研究者業績

高橋 応明

タカハシ マサハル  (Masaharu Takahashi)

基本情報

所属
千葉大学 フロンティア医工学センター 准教授
学位
博士(工学)(1994年3月 東京工業大学)
Ph.D.(東京工業大学)

J-GLOBAL ID
200901040108092262
researchmap会員ID
1000169309

外部リンク


論文

 179
  • Daiki NOMURA, Ryota AKINO, Matthew CORKILL, Keizo HIRANO, Akihide KASAI, Seiji KATAKURA, Yusuke KAWAGUCHI, Tatsuya KAWAKAMI, Riri KIMURA, Delphine LANNUZEL, Ryosuke MAKABE, Mirai MATSUURA, Kohei MATSUNO, Klaus MEINERS, Keizo NAGASAKI, Yuichi NOSAKA, Nana SAMORI, Shinnosuke SAKAYA, Eun Yae SON, Ryotaro SUGA, Yumi SUNAKAWA, Keigo D. TAKAHASHI, Masaharu TAKAHASHI, Yuka TAKEDA, Takenobu TOYOTA, Manami TOZAWA, Pat WONGPAN, Hiroshi YOSHIDA, Kazuhiro YOSHIDA, Masaki YOSHIMURA
    Bulletin of Glaciological Research 42 19-37 2024年6月  査読有り
  • Shinnosuke Sakaya, Masaharu Takahashi
    IEICE Communications Express 13(6) 168-171 2024年6月  査読有り最終著者責任著者
  • Ngu War Hlaing, Kamilia Kamardin, Yoshihide Yamada, Takuji Arima, Masaharu Takahashi, Naobumi Michishita
    IEEE Open Journal of Antennas and Propagation 5(2) 340-535 2024年4月  査読有り
    Meander Line Antenna (MLA) is widely employed in compact electronic devices, such as cellular phones and WLAN terminals, owing to its electrically small size. To facilitate practical antenna design, essential equations encompassing self-resonant structure, input resistance, antenna efficiency, and Q factor have been systematically developed. However, the prior self-resonant equations included only inductive reactance (XC), neglecting the capacitive reactance (XD) equation. This manuscript addresses this gap by introducing new design equations, presenting a newly derived XD equation and an improved Q factor expression. The inadequacies of the existing Q factor equation, reliant on the radius of a sphere encompassing the antenna, are addressed by proposing a more fitting expression that incorporates antenna structural parameters using the ratio of reactance to resistance. The overview of existing design equations sets the stage for the introduction of these newly developed equations. To assess the accuracy of electromagnetic (EM) simulation results, a comparative analysis is conducted between simulated and theoretically calculated input resistance values. The derivation of new reactance equations involves the development of XC equations based on electromagnetic theory. The XD equation is established by deriving the stored charge equation from electrical near-field distributions obtained through EM simulations. By applying the relationship between charge and capacitance, a new XD equation is obtained. Subsequently, a new self-resonant equation is derived, and the validity of the newly derived equations is confirmed through EM simulation results, ensuring their accuracy. Two MLA prototypes, with lengths of 0.05 and 0.1 wavelengths at 405 MHz, are fabricated and experimentally validated. Smith chart measurements confirm the self-resonant condition and input resistance. By correlating with the VSWR characteristics, the obtained Q factor of approximately 100 aligns successfully with the results from the reactance equation. The antenna gain is verified at -7.7 dBi and -3.5 dBi for antennas with lengths of 0.05 and 0.1 wavelengths, respectively. These findings establish the practical applicability of the proposed equations for antenna design and elucidate the performance of practical antennas.
  • Tomoki CHIBA, Yusuke ASANO, Masaharu TAKAHASHI
    IEICE Transactions on Communications E107-B(1) 206-213 2024年1月1日  査読有り最終著者責任著者

MISC

 633
  • 吉家 雅人, 高橋 応明, 安部 實
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1995(1) 85-85 1995年3月27日  
    円偏波用ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)は、衛星放送受信を目的とした平面アンテナである。現在市販のRLSAはビーム方向が正面であるが、アンテナのビーム方向を傾けることができれば取り付け角度を小さくでき、屋根や建物の壁面に設置できる。本報告ではスロットペアの解析をチルト方向に垂直な面を仮定することで求め、大幅な計算時間短縮が実現できたことを報告する。またそれらを実際にアンテナ上に配置する手順を示す。
  • 大竹 朗, 高橋 応明, 安部 實, 関口 利男
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 94(396) 23-28 1994年12月15日  
    信号の周波数を逓倍すると信号間の位相差も逓倍される。この原理を受信用アレーアンテナに応用すればアンテナ素子の間隔を縮小でき、短波帯でのアレーアンテナの小形化に有効である。本報告では、周波数逓倍回路にPLL(Phase Locked Loop)を用いた2素子及び4素子アレーアンテナが、それぞれ9.6%、6.4%にまで小形化でき、周波数変動に対してその指向性の変化は少ないことを示す。また、相互結合を考慮した指向性の計算値は、無限導体板上に置かれたモノポールアレーについて起電力法及びモーメント法を用いて行い、測定値とほぼ一致した。
  • 上野 正男, 細野 誠司, 高橋 応明, 広川 二郎, 安藤 真, 後藤 尚久
    電子情報通信学会秋季大会講演論文集 1994(1) 110-110 1994年9月26日  
    ラジアルラインスロットアンテナ(以下RLSA)は衛星放送受信を目的とした高性能平面アンテナである。現在、周波数12GHz、40cmφ〜60cmφで80%を越える高効率のRLSAが実現されているが、より小さな口径では、80%を越える高効率を実現するのは難しい。その理由として、導波路終端郎の損失と開口面電磁界分布の非軸対称性が指摘されている。これらの問題点を解決するために、終端整合素子によって終端電力を放射すると同時にスロットを同心円配列にする同心円素子配列RLSA(CA-RLSA)が提案されている。本報告はCA-RLSAのスロット設計について述べたものである。
  • 山本 哲也, 高橋 応明, 安藤 真, 後藤 尚久
    電子情報通信学会秋季大会講演論文集 1994(1) 112-112 1994年9月26日  
    A radial line slot antenna is a slotted waveguide planar array for DBS reception. The authors proposed a wide-band radial he slot antenna(WB-RLSA) which halves the waveguide length and widens the frequency bandwidth. However, it suffers from blocking without slots above which occupies about 4% on the aperture, associated with the spiral arrangement of the array. For the further enhancement of antenna efficiency, it can be the difficulties. Another application for plasma excitation also requires highest degree of uniformity of aperture field distribution. Elimination of blocking is important in the above respects. This paper presents the WB-RLSA with a concentric array configuration. It is also one of the advantages that matching slots can be applied easily in the antenna.
  • 高橋 応明, 安部 賓, 鈴本 正則, 吉本 尚志, 吉田 八寿彦
    電子情報通信学会秋季大会講演論文集 1994(1) 120-120 1994年9月26日  
    ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)は、高能率平面アンテナである。すでに右旋円偏波を用いた日本の衛星放送受信用のアンテナは実用化されている。北米での衛星放送受信用アンテナとしては、周波数12.2〜12.7GHz、右旋(RHCP)・左旋(LHCP)の両円偏波が受信でき利得33.5dBiが必要である。既に偏波共用RLSAを提案し、開口径55cmのアンテナで帯域端利得33.5dBi、ピーク効率60%以上を実現している。今回は、開口分布を制御しサイドローブを抑圧する方法を示す。
  • 上野 正男, 細野 誠司, 高橋 応明, 広川 二郎, 安藤 真, 後藤 尚久
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 94(139) 17-22 1994年7月14日  
    ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)は衛星放送受信用を目的として開発された高能率薄型平面アンテナである。効率をさらに向上するには、終端電力を利用する終端整合素子が必要であり、終端整合素子を有効に動作させるためにはアンテナ開口電磁界分布の軸対称性を改善することが重要である。この2つの問題を解決するために同心円素子配列RLSA(CA-RLSA)が提案されている。本報告は、終端整合素子を含めたCA-RLSAのスロット設計について述べたものである。実際に、開口径24cmのスロット板を試作し、回転電磁界給電回路と組み合わせてアンテナを構成、利得を測定した結果、ピーク利得27.8dBi、効率68%が得られた。
  • 山本 哲也, 高橋 応明, 安藤 真, 後藤 尚久
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 94(10) 29-35 1994年4月21日  
    ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)は衛星放送受信用に開発された平面アンテナである。給電回路に導波管を用いているため、他の形式の平面アンテナと異なり低損失であり、大口径でも高能率である。現在、開口径60cmの一層構造RLSAは効率87%を実現している。しかしながら、このアンテナは、進行波によりスロットを励振しているため、大口径では長線路効果により帯域が制限されてしまう。本論文では、給電構造に改善を加え、線路長を短くした新しいタイプの広帯域RLSAに関して、その設計法及び特性について述べる。このアンテナによって、帯域が広がることが、実験により確認された。
  • 植木 宣浩, 高橋 応明, 安藤 真, 後藤 尚久
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 94(10) 37-44 1994年4月21日  
    ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)は衛星放送受信を目的とした高能率平面アンテナである。従来のRLSAは正面方向に電波を放射するアンテナであるが、ビームチルトができれば色々な用途が考えられる。RLSAは多モード導波管を用いた進行波型アンテナであるためビームチルトにあたりスロットからの反射を抑圧する必要がある。本報告ではビームチルト型RLSAの設計法を示すものである。チルト方向へ円偏波を放射し反射を抑圧するようなスロットペアを解析により求め、アンテナの設計手順を示す。チルト角10度の1層構造RLSAを試作し、実験によりその諸特性を確認した。その結果、ピーク利得35.4dBi,開口効率64%を実現できた。
  • T YAMAMOTO, M TAKAHASHI, M ANDO, N GOTO
    IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM 1994, VOLS I-III 3 2204-2207 1994年  査読有り
    A Wide Band Radial Line Slot Antenna (WB-RLSA) is proposed, which utilizes a novel feed configuration to enhance frequency bandwidth. The band-edge gain enhancement due to the power divider becomes apparent experimentally. Experiments verify these findings. The antenna gain of about 33.7 dBi is achieved at 800 MHz band and 35.5 dBi at peak frequency for model antenna. The inconsistency of aperture illumination around ρmid because of the hiatus on the slot configuration should be decreased in future investigation.
  • M TAKAHASHI, M ANDO, N GOTO, M KSUZUKI, Y OKAZAKI, T YOSHIMOTO, Y YOSHIDA, Y NUMANO
    IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM 1994, VOLS I-III 2 806-809 1994年  
    The feasibility of dual circularly polarized RLSAs proposed for DBS subscriber antennas is demonstrated in this note. An array having a 0.55 m diameter is generated and the antenna gain of more than 35.5 dBi is measured in both polarization at the edge of DBS frequency range. The obtained peak efficiency at the center frequency is 70%.
  • Takahashi, Masaharu, Ando, Makoto, Goto, Naohisa
    IEICE Transactions on Communications E77-B(10) 1994年  
  • 植木 宣浩, 高橋 応明, 安藤 真, 後藤 尚久
    電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 93(129) 7-11 1993年7月8日  
    ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)は衛星放送受信を目的とした高能率平面アンテである。従来のRLSAは正面方向に電波を放射するアンテナであるが、ビームチルトができればいろいろの用途が考えられる。RLSAは多モード導波管を用いた進行波型アンテナであるためビームチルトにあたりスロットからの反射を抑圧する必要がある。本報告ではビームチルト型RLSAの設計法を示すものである。チルト方向へ円偏波を放射し反射を抑圧するようなスロットペアを解析により求め、アンテナの設計手順を示す。チルト角10度の2層構造RLSAを試作し、実験によりその諸特性を確認した。その結果アンテナ全体の軸比が約1dBとなり、また良好な反射特性が得られた。
  • 高田 潤一, 高橋 応明, 安藤 真, 後藤 尚久
    電子情報通信学会論文誌. B-II, 通信II-無線通信・無線応用 = The transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 76(2) 96-104 1993年2月25日  
    ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)で所望の励振分布を実現するためには,各スロットセットの結合量・管内波長・放射位相を正確に評価する必要がある.更に,直線偏波RLSAのように反射特性が悪いスロットセットでは,所望の進行波動作を実現するためにスロットセット単体の反射を十分小さくする必要があり,反射係数を評価する必要がある.本論文は,ラジアルラインスロットアンテナのスロット設計に用いるスロットセットの散乱行列等価回路を提案する.この等価回路を用いると,反射特性に対するスロットセット形状の最適化により,任意偏波での進行波動作が実現可能となる.更に,一様スロットアレーを用いた従来の解析法に比べ,計算時間を大幅に短縮したアンテナ解析および設計が可能となった.本解析法により一般的な偏波に対するRLSAの設計が初めて確立された.
  • 上野正男, 高橋応明, 広川二郎, 安藤真, 後藤尚久
    電子情報通信学会大会講演論文集 1993(Shunki Pt 2) 1993年  
  • 上野正男, 高橋応明, 広川二郎, 安藤真, 後藤尚久
    電子情報通信学会大会講演論文集 1993(Shuki Pt 2) 1993年  
  • M TAKAHASHI, K YAMAMOTO, M ANDO, N GOTO, Y NUMANO, M SUZUKI, Y OKAZAKI, T YOSHIMOTO
    IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY, INTERNATIONAL SYMPOSIUM 1993, VOLS 1-3 1620-1623 1993年  査読有り
  • Takahashi, Masaharu, Takada, Jun-ichi, Ando, Makoto, Goto, Naohisa
    IEICE Transactions on Communications E76-B(7) 1993年  
  • 上野正男, 高橋 応明, 広川 二郎, 安藤 真, 後藤 尚久, 新井 宏之
    電子情報通信学会信学技術研究報告 93 55-58 1993年  
    ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)は衛星放送受信用高能率薄型平面アンテナである。RLSAの効率をさらに向上するには終端電力の利用と、アンテナ開口分布の軸対称性の改善の二つが重要である。本報告では、終端電力利用のための整合スロット及び軸対称性改善のための同心円配列スロットの二つの技術の確認のためのアンテナを試作した。回転モード給電用カム型移相器と同心円配列整合スロットを組み合わせたアンテナを構成し、実験を行った結果、導波路終端の反射は十分抑えられることを確かめ、正面方向で軸比0.5dBの円偏波が得られた。
  • M. Takahashi, J. Takada, M. Ando, N. Goto
    IEEE Antennas and Propagation Society, AP-S International Symposium (Digest) 1992-June 37-40 1992年  
  • IEEE Tokyo Section Denshi Tokyo no.30, pp.147-151 1992年  
  • M. Takahashi, J. Takada, M. Ando, N. Goto
    1991 21st European Microwave Conference 1 629-634 1991年  
    A radial line slot antenna (RLSA) is a high efficiency planar array. A uniform aperture illumination for single-layred one is realized by varying slot lengths and spacings over the aperture. This paper presents the measured performance of the high efficiency SL-RLSA's. The efficiency of 70%∼84% is observed for SL-RLSA's with the diameters of 0.25m∼0.60m. Two novel techniques are also proposed for further improvement.
  • M TAKAHASHI, J TAKADA, M ANDO, N GOTO, M SUZUKI, Y OKAZAKI, Y NUMANO
    SEVENTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION, PTS 1 AND 2 333(333 pt 2) 738-741 1991年  査読有り
    The high efficiency small aperture single-layered RLSA is realized. Experiments confirm the slot design; the excellent efficiency of 78% and the gain of 32.6dB is observed for the 0.4mφ antenna. This antenna is now released for commercial use. In this design, the termination loss is about 15approx.20%. Nonuniform aperture illumination minimizing the termination loss is now investigated for higher efficiency. As different techniques, the matching spiral and matching slot have been proposed to reuse the termination loss power and reduce the noise temperature. The application of these techniques to the practical antenna is left for further study.
  • M ANDO, M TAKAHASHI, M NATORI, J TAKADA, N GOTO
    20TH EUROPEAN MICROWAVE CONF 90, VOLS 1 AND 2 2(20) 1541-1546 1990年  査読有り
    A radial line slot antenna (RLSA) is a commercial high efficiency planar array. Double-layered lines have contributed to realize uniform aperture illumination and to reduce terminated loss power. This paper newly proposes a single-layered RLSA which is much simpler in structure. Two novel techniques are applied; firstly, slot lengths are varied to synthesize aperture illumination and secondly, a matching spiral reduces reflection and radiates the residual power in circular polarization. The gain of 35.4dBi, efficiency of 65% are measured for a prototype RLSA.
  • M. Ando, M. Takahashi, J. Takada, N. Goto
    IEEE Antennas and Propagation Society, AP-S International Symposium (Digest) 2 930-933 1990年  
    The slot design for aperture field synthesis in a single-layered RLSA (radial line slot antenna) is summarized. In order to realize a desired slot coupling, the slot length and the spacing are varied on the basis of a full-wave analysis. An example is presented concerning the design of the uniform aperture field distribution.

書籍等出版物

 12

講演・口頭発表等

 116

所属学協会

 2

共同研究・競争的資金等の研究課題

 19