腕振りファントムを用いた動的電波伝搬特性の測定に関する研究

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厚生労働省の資料によると国民医療費は2025年に約50兆円になる見通しであると推計されており、その解決策として情報通信技術を活用したボディーエリアネットワーク(BAN)が挙げられる。その際、歩行時の移動や腕の振りによってアンテナ特性が変動することが分かっている。そこで、歩行時の様子を撮影して統計処理し、腕振りファントムの動作に反映させてアンテナ特性及び通信品位の解析を行うことを目的とした。まず、歩行時の様子を撮影して統計処理を行った。その結果、左右の腕の振り方には対称性が確認されたが、前後の腕の振り方には非対称性が確認され、前方向は平均値が約37度、後ろ方向は約-13度であることが分かった。腕の振り方は正弦波でモデル化できることが分かった。また、歩幅は平均値が約68cmであることも分かった。次に、統計データを腕振りファントムの動作に反映させてシャドウイングとマルチパスの練成解析を行った。その結果、従来モデルと統計データを基にしたモデルを比較することにより、腕によるシャドウイングの影響が大きく変化することが分かった。また、2本のダイポールアンテナを用いてダイバーシチを行う場合、アンテナの間隔を80度以上とすることで腕のシャドウイングによる効果を低減できることが分かった。最後に、BANファントムを用いて屋内伝搬環境下におけるKファクターの測定実験を行った。その結果、肩や胴体によるシャドウイングにより、直接波の受信量が変化し、Kファクターが8dB低下することが分かった。