Research Projects

Apr, 2015 - Mar, 2020

高精度電磁場解析統合システムによるミリ波伝送機器損失評価と最適化

日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  • 中村 浩章
  • ,
  • 田村 祐一
  • ,
  • 久保 伸

Grant number
15K06650
Grant amount
(Total)
4,680,000 Japanese Yen
(Direct funding)
3,600,000 Japanese Yen
(Indirect funding)
1,080,000 Japanese Yen

前年度行っていたタングステンファズ構造を模した凸凹構造・バブル構造をターゲットとし、平面波を照射するFDTDシミュレーションでは、タングステン中でのジュール加熱を求めるアルゴリズムが不完全であった。FDTDする際に必要なYee格子では、計算に用いる電場磁場はxyz成分ごとに違う場所に位置するが、その場所でのジュール熱を求めるという素朴な手法を用いることで精度がよくなった。この改良手法を用いて、凸凹の場合、さらには、実際のタングステンファズ構造での電磁波応答シミュレーションをすることができた。結果として、タングステンの表面の凸凹度合いが強くなればなるほど、電磁波の吸収が進むことが分かった。さらに、凹の構造より、凸の構造の方が電磁波の吸収が強くなることが分かった。これは、ナノ構造の柱に囲まれた領域に電磁波が閉じ込められそこで電磁波の強度が増強されるためである。ゆえに、同じ表面積でも、構造によっては、吸収率が変わることも見出すことができた。
さらに、導波管中の電磁波伝搬については、これまではTEモードもしくはTMモードの電磁波入射を行ってきた。今年度新たな試みとして、電磁波の持つ角運動量について着目した。結果として、まずは矩形導波管中での各電磁波伝搬モードのある断面での総角運動量を求めゼロになることを解析的に示すことができた。一方、円筒導波管では、総角運動量が有限になることを、系の対称性から議論できた。

ID information
  • Grant number : 15K06650