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IEICE TRANSACTIONS on Electronics

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    1.3

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Volume E107-C No.11  (Publication Date:2024/11/01)

    仿真技术及其在电子领域的应用的最新进展特别章节
  • 序言 开放存取

    Masayuki KIMISHIMA  

     
    FOREWORD

      页码:
    440-440
  • 采用多层像素级滤光片阵列的单次光谱传感器 开放存取

    Yasuo OHTERA  

     
    INVITED PAPER

      已发表:
    2024/02/22
      页码:
    441-449

    我们报告了一种从快照式多光谱相机捕获的单个图像重建入射光光谱的方法。该相机在 CMOS 图像传感器上集成了一个介电多层多光谱滤波器阵列 (MSFA)。应用稀疏估计算法重建光谱。使用具有各种带宽和中心波长的高斯函数作为基矩阵,该算法已被证明可以高度准确地估计窄带单色和宽带荧光发光二极管 (LED) 的光谱,无论波长带如何。

  • NRD 波导的 3D 全矢量双向光束传播方法 开放存取

    Hyunuk AHN  Akito IGUCHI  Keita MORIMOTO  Yasuhide TSUJI  

     
    PAPER

      已发表:
    2024/03/08
      页码:
    450-456

    我们开发了新的 3D 全矢量有限元双向光束传播方法 (3DFV-BiBPM),以处理非辐射介电波导 (NRD 波导) 组件,其中波导轮廓在垂直于平行金属板的方向上变化。BiBPM 是一种基于传输矩阵的方法,其中只需要使用有限差分或有限元方案离散横截面,并且与标准 BPM 不同,它可以处理后向反射和多次反射。考虑到介电损耗,对带有气隙的 NRD 波导和带有蓝宝石谐振器的滤波器进行了数值分析,以研究我们方法的有效性。

  • 基于坐标变换的有限元光束传播方法用于光波导器件的优化设计 开放存取

    Haonan CHEN  Akito IGUCHI  Yasuhide TSUJI  

     
    PAPER

      已发表:
    2024/02/05
      页码:
    457-464

    为了计算沿传播方向具有缓慢变化波导结构的光子器件,我们开发了带坐标变换的有限元光束传播方法 (FE-BPM)。在该方法中,将纵向变化的波导转换为等效的直波导,可以避免 FE-BPM 中的繁琐过程,例如每个传播步骤的网格更新和场插值过程。我们将这种模拟技术应用于光子器件的形状优化,并展示了模式转换器的设计示例。为了证明该方法的有效性,将设计器件的计算结果与有限元方法 (FEM) 或标准 FE-BPM 进行了比较。

  • 全波电磁分析区域分解法的收敛特性 开放存取

    Toshio MURAYAMA  Amane TAKEI  

     
    PAPER

      已发表:
    2024/07/23
      页码:
    465-471

    域分解法被广泛用于分析大规模电磁问题。该方法将目标模型分解为小的独立子域。电磁分析固有地存在使用迭代算法(例如 Krylov 子空间算法)分析的后期收敛问题。DDM 通过将整个系统分解为子域问题并将局部结果收集为界面问题进行调整以实现整体解决方案来解决此问题。在本文中,我们报告了域分解法的收敛特性,同时在几种网格尺寸上修改了局部域的大小和区域形状。实验结果表明,收敛速度取决于界面问题变量的数量和局部区域形状的选择。此外,收敛特性因目标频率而异。一般来说,结果表明,使用较大的立方子域形状可以加快收敛速度​​。我们根据控制方程的条件数分析提出了子域选择策略。

  • 11-Pole TM 的精确设计010 具有新型电容耦合结构的模式介质谐振器BPF 开放存取

    Fan LIU  Zhewang MA  Masataka OHIRA  Dongchun QIAO  Guosheng PU  Masaru ICHIKAWA  

     
    PAPER

      已发表:
    2024/03/22
      页码:
    472-478

    本文提出了一种复杂耦合拓扑高阶带通滤波器 (BPF) 的精确设计方法,并通过使用 TM 进行 11 极点 BPF 的设计进行了演示010 模式介质谐振器(DR)。提出了一种新颖的Z形耦合结构,避免了TM和DR的混合使用010 和TM01δ 模式,使滤波器的调谐和组装更加容易。BPF 的耦合拓扑结构包括三个 DR 级联三元组 (CT),CT 中的电容和电感耦合均设计为独立可调,从而在滤波器通带两侧产生三个可控的传输零点。开发了一种将 BPF 耦合矩阵映射到其物理尺寸的程序,并对这些物理尺寸进行了迭代优化以实现最佳性能。滤波器的电磁模拟响应与期望的目标规格之间的高度一致性表明 11 极 BPF 的设计非常精确。

  • 用于线偏振喇叭天线的单层圆偏振器 开放存取

    Ryo KUMAGAI  Ryosuke SUGA  Tomoki UWANO  

     
    PAPER

      已发表:
    2024/04/26
      页码:
    479-485

    本文提出了一种用于线性极化喇叭天线的单层圆极化器。孔径和阵列之间的多次反射波在垂直和水平极化之间提供了所需的相位差。所制造天线的测量增益为 14.4 dBic,垂直极化的半功率波束宽度为 28 度和 24 度,水平极化的半功率波束宽度在垂直和水平平面上为 31 度和 23 度。极化器对主喇叭天线的增益和波束宽度影响较小,它们的变化在 1.7 dB 和 10 度以内。测得的轴比 3 dB 分数带宽为 1.4%。

  • 使用物理光学和快速拉普拉斯逆变换对大型物体电磁散射进行瞬态分析 开放存取

    Seiya KISHIMOTO  Ryoya OGINO  Kenta ARASE  Shinichiro OHNUKI  

     
    BRIEF PAPER

      已发表:
    2024/02/29
      页码:
    486-489

    本文介绍了一种用于大范围散射问题瞬态分析的计算方法。这种新方法基于物理光学 (PO) 和快速逆拉普拉斯变换 (FILT) 的组合。PO 是一种分析大型物体电磁散射的技术。我们修改了 PO 以应用于复杂频率域,在该域​​中评估散射场。使用 FILT 将复杂频率函数有效地转换为时间域。通过对短脉冲入射的大规模分析和瞬态响应证明了这种组合的有效性。通过与参考解决方案的比较研究和验证了准确性。

  • FILT结合连分数展开法多层色散介质瞬态分析技术基础研究 开放存取

    Kensei ITAYA  Ryosuke OZAKI  Tsuneki YAMASAKI  

     
    BRIEF PAPER

      已发表:
    2024/03/08
      页码:
    490-493

    本文提出了一种基于快速反演拉普拉斯变换(FILT)和连分式展开法的瞬态分析方法,用于分析多层色散介质。给出了反射响应、时间响应波形和反射分量的电场分布的数值结果。此外,我们通过收敛测试验证了FILT方法对这两类介质的计算精度。

  • 基于FDTD的一维迭代曲柄尼科尔森方法的数值色散分析 开放存取

    Akira KAWAHARA  Jun SHIBAYAMA  Kazuhiro FUJITA  Junji YAMAUCHI  Hisamatsu NAKANO  

     
    BRIEF PAPER

      已发表:
    2024/03/01
      页码:
    494-496

    研究了基于迭代Crank-Nicolson (ICN) 格式的时域有限差分 (FDTD) 方法的数值色散特性。从放大矩阵中推导出新的数值色散关系,并讨论了其性质,重点考虑了矩阵的特征值。结果表明,ICN-FDTD 方法是条件稳定的,但略有耗散。

  • 深度学习中探地雷达图像的一种简单增强方法 开放存取

    Jun SONODA  Kazusa NAKAMICHI  

     
    BRIEF PAPER

      已发表:
    2024/04/26
      页码:
    497-500

    探地雷达 (GPR) 具有无损快速检查内部结构(例如道路下的空隙和埋地管道)的优势。然而,需要从 GPR 图像中估计内部结构。最近,人们研究了使用深度学习识别和检测 GPR 图像的方法。本文研究了一种使用剪切方法的数据增强方法,该方法对于使用深度学习准确估计 GPR 图像必不可少。我们发现,剪切增强对本研究中使用的所有物体的检测率都高于常用的水平移位增强。

  • 用于步行的心率控制系统,具有实时心率预测功能 开放存取

    Kaiji OWAKI  Yusuke KANDA  Hideaki KIMURA  

     
    BRIEF PAPER

      已发表:
    2024/04/23
      页码:
    501-505

    近年来,日本少子老龄化问题日益严重。为了解决这些问题,我们开发了基于边缘AI的系统。该系统实时预测步行过程中的未来心率并提供反馈,以提高运动质量并延长健康寿命。本文基于所提出的系统实时预测心率并提供反馈。在有和没有预测心率的情况下进行了实验,并进行了比较以证明预测心率的有效性。

  • 常规部分
  • 微波肾去神经导管临床应用的开发 开放存取

    Shohei MATSUHARA  Kazuyuki SAITO  Tomoyuki TAJIMA  Aditya RAKHMADI  Yoshiki WATANABE  Nobuyoshi TAKESHITA  

     
    PAPER-Microwaves, Millimeter-Waves

      已发表:
    2024/05/20
      页码:
    506-516

    肾去神经术 (RDN) 已被开发为一种潜在的高血压治疗方法,这种高血压对传统的抗高血压药物无效。该技术涉及从血管内部消融肾动脉周围的神经纤维,旨在抑制交感神经活动并产生抗高血压作用。目前,正在进行临床研究以评估 RDN 在治疗难治性高血压方面的有效性。虽然射频 (RF) 消融导管被广泛使用,但其加热能力有限。微波导管被视为 RDN 的另一种选择。我们的目标是解决将微波导管应用于 RDN 的技术挑战。在本文中,我们设计了一个具有螺旋结构的导管和一个微波 (2.45 GHz) 天线。天线是一个同轴槽天线,其尺寸是通过模拟优化反射系数确定的。使用蛋清测得的导管反射系数为 -23.6 dB,在肾动脉中为 -32 dB。原型导管通过 细胞/组织 实验验证了模拟的有效性。该程序成功执行 体内 涉及猪肾动脉消融的实验。病理学评估证实,单个象限的大面积血管周围组织被消融(> 5 毫米),而肾动脉没有受到明显损伤。我们提出的装置可以控制消融位置,并进行深部神经消融,而不会使内膜或周围血液过热,这表明这是一种性能极佳的新型去神经导管。