測定物体が置かれたグランド板を有するモノポールアンテナの指向性測定に基づく電波伝搬環境構築のための複素誘電率推定法

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: CMN19001

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 通信研究会

発行日: 2019/01/24

タイトル(英語): A Complex Permittivity Estimation Method Based on Measuring the Radiation Pattern of a Monopole Antenna with a Material under Measurement on the Ground Plane

著者名: 武田 茂樹(茨城大学)

著者名(英語): shigeki takeda(Ibaraki University)

要約(日本語): センサ無線端末が埋め込まれる物体の媒質定数である複素誘電率を取得することは，無線機のアンテナを設計する際に非常に重要である．さらに，インフラ設備や建物の構造材料の誘電率などを測定することは，構造物の診断においても有効である．本論文では，モノポールアンテナ近傍のグランド板上に測定対象物を設置した際のアンテナ指向性変化を利用して，測定対象物の複素誘電率を推定する手法について提案する．推定精度の確認を目的に，提案手法によって推定された紙の複素誘電率は，共振器測定値と良く一致することを確認した．これにより，提案法の妥当性が確認できたため，複素誘電率が測定しにくいと考えられる，砂，水，及び煉瓦の複素誘電率を推定し，これらの結果についても報告する．

要約(英語): This letter presents a new complex permittivity value estimation method based on measuring the radiation pattern of a quarter wavelength monopole antenna. A material under measurement is placed on the ground plane of the monopole antenna, causing a radiation pattern change depending on a complex permittivity value, which consists of relative permittivity and loss tangent values. The measured radiation pattern is compared with parametrically simulated radiation patterns obtained by Finite Difference Time Domain analyses with respect to complex permittivity values. In this comparison, a mean square error criterion is employed. In the proposed method, the material under measurement is just placed on the ground plane, allowing nondestructive and contactless complex permittivity measurement. Furthermore, the proposed method makes it possible to measure complex permittivity values for powder and liquid materials. To confirm estimation accuracy of the proposed method, the complex permittivity value of a bundle of paper is measured; the estimated result is compared with that obtained by the cavity resonance method. The results agreed well,confirming the validity of the proposed method. The proposed method can also be used to validate measured values obtained by existing methods.

原稿種別: 英語

PDFファイルサイズ: 830 Kバイト