マイクロ波帯におけるベルトラミ場の研究

微波频段贝尔特拉米场研究

基本信息

批准号：
20J14118
负责人：
望月諒
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当該年度はベルトラミ場の理論及び実証実験系検討に関して以下の成果を挙げた．理論：当初の計画では，単一周波数マイクロ波を利用する分野へのベルトラミ場応用を想定していた．しかし通信等の分野では必ずしも使用電磁波の周波数が単一とは限らず，昨年度に導出した単一周波数ベルトラミ場の一般解はそれらの分野では直接的に利用できない．そのためベルトラミ場の応用可能性をさらに広げるために，任意の時間波形を持つベルトラミ場の検討が必要だと判断した．そこで当該年度は計画を変更し任意時間波形ベルトラミ場の一般解の導出に取り組んだ．単一周波数ベルトラミ場の解析に用いた空間ラプラス・フーリエ変換を応用した手法は，任意時間波形ベルトラミ場の非線形性のため当該年度の理論検討に用いることが困難であった．そのため，微分幾何学を用いた手法を新たに導入した．この手法でベルトラミ場を幾何学的に考察したところ，ベルトラミ場の一般解を特徴付ける量の等位面がいくつかの単純な形状にしか成り得ないことを発見した．この結果は任意時間波形ベルトラミ場の一般解を導出する上で有用だと考えられ意義深い．実証実験：本研究の目的の1つである閉空間ベルトラミ場の実証実験実施に必要不可欠な円筒空洞共振器の提案を行った．本共振器の内壁にはメタサーフェスを実装している．このメタサーフェスは周波数に依存せずにベルトラミ場を発生可能で画期的である．共振器長を適切に選択することで本共振器の最低次固有モードとしてベルトラミ定在波が閉じ込められることを数値シミュレーションで証明した．この結果は，本共振器に固有周波数の電磁波を入力すると自動的にベルトラミ定在波が発生することを意味する．したがって，本共振器の利用で閉じた空間内にベルトラミ場を発生させることが可能となり，ベルトラミ場実証実験実施に必要不可欠なベルトラミ場生成技術が完成したと言える．

在这个财政年度，关于贝尔德拉米纳领域理论和经验实验的研究，取得了以下结果。理论：最初的计划是使用单频微波炉将腰面现场应用应用于田野。但是，在诸如通信之类的领域中，所使用的电磁波的频率不一定是单个的，并且去年得出的单频贝层层层次磁场的一般解决方案不能直接在这些领域中使用。因此，我们认为有必要考虑具有任意时间波形的腰面化场，以进一步扩大腰面化场的应用。因此，该计划在财政年度发生了变化，我们致力于为任意时波腰面领域提供一般解决方案。由于任意时间波形腰面领域的非线性，使用用于分析单频倍链领域的空间拉普拉斯式转换的方法在本年度很难使用。因此，已经引入了一种使用微分几何形状的新方法。当我们使用此技术对Beltlam田地进行几何检查时，我们发现表征贝尔特兰场一般解决方案的量的等边平面只能将其分为几种简单的形状。该结果是有意义的，被认为在推导任意时间波形腰面领域的一般解决方案中很有用。演示实验：我们提出了一个圆柱腔谐振器，这对于进行封闭的空间腰面场的演示实验至关重要，这是本研究的目的之一。元面条安装在该谐振器的内壁上。该元表面是革命性的，允许在不依赖频率的情况下产生腰带场。数值模拟已经证明，通过适当选择谐振器长度，贝尔德兰的站立波被限制为该谐振器的最低阶征本。该结果意味着，当将固有频率的电磁波输入到谐振器中时，将自动生成站立的Beltrami波。因此，使用此谐振器，可以在封闭空间中产生腰面化场，可以说，对进行贝特拉姆化野外示范实验至关重要的腰面田间生成技术已经完成。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マイクロ波帯におけるベルトラミ場の理論的研究

微波频段贝尔特拉米场的理论研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Zhenyu Sun;Wenyang Li;Xiaobei Jing;Xu Yong;Yinlai Jiang and Hiroshi Yokoi;望月諒，篠原真毅，真田篤志
通讯作者：
望月諒，篠原真毅，真田篤志

Time-Harmonic Electromagnetic Fields with E||B Represented by Superposing Two Counter-Propagating Beltrami Fields

两个反向传播贝尔特拉米场叠加表示的时谐波电磁场 E||B

DOI：
10.2528/pierm21071603
发表时间：
2021
期刊：
Progress In Electromagnetics Research M
影响因子：
1
作者：
Ryo Mochizuki;Naoki Shinohara;and Atsushi Sanada
通讯作者：
and Atsushi Sanada

マイクロ波帯におけるベルトラミ場の研究

微波频段贝尔特拉米场研究

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kohei Kawaguchi;Rie Takei-Hoshi;Ikue Yoshikawa;Keiji Nishida;Makoto Kobayashi;Miyako Kusano;Yu Lu;Tohru Ariizumi;Hiroshi Ezura;Shungo Otagaki;Shogo Matsumoto;and Katsuhiro Shiratake;望月諒，篠原真毅，真田篤志
通讯作者：
望月諒，篠原真毅，真田篤志