メタ媒質の研究及びマイクロ波デバイスに関するその応用

超介质研究及其在微波器件中的应用

• 批准号: 05F05085
• 负责人: 久保 洋
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05085/
• 关键词: 人工媒質; 人工誘電体; 人工磁性体; インピーダンス整合; 異方性; スプリアス特性

まずメタ媒質として人工磁性体を検討し,2つの平行導体板で構成される人工磁性体粒子の動作原理を明らかにし,またその特性をマイクロ波帯線路を使ったモデルで定式化した.この粒子は1枚の母材となる基板の上に作製され,入射電磁波に対して壁を構成するのに適した構造をもっている.このため従来知られている構造の粒子よりも薄い板状の媒質を簡単に作製できるという特徴を持つ.この磁性体粒子の小型化の手段,そして高い等価透磁率が線路としてモデル化したときの特性インピーダンスを下げることで実現できることを示した.次に人工磁性体と人工誘電体を組み合わせることで媒質のインピーダンスを設計することを検討した.具体的には高誘電率媒質の表面に空気との間のインピーダンスを整合する薄い人工媒質層を作ることを考えた.誘電体を利用しただけでの整合層では1/4波長の厚さが必要であるが,誘電率と透磁率の比が条件を満たし,その透磁率を上げることで薄くすることが可能になる.大きな透磁率は粒子の共振現象を利用して得られるため透磁率に周波数特性が見られる.このため整合できる帯域は広くはなく5GHz帯において50MHzであるが誘電率10.2の媒質に平面波が入射したとき,反射係数を-10dB以下に抑えることができた.最後に直角座標系における異方性スラブ状媒質を考え,これを波の進行方向に間隔をおいて複数個並べたときの反射特性を解析的に求めた.その結果,媒質定数を選ぶことで反射特性の帯域が変わることが示された.これは媒質定数が異方性を持つことを考えると偏波依存性を持つ空間フィルタへつながるものである.

首先，检查了人造磁性物质作为元媒体，并阐明了由两个平行导体板组成的人造磁性颗粒的工作原理，并使用微波带线使用模型制定了这些材料的性能。这些颗粒是在基板上制造的，该基材是一种基板，具有适合形成入射电磁波壁的结构。因此，它具有制作薄板状培养基的特征，而不是传统已知的结构。已经表明，这种磁性颗粒微型化的方法和高等效的渗透性可以通过降低作为线路建模时的特征阻抗来实现。接下来，我们通过组合人造磁性材料和人造介电来研究介质的设计。具体而言，我们考虑了创建一个薄的人造培养基层，该层与高丝体构成培养基表面的空气之间的阻抗相匹配。使用介电材料的匹配层需要1/4波长的厚度，但是介电常数与磁渗透性之比满足了条件，并且通过增加磁渗透性，可以使其更薄。通过利用颗粒的共振现象获得较大的渗透性，因此可以看到磁渗透性的频率特性。因此，匹配带不宽，但在5GHz频段中为50MHz，但是当平面波进入介电常数为10.2的介质时，反射系数可以保持在-10dB以下。最后，考虑到垂直坐标系中的各向异性平板样培养基，我们分析了反射特性时，当这些特性以波浪行进的方向为间隔排列时。结果，结果表明，反射特性频带通过选择培养基常数而变化。考虑到培养基常数具有各向异性，这导致具有极化依赖性的空间滤波器。

项目成果

Improvement of Characteristics of Dielectric Circular Resonator

介质环形谐振器特性的改进

• 发表时间: 2006
• 期刊: 2006 European Microwave Conference Proceedings (CD-ROM)
• 作者: Bechtoula H.;Masanobu S.;Kono S.;Watanabe F.;Achmad Munir
• 通讯作者: Achmad Munir

Analysis of Resonant Frequency and Coupling Coefficient for Artificial Dielectric Circular Resonators with an Anisotropic Permittivity

介电常数各向异性人工介质圆形谐振器的谐振频率和耦合系数分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: 2005 International Symposium on Antennas and Propagation Proceedings
• 作者: Bechtoula H.;Masanobu S.;Kono S.;Watanabe F.;Achmad Munir;Hiroshi Kubo;Achmad Munir;Achmad Munir;Achmad Munir;Achmad Munir;Achmad Munir
• 通讯作者: Achmad Munir

Improvement of Spurious Property of a Circular Waveguide-Type Resonator Based on Artificial Dielectric

基于人工电介质的圆形波导型谐振器杂散特性的改进

• 发表时间: 2006
• 期刊: 2006電子情報通信学会総合大会講演論文集
• 作者: Bechtoula H.;Masanobu S.;Kono S.;Watanabe F.;Achmad Munir;Hiroshi Kubo;Achmad Munir;Achmad Munir
• 通讯作者: Achmad Munir

Artificial Dielectric Circular Resonator with Novel Anisotropic Permittivity and Its Spurious Property Control

新型各向异性介电常数人工电介质圆形谐振器及其寄生特性控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: 17th International Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility Proceeding
• 作者: Bechtoula H.;Masanobu S.;Kono S.;Watanabe F.;Achmad Munir;Hiroshi Kubo;Achmad Munir;Achmad Munir;Achmad Munir
• 通讯作者: Achmad Munir

Study of Artificial Dielectric Resonator with Anisotropic Permittivity Encapsulated in a Circular Waveguide and Its Filter Application

圆形波导封装介电常数各向异性人工介质谐振器及其滤波器应用研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 2005 Asia-Pasific Microwave Conference Proceedings
• 作者: Bechtoula H.;Masanobu S.;Kono S.;Watanabe F.;Achmad Munir;Hiroshi Kubo;Achmad Munir;Achmad Munir;Achmad Munir;Achmad Munir
• 通讯作者: Achmad Munir