靜磁波共振器を用いたマイクロ波双異方性人工媒質に関する研究

前年度において、静磁波共振器の表面に金属電極を取り付けた粒子がBAP(双異方性粒子)として働くことを実験的、数値解析的に示した。本年度では、1.粒子単体の性質をより正確に明らかにする、2.基本粒子を多数個並べて双異方性人工媒質を構成しその特性を明らかにする、3.これらを人工媒質を用いたマイクロ波共振器・フィルタへの応用を試みる、の3点について研究を行った。各項目における主な成果は以下のとおりであり、結果は論文等にて発表した。1.静磁波共振器内部の不均一な直流磁場による強磁性共鳴スペクトルへの影響を明らかにし、この粒子の正確な共振特性の計算法を確立した。この計算法はより一般的な任意形状の静磁波共振器の解析法としても有効である。2.基本粒子を多数個並べた媒質を構成した。双異方性媒質の特徴を表す比誘電率、比透磁率の一般化された計算法および測定法を提案した。これにより、この様な構成の人工媒質で非常に高誘電率の媒質が得られる可能性を示した。3.人工媒質を用いたマイクロ波共振器を作製した。磁性を取り払った金属のみ、あるいは金属を取り払った誘電体のみによる基本粒子によっても人工媒質が構成できることを示した。金属を用いて試作した円筒共振器においては、共振モードの制御が可能となり、スプリアス特性が改善できることを示した。また誘電体を基本粒子とする人工媒質による円筒共振器に対してもスプリアス特性が改善できることを示すと共に、Q値が改善されることをも同時に示した。また、本双異方性媒質を用いた2段マイクロ波フィルタを試作し、人工媒質のマイクロ波応用への可能性を示した。以上の様に、人工媒質の基本特性を明らかにしその可能性を示すことができた。引き続きマイクロ波デバイスへの応用の研究を行っていきたい。

前年度において、静磁波共振器の表面に金属電極を取り付けた粒子がBAP(双異方性粒子)として働くことを実験的、数値解析的に示した。本年度では、1.粒子単体の性質をより正確に明らかにする、2.基本粒子を多数個並べて双異方性人工媒質を構成しその特性を明らかにする、3.これらを人工媒質を用いたマイクロ波共振器・フィルタへの応用を試みる、の3点について研究を行った。各項目における主な成果は以下のとおりであり、結果は論文等にて発表した。1.静磁波共振器内部の不均一な直流磁場による強磁性共鳴スペクトルへの影響を明らかにし、この粒子の正確な共振特性の計算法を確立した。この計算法はより一般的な任意形状の静磁波共振器の解析法としても有効である。2.基本粒子を多数個並べた媒質を構成した。双異方性媒質の特徴を表す比誘電率、比透磁率の一般化された計算法および測定法を提案した。これにより、この様な構成の人工媒質で非常に高誘電率の媒質が得られる可能性を示した。3.人工媒質を用いたマイクロ波共振器を作製した。磁性を取り払った金属のみ、あるいは金属を取り払った誘電体のみによる基本粒子によっても人工媒質が構成できることを示した。金属を用いて試作した円筒共振器においては、共振モードの制御が可能となり、スプリアス特性が改善できることを示した。また誘電体を基本粒子とする人工媒質による円筒共振器に対してもスプリアス特性が改善できることを示すと共に、Q値が改善されることをも同時に示した。また、本双異方性媒質を用いた2段マイクロ波フィルタを試作し、人工媒質のマイクロ波応用への可能性を示した。以上の様に、人工媒質の基本特性を明らかにしその可能性を示すことができた。引き続きマイクロ波デバイスへの応用の研究を行っていきたい。