Thesis or Dissertation 基板裏面開口による超広帯域平面アンテナの研究

塚本, 寛也  ,  ツカモト, ヒロヤ

pp.1 - 74 , 2015-03-25 , The University of Electro-Communications
Description
近年,ICT(Information and Communications Technology)の発展に伴い,無線通信の研究が盛んに行われている.特に,近年の無線通信端末は複数の周波数帯を用いて通信を行う機器が多い.そのため,複数の周波数帯を包含する広帯域アンテナが望まれている.さらに,通信デバイスの小型化も著しく,小型・軽量で広帯域なアンテナが強く望まれている. 平面,小型,超広帯域,安定した利得特性を有するアンテナとして,基板裏面開口による超広帯域アンテナが提案されている.このアンテナはマイクロストリップパッチアンテナの裏面導体を一部除去し,表面パッチ部と開口したグランド導体との間に適度な結合を持たせることにより,数オクターブの超広帯域特性を実現した.しかし,このアンテナの超広帯域動作原理は,まだ十分に解明するに至っていない. 本研究の目的は,本アンテナの動作原理の解明である.アンテナの構造パラメータを変化させ,シミュレーションを繰り返すパラメータスタディを行うことにより,各パラメータがアンテナ特性に与える影響を明確にした.また,アンテナパッチ及び裏面開口したグランド導体における電流分布を解析し,アンテナ放射パターン・利得特性との関連を明らかにした.さらに,アンテナの等価回路モデルを立て,アンテナ構造パラメータとの関連付けを行った.これらの結果より,アンテナの反射特性の谷とアンテナ寸法との規則性,アンテナ動作周波数の下限と上限を規定する要因など,アンテナの特性及び動作原理に一定の解釈を与えることが出来た.等価回路モデルにより本アンテナの広帯域動作原理の一部であるアンテナの共振条件および結合条件について部分的に解明した.また,先行研究では検証されていなかったグランド面積に関する考察を行い,広帯域特性とアンテナの開口構造との依存性を明らかにした.本アンテナは平面,小型,超広帯域,安定した利得特性といった優れた特性を持っているので,本アンテナの動作原理の解明は大変有意義である.

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