IoTシステムの極小アンテナ設計技術

【著者紹介】

川上　春夫 （かわかみ　はるお）　工学博士

昭和14年1月　岡山県生まれ
昭和37年3月　明治大学工学部電気工学科卒業
昭和37年4月　八木アンテナ株式会社研究所入社
昭和39年6月　上智大学理工学部助手
昭和60年4月　上智大学理工学部講師
平成4年3月　上智大学理工学部助教授
平成4年4月　アンテナ技研株式会社取締役
平成10年4月　宇都宮大学客員教授
平成11年4月　芝浦工業大学客員教授
平成16年4月　東京電機大学非常勤講師
平成24年7月　アンテナ技研株式会社取締役退任

研究活動：アンテナ、移動体通信、EMC、ITS位置情報などの研究・開発に従事
著　　書：現代アンテナ工学（共著）総合電子出版社（平成16年）、
　　　　　ICTにおけるアンテナ設計の指南書（著）科学情報出版（平成25年）、その他多数
学会活動：電子情報通信学会シニア会員、映像情報メデｨア学会会員、IEEE Life Senior Member

森下　久 （もりした　ひさし）　工学博士

防衛大学校電気電子工学科
1980年　防衛大学校電気工学専攻卒業
1990年　筑波大学大学院工学研究科博士課程修了
1990年　航空自衛隊航空開発実験集団
1992年　防衛大学校助手
1994年　防衛大学校講師
1996年　カナダマクマスタ大学客員研究員（1年間）
1997年　防衛大学校助教授
2004年～　防衛大学校教授

専　　門：アンテナ、電磁波解析、電波による人体影響、レーダー断面積
研究活動：携帯端末用小形・多共振アンテナ、ウェアラブルアンテナ及び電波吸収・反射に関する研究に従事
著　　書：「小形アンテナの基礎」コロナ社（2011年）
　　　　　「Modern Small Antenna」CAMBRIDGE (2013年)
所属学会：電子情報通信学会、IEEE、日本シミュレーション学会

髙橋　応明 （たかはし　まさはる）　博士（工学）

千葉大学フロンティア医工学センター
平成元年　東北大・工・電気卒
平成6年　東工大大学院博士課程了
平成6年　武蔵工大・工・電気・助手、同年講師を経て、
平成12年　東京農工大・工・電気電子・助教授
平成16年　千葉大・フロンティアメディカル工学研究開発センター・准教授

研究活動：衛星放送受信用アンテナ、平面アンテナ、小形アンテナ、RFID、人体近傍アンテナ、
　　　　　環境電磁工学、人体と電磁波の相互作用の研究に従事
学会活動：電子情報通信学会フェロー、IEEEシニア会員

【目次】

【参考文献】

• H.M.Greenhouse, "Design of planar rectangular microelectronic inductors." IEEE Trans. on Parts, Hybrids, and Packaging, vol. PHP-10, no.2, Jan 1974
• 髙橋応明, "RFIDタグ用アンテナの設計," コロナ社, ISBN 978-4-339-00844-9, Oct. 2012
• G.Marrocco, "The art of UHF RFID antennadesign: impeadance-matching and size-reduction techniques," IEEE Antenna and Propagation Magazine, vol.50, no.1, pp.66-79, Feb.2008
• M.Keskilammi, M.Kivikoski, "Using text as a meander line for RFID transponder antennas," IEEE Antennas and Propagation Letters, vol.3, pp.372-374, 2004.
• "Conductive Inkjet-Printed Antennas on Flexible Low-Cost Paper-Based Substrates for RFID and WSN Applications," Amin Rida, Li Yang, Rushi Vyas, and Manos M. Tentzeris, Georgia Institute of Technology, IEEE Antennasand Propagation Magazine, vol. 51, No.3, June 2009
• "Design, Development and Integration of Novel Antennas for Miniaturized UHF RFID Tags," Amin H. Rida, Li Yang, S. Serkan Basat, Antonio Ferrer-Vidal, Symeon (Simos) Nikolaou, and Manos M. Tentzeris, IEEE Trans. on Antennas and Propagation, vol. 57, no. 11, Nov. 2009
• T.Matsumura, M.Takahashi, K.Saito, E.Yamamoto and K.Ito, "RFID tag antenna for managing surgical instruments," Proceedings of the 2012 International Symposium on Antennas an Propagation, POS2-53, pp.1240-1243, Nov 2012
• "Medical Implant Communication Service (MICS) federal register," Rules and Regulations, vol.64, no.240, pp.69926-69934, Dec. 1999.
• D.Panescu, "Wireless communication systems for implantable medical devices," IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine., vol. 27, issue 2, pp. 96-101, March-April 2008.
• ICNIRP, "Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz)," Health Phys., vol. 74, no. 4, pp.494-522, Apr. 1998.
• S.I.Kwak, K.Chang, Y.J.Yoon, "Ultra-wide band spiral shaped small antenna for the biological telemetry," Proceedings of 2005 Asia-Pacific Microwave Conference, 2005
• S.H.Lee, K.Chang, Y.J.Yoon, "A dual spiral antenna for wideband capsule endoscope system," Proceedings of 2007 Asia-Pacific Microwave Conference, 2007
• H.Yu, G.S Irby, D.M.Peterson, M.-T.Nguyen, G.Flores, N.Euliano, R.Bashirullah, "Printed capsule antenna for medication compliance monitoring," Electronics Letters, vol.43, no.22, pp.1179-1181, 2007
• [7] H.Yu, G.Flores, S.Reza, G.Irby, C.Batich, R.Bashirullah, V.Meka, D.M.Peterson, "Feasibility study of printed capsule antennas for medication compliance monitoring," Biomedical Circuits and Systems Conference, 2007, pp.41-44, 2007
• S.Yun, K.Kim, S. Nam, "Outer-wall loop antenna for ultrawideband capsule endoscope system," IEEE Trans. Antennas and Wireless Propagation Letter, vol.9, pp.1135-1138, 2010
• H.Rajagopalan, Y.Rahmat-Samii, "Wireless medical telemetry characterization for ingestible capsule antenna designs," IEEE Antenna & Wireless Propagation Letters, vol.11, pp1679-1682, 2012
• Y.Morimoto, D.Anzai, J.Wang, "Design of ultra wide-band low-band implant antennas for capsule endoscope application," 2013 International Symposium on Medical Information and Communication Technology, pp.61-65, 2013
• Kenji Shiba, Tomohiro Nagato, Toshio Tsuji, and Kohji Koshiji, "Energy Transmission Transformer for a Wireless Capsule Endoscope: Analysis of Specific Absorption Rate and Current Density in Biological Tissue," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol.55, No.7, pp.1864-1871, July 2008.
• RF SYSTEM lab. Homepage, "Sayaka," http://www.rfsystemlab.com/sayaka/index.html.
• Yoon-Myoung Gimm, Jong-Wook Wang,Yu-Ri Lee, DongYeol Lee, "Frequency Decision of Magnetic Field for Transcutaneous Wireless Energy Transmission to Capsular Endoscope for Colon Inspection," The Bioelectromagnetics Society 32nd Annual Meeting, P-B-151, Seoul, Korea, June 2010.
• S.Tsuzaki, K.Saito, M.Takahashi and K.Ito, "Development of antenna for wireless power transmission to capsular endoscope," IEICE Communications Express, vol.3, no.4, pp.138-143, Apr 2014
• D.Takei, K.Saito, M.Takahashi, and K.Ito, "Design of receiving antenna for wireless power transmission to capsular endoscope," 31st URSI General Assembly and Scientific Symposium, Beijing, China, Aug. 2014.
• S. Gabriel et al., "The dielectric properties of biological tissues: II Measurements in the frequency range 10 Hz to 20 GHz," Phys. Med. Biol., vol.41, pp.2251-2269, Apr. 1996.
• 髙橋応明, "ボディエリアネットワークにおけるアンテナ技術," 信学論, vol.J96-B, no.9, pp.907-915, Sep 2013
• K,R.Foster, J. Jaeger, "RFID Inside," IEEE Spectrum, vol.44, no.3, pp.24-29, Jan. 2012.
• [Online] http://www.rileyid.com/bioChip/bioChip.htm
• 総務省報道資料, "体内植込型医療用データ伝送システムの技術的要件," http://www.soumu.go.jp/s-news/2005/050228_1.html, Feb. 2005.
• 簗瀬壮一朗, 髙橋応明, 齊藤一幸, 伊藤公一, "人工膝関節用インプランタブルアンテナの必要送信電力検討," 信学技報, MICT2012‐17, pp.102-110, Oct. 2012.
• H.Rajagopalan, Y.Rahmat-Samii, "Ingestible RFID bio-capsule tag design for medical monitoring," 2010 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, July 2010.
• E.Strickland, "Future Vision," IEEE Spectrum, vol.49, no.1, p.41, Jan. 2012.
• M.Sun, M.MIckel, W.Liang, Q.Liu, and R.J.Sclabassi, "Data communication between brain implants and computer," IEEE Trans. On Neural System and Rehabilitation, vol.11, no.2, pp.189-192, June 2003.
• M.Kawasaki, R.Kohno, "Position estimation method of medical implanted devices using estimation of propagation velocity inside human body, "IEICE Trans. Commun., vol.E92-B, no.02, pp.403-409, Feb. 2009.
• A.Yakovlev, S.Kim; A.Poon, "Implantable biomedical devices: Wireless powering and communication," IEEE Communications Magazine, vol.50, no.4, pp.152-159, Apr. 2012.
• 小川晃一, 高田潤一, "人体の頭, 手及び肩の影響を考慮した携帯端末ダイバーシチアンテナの実効性能解析 -伝送信号誤り率に基づくダイバーシチアンテナ利得の提案とPDC方式における解析結果-," 信学論, vol.J83-B, no.6, pp.852-865, June 2000.
• "Antennas and Propagation for Body-Centric Wireless Communications, 2nd Edition," Artech House, P.S.Hall and Y.Hao, Chapter2, Jun. 2012.
• "Medical Implant Communication Service (MICS) federal register," Rules and Regulations, vol.64, no.240, pp.69926-69934, Dec. 1999.
• D. Panescu, "Wireless communication systems for implantable medical devices," IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine., vol. 27, issue 2, pp. 96-101, March-April 2008.
• S.Kwak, K.Chang, and Y.J.Yoon, "Ultra-wide band spiral shaped small antenna for the biomedical telemetry," in Proc. Asia-Pactific Microw. Conf., vol. 1, pp. 241-244, Dec. 2005.
• IEEE Standard for Local and metropolitan area networks - Part 15.6: Wireless Body Area Networks, Feb. 2012.
• S.Alipour, F.Parvaresh, H.Ghajari, and F.K.Donald, "Propagation characteristics for a 60 GHz Wireless body area network (WBAN)," Military Communications Conference, 2010 - MILCOM 2010, pp.719-723, Nov. 2010.
• K.Ito, N.Haga, M.Takahashi and K.Saito, "Evaluations of body-centric wireless communication channels in a range from 3 MHz to 3 GHz," Proceedings of the IEEE, vol.100, no.7, pp.2356-2363, Jul 2012.
• A.A.Serra, P.Nepa, G.Manara, and P.S.Hall, "Diversity measurements for on-body communication systems," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol.6, pp.361-363, 2007.
• S.Gabriel, R.W.Lau, C.Gabriel, "The dielectric properties of biological tissues: II. Measurements in the frequency range 10 Hz to 20 GHz," Phys. Med. Biol., vol.41, pp.2251-2269, 1996.
• K.Fukunaga, S.Watanabe, H.Asou and K.Sato, "Dielectric Properties of Non-Toxic Tissue-Equivalent Liquids for Radiowave Safety Tests", Proceedings of 2005 IEEE International Conference on Dielectric Liquids, pp. 425-428, 2005.
• P.S.Hall, Y.Hao, "Antennas and Propagation for Body-Centric Wireless Communications, Second edition," Artech House, 2012
• A.W.Astrin, H-B.Li, R.Kohno, "Standardization for Body Area Networks," IEICE Trans. Commun., vol.E92-B, no.2, pp.366-372, Feb. 2009
• Chia-Hsien Lin, Z.Li, K.Ito, M.Takahashi and K.Saito, "Dual-mode antenna for on-/off-body communications (10 MHz/2.45 GHz)," Electronics Letters, vo.48, no.22, pp.1383-1385, Oct 2012
• T.Watanabe, H.Iwasaki, "Wearable finger dual band antenna for BAN," IEEE APWC2012,Session 10-4, pp.51-54,Sept.,2012.
• 宇野由美子, 齊藤一幸, 髙橋応明, 伊藤公一, "2-10 GHzにおける人体の組織構造がアンテナ特性に与える影響評価," 信学論, vol.J93-B, no.2, pp.278-285, Feb.2010.
• 関卓也, 齊藤一幸, 髙橋応明, 伊藤公一, "腕部装着型UWBアンテナの放射特性評価," 信学技報, AP2008-50, pp.81-86, Jul.2008.
• N.Haga, K.Saito, M.Takahashi and K.Ito, "Characteristics of cavity slot antenna for body area networks," IEEE Trans. on Antennas & Propagation, vol.57, no.4, pp.837-843, Apr. 2009
• W.G.Scanlon, N.E.Evans, and J.B.Burns, "FDTD Analysis of close-coupled 418 MHz radiating devices for human biotelemetry," Phys. Med. Biol., vol.44, pp.335-345, 1999.
• 岩崎久雄, 呉東宏樹, 杉山博之, "BAN用ウェアラブルデュアルバンドアンテナ," 信学技報MICT2013-20, Jul.2014
• 堀江弘晃, 岩崎久雄, "BAN向け指装着型低姿勢デュアルバンドウェアラブルアンテナ," 電子情報通信学会 2013年総合大会講演論文集, B-1-173, p.173, Mar.2013
• 中尾拓磨, 伊藤敦, 鍵山憲幸, 森下久, "防災用ヘルメットアンテナに関する検討," 信学技報AP2012-134, pp.69-74, Jan.2013
• J.Kim and Y.Rahmat-Samii, "Implanted Antennas inside a Human Body: Simulations, Designs, and Characterizations," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 52, no.8, pp. 1934-1943, Aug. 2004.
• P.Soontornpipit, C.Y.Furse and Y.C.Chung, "Design of Implantable Microstrip Antenna for Communication With Medical implants," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 52, no.8, pp.1944-1951, Aug. 2004.
• 石端恭子, 西木戸友昭, 松原直樹, 斎藤裕, 稲垣正司, 杉町勝, "人体ファントム内部に配置された小型アンテナの放射特性," 2007年電子情報通信学会総合大会予稿集, B-1-51, Mar. 2007.
• T. Karacolak, A. Z. Hood, and E. Topsakal, "Design of a Dual-Band Implantable Antenna and Development of Skin Mimicking Gels for Continuous Glucose Monitoring," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol.56, no.4, pp.1001-1008, Apr. 2008.
• [37] G.Collin, A.Chami, C.Luxey, P.Lethuc, and R. Starajleat, "Human implanted spiral antenna for a 2.45GHz wireless temperature and pressure SAW sensor system," 2008 IEEE AP-S Int. Symp./USNC/URSI Meeting, pp.1-4, July 2008.
• R.Warty, M-R.Toghi, U.Kawoos, and A.Rosen, "Characterization of implantable antennas for intracranial pressure monitoring : Reflection by and transmission through a scalp phantom," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol.56, no.10, pp.2366-2376, Oct. 2008.
• [39] P.Soontornpipit, C.M.Furse, and Y.C.Chung, "Miniaturized biocompatible microstrip antenna using genetic algorithm," IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 53, no. 6, pp. 1939-1945, Jun. 2005.
• K.Gosalia, M.S.Humayun, and G.Lazzi, "Impedance matching and implementation of planar space-filling dipoles as intraocular implanted antennas in a retinal prosthesis," IEEE Trans. Antennas Propag, vol. 53, no. 8, pp. 2365-2373, Aug. 2005.
• 中田智史, 齊藤一幸, 髙橋応明, 伊藤公一, "心臓ペースメーカへの装荷を目的とした体内植込み型アンテナ, " 信学論(B), vol.J92-B, no.9, pp.1407-1415, Sep. 2009.
• 髙橋応明, 中田智史, 齊藤一幸, 伊藤公一, "多層媒質モデルを用いたペースメーカ装荷型アンテナの特性解析," 信学論, vol.J93-B, no.12, pp.1636-1643, Dec. 2010.
• W.Xia, K.Saito, M.Takahashi, and K.Ito "Performances of an Implanted Cavity Slot Antenna Embedded in the Human Arm," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 57, no.4, pp. 894-899, Apr. 2009.
• H.Mizuno, M.Takahasi, K.Saito, N.Haga, and K.Ito, "Design of a helical folded dipole antenna for biomedical implants," European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP) 2011, pp.3640-3643, Rome, Italy, Apr. 2011.
• 林合祐, 髙橋応明, 齊藤一幸, 伊藤公一, "埋め込み型RFIDアンテナの設計および人体腕部の形による受信電力の比較," 映情学技報, BCT-2012-27, pp.75-78, Feb 2012.
• 滝本拓也, 大西輝夫, 齊藤一幸, 髙橋応明, 上林真司, 伊藤公一, "UWB 通信帯域における生体等価ファントムの特性," 信学論, vol.J88-B, no.9, pp.1674-1681, Sep 2005.
• 長岡智明, 櫻井清子, 国枝悦夫, 渡邊聡一, 本間寛之, 鈴木保, 河合光正, 酒本勝之, 小川孝次, 此川公紀, 久保田勝巳金, 鳳洙, 多氣昌生, 山中幸雄, 渡辺敏, "日本人成人男女の平均体型を有する全身数値モデルの開発," 生体医工学,vol.40, no.4, pp.45-52, Dec. 2002.
• 中尾拓磨，グェン・トゥワン・ハン，永利緒，森下久，"曲面を有する折返しダイポールアンテナに関する基礎検討"，2012信学総大，B-1-82 Mar，2012．
• 鍵山憲幸，伊藤敦，森下久，"150MHz/2.4GHz帯共用防災用ヘルメットアンテナの基礎検討"，2013信学総大，B-1-105，Mar，2013．
• M. Nagatoshi, S. Tanaka, S. Horiuchi, and H. Morishita, "Broadband characteristics of a planar folded dipole antenna with a feed line", IEICE Commu., Vol.E94-B, No.9, Sept.2011.
• 奥村善久，進士昌明，"移動通信の基礎，電子通信情報通信学会"第1章，p.3，1991．
• 内田英成，虫明康人，超短波空中線，コロナ社，第8章，1961．
• W.L. Stutzman and G.A. Thiele, Antenna Theory and Design, 2nd ed., John Wiley & Sons, Chap.5, 1998.
• C.A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 3rd ed., John Wiley & Sons, Chap.9, 2005.
• Yasuto Mushiake"Self-Complementary Antennas", Springer-Verlag, London Limited, 1996.
• Yasuto Mushiake "Self-complementary antennas", IEEE Antennas and Propagation Magazine, Vol. 34, No. 6, pp. 23-29, December 1992.
• Hisamatsu Nakano. "Recent Progress in Broadband Antennas", 2006 International Symposium on Antennas and Propagation, Session A, pp. 1-4, conf99a367-r66, November 2006.
• http://www.sm.rim.or.jp/~ymushiak/index.htm
• https://ja.wikipedia.org/wiki/自己補対アンテナ
• https://ja.wikipedia.org/wiki/変形近似自己補対アンテナ
• 石川雅澄，今修二，小木曽賢，羽賀俊行，奥野秀一，藤田正道，川上春夫"測定用広帯域アンテナ（1）-諸特性-"，電子情報通信学会ソサエテイ大会 （平成23年9月）．
• 川上春夫，石川雅澄，今修二，小木曽賢，羽賀俊行，奥野秀一，藤田正道"測定用広帯域アンテナ（2）-レドームの影響-"，電子情報通信学会ソサエテイ大会 （平成23年9月）．
• 川上春夫，石川雅澄，今修二，小木曽賢，羽賀俊行，奥野秀一，藤田正道"測定用広帯域アンテナ（3）-5～12GHz帯の諸特性-"，電子情報通信学会総合大会 （平成24年3月）．
• 対数周期型アンテナ装置　実用新案登録　第3171531号　平成23年10月12日登録．平成23年11月4日発行．
• H. Nakano, M. Fukasawa, and J. Yamauchi, "Discrete multiloop, modified multiloop, and plate-loop antennas‐ Multifrequency and wide-band VSWR characteristics," IEEE Antennas Propagat., vol. 50, no. 3, pp. 371-378, March 2002.
• 四戸雄介，羽石操，木村雄一，"多周波円偏波特性を有する多リング型MSAの放射特性，"信学技報，A・P116-128，pp.59-64，Dec.2005．
• K. M. Luk, Y. X. Guo, K. F. Lee, and Y. L. Chow, "L-probe proximity fed U-slot patch antenna," Electronics Lett., vol.34, no. 19, pp.1806-1807, Sept.1998.
• 石井智秀，木村雄一，羽石操，"モード複合型平面アンテナの放射特性，"2002 信学ソ大，B-1-96，Sept.2002．
• 四戸雄介，羽石操，木村雄一，"多周波円偏波特性を有する多リング型MSAの放射特性，"信学技報，A・P116-128，pp.59-64，Dec.2005．
• 羽石操，平沢一紘，鈴木康夫，"小形・平面アンテナ，"電子情報通信学会，Aug.1996．
• 四戸雄介，羽石操，木村雄一，"マルチバンド特性を示す円偏波平面アンテナの放射特性，"信学論（C），Vol. J89-C，No.12，pp.1019-1031，Dec.2006．
• 小市淳一，小木曽賢，川上春夫，羽石操"多周波共用送受信装置の開発，"映情学技法 Vol.32, No.42, pp.45-48, （平成20年10月）．
• Haruo Kawakami, Masazumi Ishikawa, Satoshi Kogiso, and Misao Haneishi："Characteristics of Switched Polarized Type Multiband Planar Antennas",2008 International Symposium, IEEE AP-S, 135.5 pp．1-4, San Diego (July 2008)．
• 石川雅澄，小木曽賢，川上春夫，羽石操"偏波切替型マルチバンド平面アンテナの特性，"2007信学ソ大, B-1-89, Sept. 2007．
• 小市淳一，小木曽賢，川上春夫，羽石操"多周波共用送受信装置の開発，"2007信学ソ大会, C-2-65, Sept. 2007．
• 多周波共用送受信装置　特許登録　第5042698号　平成24年7月20日登録．平成24年7月11日発行．

【口コミ】