arXiv News

すべての人に一次情報を

サイト

Aboutプライバシーポリシー利用規約

© 2026 arXiv News

arXiv News

英語日本語

言語を切り替え

英語日本語
アカウントを読み込み中…

すべての人に一次情報を

トップページに戻る
信号処理日本語公開済み

有限開口ベッセルビームの無限近場伝播は、約20%に限られる

2026年11月3日arXiv: 2610.41656v1

有限開口ベッセルビームは、無線の近波(近場)通信で重視される非衝縮性と自己修復性を持っています。しかし、解析により、このビームの実用的な無限衝縮範囲は、電磁波の近場領域全体の約22%(円形開口)または19%(正方形開口)に限定されることが示されました。この制限は、ビームの角度に対するクリティカル角度で区切られ、未定義領域、有限深場領域、無限深場領域に分けられます。

解析は、フレネル近似を用いて円形および正方形開口から生じる位相ベースのベッセルビームの正規化配列利得を閉形式で導出しました。これにより、設計者は近場全域にわたってビーム利得を評価し、最適なビーム角度を選択できます。

結果は、図2(円形開口の場合)と表II(クリティカル非衝縮範囲)の実測データで裏付けられ、電磁的に大きなアレイに対しては、約0.22倍から0.19倍のフレーベニア距離にまでしか無限深場が維持できないことが確認されています。

円形開口のベッセルビームの正規化配列利得が距離と角度によって変化する様子を示した図。 ß (1/3)円形開口のベッセルビームの正規化配列利得が距離と角度によって変化する様子を示した図。 ß (2/3)円形開口のベッセルビームの正規化配列利得が距離と角度によって変化する様子を示した図。 ß (3/3)
(a). 図2は円形開口のベッセルビームにおける空間に対する正規化配列利得Gnormを示し、鋭角が減少するにつれて高利得領域が拡大し、3 dB(Gnorm=0.5)境界が進行距離を示す。Jolly, Aditya, Petrov, Vitaly, Fodor, Gábor, Björnson, Emil · arXiv:2610.41656v1 · (a) · CC BY 4.0
円形・正方形開口のクリティカル非衝縮範囲を示す表。
PropositionCritical Zmax
Proposition 1aRtan⁡(sin−1⁡(0.5533​λR))≈0.226​dFAc
Proposition 2Rtan⁡(sin−1⁡(0.5639​λR))≈0.222​dFAc
Proposition 3aDAP2​tan⁡(sin−1⁡(0.91606​λDAP))≈0.193​dFAs
Proposition 4DAP2​tan⁡(sin−1⁡(0.9383​λDAP))≈0.188​dFAs
TABLE II. 表IIは円形および正方形開口に対し、クリティカル角で定義される非衝縮範囲の最大利用距離Zmaxをフレーベニア距離の割合で示したもので、円形で約0.22、正方形で約0.19となる。Jolly, Aditya, Petrov, Vitaly, Fodor, Gábor, Björnson, Emil · arXiv:2610.41656v1 · TABLE II: · CC BY 4.0

元論文

Limitation of Bessel Beams in Near Field Communications: A Depth of Field Perspective

信号処理
arXiv で見る
有限開口ベッセルビームの無限近場伝播は、約20%に限られる | arXiv News