Establishment and Application of Scientific Theory of Electromagnetic Wave Control by Infinite Wavelengths

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本研究課題の目的は：①透磁率と誘電率を同時に制御できる波長無限大構造の解明，さらにこの構造中での電波の振る舞いを明らかにする．②波長無限大構造の作製・測定手法の開発，③波長無限大構造による電波放射制御方法の解明，を行い電波の緻密な放射制御を実現する事である．3年間の研究期間の1年目である今年は，上記①を実施し下記業績を得た．まず，上記①を遂行するために本研究課題ではシミュレーションによる論理的な手法を多用する事としていた．そこで今年度は，研究代表者（有馬卓司）が所有する，シミュレーション技術を多用した．特に研究代表者は時間領域の電磁界解析技術特にFDTD法について，卓越した解析技術を有する．今年度は，上記①を達成するべく，FDTD法をメタマテリアルに適応させることに注力しいくつかの成果を上げている．まず，FDTD法については，低周波数帯の解析を可能にしている．特にMHzオーダーの解析を行った．本研究の目的は低周波数などの波長が長い現象に対して，ごく小さなアンテナを作成する事であるので開発した手法は有用であると考える．さらに，①で開発した手法はいわゆる電磁界解法であり計算時間が比較的長くなる．そこで，簡易かつ高速に解析できる手法として等価回路モデルの開発も成功している．等価回路モデルを用いて，周波数選択版やラゾーバと呼ばれる，ある周波数では電波を透過し，異なる周波数では，電波を吸収する特性を有する構造の開発にも成功した．ラゾーバ構造は，透過型の周波数選択版と，吸収特性を示す吸収板を適切に組み合わせる事で開発を行った．その結果，ラゾーバにおいてはある条件で入射角度に対して共振周波数がほぼ変化しない構造の開発を行った．これら成果は，電子情報通信学会の研究会や総合大会で報告している．今後これら成果を国際会議や論文を通して発表する予定である．