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

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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．