高性能サブミリ波アンテナの開発とサブミリ波による評価測定方法の提案

• Project/Area Number: 16760304
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Communication/Network engineering
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 松永 真由美 愛媛大学, 理工学研究科, 助手 (30325360)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2004: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: サブミリ波 / アンテナ / 電磁界理論解析 / イメージング / センシング / 高効率アンテナ / テラヘルツ波 / コルゲートホーン / 電波望遠鏡 / 高利得アンテナ / 高性能アンテナ

Research Abstract

サブミリ波コルゲートホーンアンテナのリターンロスが交差偏波特性を劣化させずに向上する設計手法の提案と、本設計法の有効性を理論的アプローチと実験的アプローチの両側面から検証を行った。更に、これまで困難であったサブミリ波を用いたリターンロス特性の測定法についても検討した。
1.提案している設計手法を用いることで、サブミリ波コルゲートホーンアンテナのリターンロス特性が交差偏波特性を劣化させることなく飛躍的に改善する。つまり、アンテナの使用帯域幅すべてにおいて交差偏波レベルを主偏波に対して-45dB以下に保ったまま、リターンロスを-30dB以下にすることができる。更に、本設計手法の採用が何故このような改善をもたらすのかについて理論的に検証することで、様々な周波数帯域での使用を想定したアンテナへの応用が可能な一般的な設計法へと発展させることができた。これらの事は、数値計算シミュレーション及び実験により実証している。本研究成果は、国際会議において発表した上で、学術論文誌へ投稿し掲載予定である。
2.研究代表者が提案しているサブミリ波を用いたアンテナ性能測定システムによって、アンテナのアンテナビームパターン測定のみならず、交差偏波特性の測定に成功した。これにより、交差偏波特性の測定が非常に難しい原因を追及し、有効な測定法と、交差偏波特性の改善に有効な設計法についても検討することができた。更に、リターンロス特性の測定方法について光学系を用いた測定方法と、導波管方向性結合器を用いた方法について数値計算シミュレーションによる検討と、実験的な検討とを試みた。これらの研究成果については、国際会議および学術論文誌への投稿を予定している。

Research Products

• [Journal Article] A Suggested Arrangement of Grooves for Enhancing the Return-Loss Performance Characteristics of Submillimeter-wave Corrugated Horns (2007)
  • Author(s): Mayumi Matsunaga
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan 59巻3号(掲載予定)
  • NAID: 10023946100
• [Journal Article] S 字形廊下の遮蔽壁に骨材がある建造物内の電波伝搬 (2007)
  • Author(s): 松永 利明
  • Journal Title: 映像情報メディア学会技術報告 HCT-2007-9 Pages: 33-36
• [Journal Article] 遮蔽壁に金属骨材を有する建造物内の電波伝搬 (2007)
  • Author(s): 松永 利明
  • Journal Title: 映像情報メディア学会技術報告 HCT-2007-10 Pages: 37-40
• [Journal Article] CIP 法を用いたコンクリート遮蔽壁の透過電磁波の数値計算 (2007)
  • Author(s): 松岡 剛志
  • Journal Title: 映像情報メディア学会技術報告 HCT-2007-24 Pages: 95-98
• [Journal Article] A Newly Designed High-Performance Submillimeter-Wave Horn Antenna (2006)
  • Author(s): Mayumi Matsunaga
  • Journal Title: Proc. of 2006 Progress in Electromagnetics Research Symposium 1巻(CD-ROM)
• [Journal Article] CIP 法による電磁波伝搬解析に関する一検討 (2006)
  • Author(s): 松岡 剛志
  • Journal Title: 電気関係学会九州支部連合大会 講演論文 1巻(CD-ROM)
• [Journal Article] A Newly Designed High-Performance Submillimeter-Wave Horn Antenna (2006)
  • Author(s): Mayumi Matsunaga
  • Journal Title: Proc. of 2006 Progress in Electromagnetics Research Symposium (掲載予定)(受理)
• [Journal Article] 高性能テラヘルツ波コルゲートホーンの開発 (2006)
  • Author(s): 松永真由美
  • Journal Title: 電子情報通信学会 技術研究報告 アンテナ・伝播 A・P2005-144 105巻561号 Pages: 61-64
  • NAID: 110004082889
• [Journal Article] コンクリート壁で仕切られ建造物内の電波伝搬 (2006)
  • Author(s): 山本隆弘
  • Journal Title: 電子情報通信学会 技術研究報告 アンテナ・伝播 A・P2005-129 105巻561号 Pages: 1-4
• [Journal Article] 建造物における曲線形通路内の電波伝搬 (2006)
  • Author(s): 秋穂直子
  • Journal Title: 電子情報通信学会 技術研究報告 アンテナ・伝播 A・P2005-130 105巻561号 Pages: 5-8
• [Journal Article] Feasibility of Optical Beam Branching Circuit Consisting of a Loop Waveguide and a Planar Glass Waveguide (2005)
  • Author(s): K.Ono
  • Journal Title: Proc. of the 10^<th> International Symposium on Microwave and Optical Technology 1巻 Pages: 351-354
• [Journal Article] Analysis of submillimeter-wave horn antennas for submillimeter-wave telescopes (2004)
  • Author(s): 松永真由美, 松永利明, 関本裕太郎
  • Journal Title: Proc.of SPIE for the 9th International Symposium on Microwave and Optical Technology 5445巻 Pages: 446-449
• [Journal Article] Propagation characteristics of circularly bent gradient-index planar waveguides with finite cladding thicknesses (2004)
  • Author(s): 小野和雄, 松永真由美, 若木隆憲, 大谷典孝
  • Journal Title: Proc.of SPIE for the 9th International Symposium on Microwave and Optical Technology 5445巻 Pages: 176-179
• [Journal Article] サブミリ波コルゲートホーンアンテナの高性能化設計法 (2004)
  • Author(s): 松永真由美, 松永利明, 関本裕太郎
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告アンテナ・伝播 103巻571号 Pages: 37-40
  • NAID: 110003246462
• [Journal Article] ALMA型受信機光学系の評価測定システム (2004)
  • Author(s): 松永真由美, 松永利明, 関本裕太郎
  • Journal Title: 日本天文学会2004年春期年会講演予稿集 1巻
• [Journal Article] サブミリ波ホーンアンテナの評価測定法 (2004)
  • Author(s): 松永真由美, 松永利明, 関本裕太郎, Matthew Carter
  • Journal Title: 電子情報通信学会総合大会講演論文集 B-1巻 Pages: 281-281