5G/beyond 5Gにおける電磁波シールド・電波吸収体の設計と特性評価

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5G/beyond 5G、6Gの言葉が世の中に溢れている。情報通信分野においてIoT:Internet of Thingsが進展し, 第5世代の通信技術5Gと結合しようとしている。使われる周波数は、24.25GHz~86GHz、でミリ波である。自動車の自動走行や衝突防止は移動革命実現の中核技術であり、それらの誤動作を防ぐ電波シールド・電波吸収体は必須である。今までTVゴースト (~800MHz) や船舶レーダーの橋体による偽像 (700MHz~26GHz) 対策に、近年は、無線LAN (2~60GHz) 、携帯電話 (800MHz~2GHz) 、blue tooth (2.4GHz) 、電力線通信 (~2GHz) 、実用化したETC (自動料金支払いシステム、5.8GHz) やITS (高度道路交通システム、~76GHz) に主として遠方界電波吸収体・人工表面が開発されてきた。  一方、スマートフォン・パソコンの電波障害対策には近傍界電波シールドがが使用されてきた。5G対応のスマホでは自家中毒と言われるEMC対策が重要課題である。一方、メタマテリアル、古くはメタサーフェス、が電波吸収体、電波シールドで、人工材料、人工表面として考えられてきた。  本報告では、電波伝搬の基礎から5G応用技術と、遠方界・近傍界用電磁波シールド・電波吸収体の設計及び評価、メタサーフェスによる電磁波吸収と電磁波シールドの設計及び評価をを中心に報告する。

  1. 5G通信の世界とは
    • 5Gの話題
    • EMCとは
    • 5Gの取り組み
    • ミリ波応用例
  2. 5Gの材料を中心にした話題 (5G通信の世界とは)
    • アンテナ
    • 5G通信技術
    • GaNアンプ
    • 高周波基板
    • フィルター
    • RFフロントエンド
    • 高周波測定法
  3. 電磁波の基礎と材料透磁率測定法
    • 電波伝搬と反射
    • ループアンテナ
    • ロッドアンテナ
    • ロッドアンテナ・ループアンテナ近傍の電磁界
    • 波動インピーダンス
    • 複素誘電率・複素透磁率測定法
    • 測定理論
    • 測定例 (CバンドからWバンドまで)
  4. 電波シールド効果と反射・吸収損失の導出
    • シェルクノフの式
    • シールド効果
    • 反射損失、吸収損失の導出と計算例
    • 遠方界と近傍界のシールド効果の式導出
    • 磁界源近傍のシールド効果の改善
    • KEC法による磁界源近傍のシールド効果測定例
    • 筐体形状によるシールド効果
    • ワイヤーメッシュのシールド効果
    • 長・短金属線配列構造によるシールド効果 (メタマテリアル,FSS)
  5. 電波シールド特性評価法 (遠方界と近傍界)
    • 自由空間法 (遠方界)
    • KEC法 (近傍界)
    • 近傍界プローブ法 (近傍界)
    • ストリップライン法 (Rtp)
  6. メタ・サーフェス (周波数制御表面)
    • メタマテリアルとメタサーフェスの歴史
    • メタサーフェスの理論, 電波シールドと電波吸収の違い
    • メタサーフェスの応用,電波吸収への適用
  7. 電波シールド・電波吸収体の応用例
    • 広帯域ミリ波電波吸収体のETC対応
    • ミリ波対応電波吸収体の試作・評価
    • 無線LAN用電波吸収体の試作・評価
    • FSS・メタ・サーフェス

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