人体の影響を低減することを目的とした自己適応型電力分配方式の広帯域設計法

摘要

近年，携帯端末の小型化，薄型化に伴い，人体を近傍に含む環境下での無線通信の利用が増加することが考えられる．小型化，薄型化された携帯端末は，携帯端末使用時に人体手部などを用いて保持するため，アンテナ極近傍に損失性媒質が配置された状態となり，アンテナの特性に影響を及ぼすことが考えられる．人体がアンテナに与える影響を低減する方法の一つとして，人体近接時にCSRR構造を用いたBPFの特性が変化することを利用した自己適応型電力分配方式が過去に提案されている．この方式の特徴として，センサなどの能動素子を用いずに，人体が近接したことを起因として電力分配比の変更が可能なことがあげられるが，その動作比帯域は4%であった．そこで本論文では，CSRR構造を利用したLPF及びHPFにより構成されるBPFを適用し，その設置位置を適切に選択することで自己適応型電力分配方式を広帯域化する方式を提案し，人体近接時における特性変化を計算した．さらに本方式を2分岐電力分配器に適用した試作と実験を行った結果，試作電力分配器の動作比帯域は30%となり，計算結果の妥当性を確認した．併せて，本方式を2素子並列給電方式に適用した試作を行い，放射効率評価のための実験も行っている．%Human hand affects radio-frequency devices such as built-in antennas when these devices are used by the human operator. To improve the total radiation efficiency of the antenna system covered by human hand, self-adaptive power divider configuration composed of two radiating elements combined with CSR.R filters was proposed and basic characteristics of the self-adaptive power divider were evaluated with experiments as well as with the FDTD simulations. While this proposed configuration enables to increase the radiation efficiency of the total antenna system by 26 %, the available relative bandwidth is less than 5 %• This paper describes an alternative new configuration for the self-adaptive power divider in order to expand the available relative bandwidth of the self-adaptive power divider. When one of the two radiating element is covered by a human equivalent phantom, the proposed configuration shows effective adaptive power shift from the covered radiating element to the uncovered radiating element. Also, it has been confirmed that the relative bandwidth of the fabricated antenna with the proposed new configuration exceeds 30 %, which is 5 times wider than the relative bandwidth of the previous configuration.