内容説明
電磁界の性質やアンテナの基礎知識，およびメタマテリアルの構造や特性を理解し，初心者でもメタマテリアルアンテナの設計ができる内容となっている。また，メタサーフェスについては別途章を設け，その特徴と応用例を紹介。
目次
1．メタマテリアルとアンテナ
1.1 物質の巨視的電磁特性とメタマテリアル
1.1.1 構成方程式
1.1.2 メタマテリアル
1.2 メタマテリアル素材とその特性
1.2.1 実効誘電率・実効透磁率と等価回路
1.2.2 細線導体とスプリットリング共振器
1.2.3 格子構造体
1.2.4 誘電体共振器アレー
1.2.5 セラミックコンデンサ
1.2.6 電磁界解析とメタアトム
1.3 アンテナと基本定数
1.3.1 入力インピーダンス
1.3.2 指向性
1.3.3 利得
1.3.4 受信アンテナ
1.3.5 アンテナの回路論的取り扱い
1.4 メタマテリアルのアンテナ応用
1.4.1 レンズアンテナ
1.4.2 小形アンテナの限界
2．電磁界およびアンテナの基礎
2.1 基本電磁法則
2.1.1 マクスウェルの方程式
2.1.2 境界条件
2.1.3 エネルギー保存則とポインティングベクトル
2.1.4 波動方程式と放射条件
2.1.5 電磁ポテンシャル
2.1.6 電磁界の双対性
2.1.7 相反定理
2.1.8 相似の理
2.2 平面波
2.2.1 平面波の伝搬
2.2.2 偏波
2.2.3 平面波の反射と屈折
2.2.4 位相速度と群速度
2.3 表面波
2.3.1 境界に捕捉された表面波と漏れ波
2.3.2 ツェーネック波と表面プラズモンポラリトン
2.4 左手系媒質
2.4.1 ポインティングベクトル
2.4.2 分散性媒質のエントロピー条件
2.4.3 平板レンズ
2.4.4 漏れ波アンテナ
2.5 電磁波の放射と散乱
2.5.1 波動方程式の解
2.5.2 波動方程式の解表現と等価定理
2.5.3 遠方界
2.5.4 散乱と断面積
2.6 アンテナの基本特性
2.6.1 微小ダイポールアンテナ
2.6.2 微小ループアンテナ
2.6.3 アンテナのインピーダンス
2.6.4 指向性と指向性利得
2.6.5 アンテナの利得
2.6.6 放射効率
2.7 基本アンテナ
2.7.1 ダイポールアンテナ
2.7.2 モノポールアンテナ
2.7.3 ループアンテナ
2.7.4 マイクロストリップアンテナ
2.7.5 進行波形アンテナ
3．CRLH伝送線路
3.1 右手系伝送線路
3.1.1 伝送線路の種類とその特徴
3.1.2 TEM線路の電磁界と伝送線路方程式
3.1.3 回路論的伝送線路方程式
3.1.4 伝送線路と平面波のアナロジー
3.1.5 無損失伝送線路と基本定数
3.2 CRLH伝送線路
3.2.1 理想左手系伝送線路
3.2.2 右手左手系複合伝送線路
3.2.3 バランス型CRLH伝送線路
3.3 CRLH伝送線路と1次元メタマテリアル
3.3.1 周期回路網の分散関係式
3.3.2 T形CRLH等価回路
3.4 左手系素子の実装とその特性解析
3.4.1 回路素子の実装
3.4.2 回路パラメータの抽出
3.5 CRLH伝送線路の設計
3.5.1 準回路理論的設計
3.5.2 準電磁界理論的設計
3.5.3 設計フローチャート
3.6 2次元CRLH伝送線路
3.6.1 分散関係式
3.6.2 ブリルアンゾーンと分散特性
3.6.3 マッシュルーム構造の分散特性
4．メタマテリアルベースアンテナの設計
4.1 分散特性とアンテナ
4.2 アンテナの小形化とその設計事例
4.2.1 基本設計法
4.2.2 同軸モノポールアンテナ
4.2.3 平行2線型ダイポールアンテナ
4.2.4 マイクロストリップアンテナ
4.3 偏波制御とその設計事例
4.3.1 ループアンテナ
4.3.2 スパイラルアンテナ
4.4 ビーム走査と漏れ波アンテナの設計事例
4.4.1 漏れ波と右手・左手系放射
4.4.2 基本設計法
4.4.3 導波管スロットアレー漏れ波アンテナ
4.4.4 マイクロストリップ型漏れ波アンテナ
4.4.5 はしご型漏れ波アンテナ
4.4.6 マッシュルーム型漏れ波アンテナ
4.4.7 コプレーナストリップ漏れ波アンテナ
5．メタサーフェス
5.1 周波数選択板
5.1.1 動作原理
5.1.2 設計手順
5.2 自己補対メタサーフェス
5.3 リフレクトアレー
5.4 クローキング
5.4.1 リフレクトアレーによるイリュージョンクローキング
5.4.2 変換電磁気学
5.5 電波吸収板
5.5.1 FSS型ソールズベリー電波吸収体
5.5.2 マッシュルーム型電波吸収体
5.6 メタレドーム
5.7 人工磁気導体
5.7.1 AMCの実現例と設計法
5.7.2 アンテナの低姿勢化
5.8 メタサーフェス融合アンテナ
5.8.1 EBG特性を利用した表面波の低減
5.8.2 マイクロストリップアンテナの高利得化
5.8.3 アンテナ相互結合の低減
5.9 メタサーフェスの設計
付録A 物理定数と物質の電気定数
A.1 基本定数
A.2 物質の電気定数
付録B 導体ストリップと細線導体
B.1 無限長ストリップ導体の静電容量
B.1.1 無限長導体スリットの静電ポテンシャル
B.1.2 ストリップ導体間の静電容量
B.2 周期細線導体のインダクタンス
B.2.1 無限長導体アレー
B.2.2 有限長細線導体
B.3 マッシュルーム型EBG
付録C 2端子対回路網
C.1 集中定数回路
C.1.1 インピーダンス行列とアドミタンス行列
C.1.2 縦続行列
C.1.3 行列間の関係
C.1.4 等価回路変換
C.1.5 散乱行列
C.2 分布定数線路
C.2.1 Z行列
C.2.2 F行列
C.2.3 S行列
付録D ベクトル公式
D.1 座標系と単位ベクトル
D.2 ベクトルの積
D.3 微分公式
D.4 積分公式
D.4.1 体積積分と面積分
D.4.2 面積分と線積分
D.4.3 グリーンの定理
付録E 数値積分
引用・参考文献
索引
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