Beyond 5Gの無線技術の基盤となるエンドファイアリフレクトアレーの創成

创建端射反射阵列，这将构成 Beyond 5G 无线技术的基础

基本信息

批准号：
22K04061
负责人：
今野佳祐
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04061/
关键词：
リフレクトアレーエンドファイアアレーモーメント法

项目摘要

今年度は，線状モノポールアンテナを用いたエンドファイアリフレクトアレーの設計を行った．まず，入射波の入射角度，素子間隔，およびビーム走査方向の関係を解析的に明らかにした．次に，所望の方向に主ビームを有するエンドファイアリフレクトアレーを設計し，電磁界数値解析法であるモーメント法を用いてその散乱パターンを明らかにした．その結果，解析的に明らかにした通り，入射角度に応じて適切な素子間隔を与えると，所望の方向へ主ビームが出ることが分かった．また，10 GHz帯において設計したエンドファイアリフレクトアレーを試作し，その散乱パターンを電波無響室で測定した．測定した散乱パターンは数値解析結果とよく一致しており，エンドファイアリフレクトアレーの有効性を実験的に明らかにした．これらの研究成果は大学院生との共同研究の成果であり，電子情報通信学会のアンテナ・伝播研究会の企業・学生セッションにて発表された．研究内容が高く評価され，当該大学院生が優秀ポスター発表賞を受賞するに至った．本研究の関連研究として，アンテナの効率的な数値解析法，電流分布推定法，およびアレーアンテナを用いた無線電力伝送法に関する研究を行った．これらの研究成果は学術論文にまとめられ，1件採録済み，2件は現在投稿中である．なお，アンテナの効率的な数値解析法に関する研究の一部は電子情報通信学会のアンテナ・伝播研究会のチュートリアル講演として発表された．このチュートリアル講演では，大規模な周期構造の数値解析法の利点や欠点など，関連研究の遂行に際して得られたノウハウが聴講者に共有された．

今年，我们使用线性单极天线设计了端射反射阵列。首先，我们分析阐明了入射波的入射角、元件间距和光束扫描方向之间的关系。接下来，我们设计了一个主波束位于所需方向的端射反射阵列，并使用矩量法（一种数值电磁场分析方法）阐明了其散射图案。结果，我们发现，如分析所示，通过根据入射角提供适当的元件间距，可以沿所需方向发射主光束。我们还原型设计了 10 GHz 频段的端射反射阵列，并在消声室中测量了其散射图案。测量的散射图案与数值分析结果非常吻合，并且通过实验阐明了端射反射阵列的有效性。这些研究成果是与研究生共同研究的成果，并在电子信息通信工程研究所天线与传播研究组的公司/学生会议上进行了展示。研究内容得到高度评价，该研究生荣获优秀墙报展示奖。作为与本研究相关的研究，我们对天线的有效数值分析方法、电流分布估计方法以及使用阵列天线的无线电力传输方法进行了研究。这些研究成果已总结为学术论文，一篇已被接受，两篇正在提交。天线高效数值分析方法的部分研究成果在电子信息通信工程研究所天线与传播研究组作为辅导讲座进行了介绍。在本次辅导讲座中，观众分享了从相关研究中获得的知识，例如大规模周期结构数值分析方法的优缺点。