュレーション及び実験による結果はよく一致し，球ヘリカルアンテナに対する複共振の適用可能性を示すことができた．

在这个项目中，我们正在研究小型天线附近物体影响的原因和对策。在 2022 年的研究中，我们重点关注通过主动使用小型天线附近的物体来提高性能的方法。在我们迄今为止进行的研究中，我们在理论上阐明了极强近场的分布，这是小型天线带宽减少的原因。据了解，这种近场不仅可以作为多重谐振来减小天线带宽，而且可以作为等效匹配电路来增加带宽。因此，对于本项目中作为小型天线典型模型的球形螺旋天线，我们研究了如何通过主动利用附近物体影响产生的近场来实现多重谐振。我们利用球形螺旋天线的近场实现了多谐振天线，并获得了比传统天线更大的带宽。利用仿真中的电场分布，我们表明实现多重谐振的近场可以解释为传输线中的电场分布。结果发现，该天线的带宽与仿真和实验结果非常吻合，证明了多重谐振对球形螺旋天线的适用性。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Analysis on the Electric Near-field of Small Spherical Helix Antennas by Using the Spherical Wave Expansion of the Novel Thin-wire Model

利用新型细线模型的球面波展开分析小球形螺旋天线的电近场

DOI：
10.14923/transcomj.2022gwp0005
发表时间：
2023
期刊：
電子情報通信学会論文誌B 通信
影响因子：
0
作者：
藤田佳祐;野口啓介
通讯作者：
野口啓介

Analysis on Near Field of Spherical Helix Antennas with Vector Spherical Harmonics

矢量球谐函数球形螺旋天线近场分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Proc. of 3rd URSI Atlantic Radio Science Conference (URSI AT-AP-RASC)
影响因子：
0
作者：
Keisuke FUJITA;Takuma SHIMADA;風間勇希，渡邉翔一郎，日髙邦彦，宮武昌史;木下皓介，渡邉翔一郎，山口大助，望月駿登;Keisuke FUJITA
通讯作者：
Keisuke FUJITA

Significance of the Higher-order Modes to the Near-field Calculation of the Spherical Helix Antennas

高阶模态对球形螺旋天线近场计算的意义

DOI：
10.1109/apwc49427.2022.9899885
发表时间：
2022
期刊：
Proc. of 2022 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC)
影响因子：
0
作者：
藤田佳祐;野口啓介;渡邉翔一郎，土居真太朗，日髙邦彦;Keisuke FUJITA
通讯作者：
Keisuke FUJITA

Calculation of Q Factor for Spherical Helix Antennas

球形螺旋天线 Q 因子的计算