高効率多重構造平面アンテナの研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650438
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 江頭 茂 佐賀大学, 理工学部, 教授 (70039246)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 崎谷 昭秀 佐賀大学, 理工学部, 助教授 (50117321)
• Keywords: アンテナ / マイクロストリップアンテナ / 平面アンテナ / 無給電素子 / 多重構造 / FDTD法

Research Abstract

無給電素子を装荷した多重構造マイクロストリップ配列アンテナの特性を実験的に解析を行い、基本的な特性を把握し、さらにFDTD法(時間領域差分法)を用い数値解析を行った。
素子単体で利得の高い多重構造マイクロストリップアンテナを2素子を配列した最も基本的な配列アンテナにおいて、利得向上の仕組みについて検討した。単素子の指向性と配列係数より求めた指向性と実際の配列アンテナの指向性とを比較し相互結合や給電線損と指向性との関係も調べた。その結果、無誘電素子を装荷し多重構造にすることによって、通常の平面配列アンテナより指向性のビーム幅が狭く、サイドローブレベルが下がり、利得が向上することがわかった。特にE面配列でその効果が顕著に現れた。しかし、相互結合量は多層構造にすることで増加し、それによってサイドローブレベルが若干上がり、特性を低下させることがわかった。
次にFDTD法の多層構造マイクロストリップアンテナの解析への適用を検討した。最近、計算機の発達とともにFDTD法はアンテナへの適応の容易さから盛んに研究されている解析手法であり、マイクロストリップアンテナの解析例が報告されている。そこで、本研究では、FDTD法を無給電素子を装荷した多層構造のマイクロストリップアンテナの解析に適用し、計算結果を実験値と比較した。その結果、計算結果は実験値とよく一致し、FDTD法は本アンテナの解析手法として有用であることを確認した。また、計算により、多層構造にすることにより指向特性が向上することを確認した。
この解析手法は、多層構造マイクロストリップアンテナにおいて、円偏波アンテナや配列アンテナへの応用が容易に行える思われ、数値計算による解析により、さらに多層構造マイクロストリップアンテナの特性向上の仕組み解明が期待できる。

Research Products

• [Publications] E.Nishiyama: "Consideration on Gain and Efficency of Stacked Microstrip Array Antennas" Proe.of 1996 International Symposium on Antennas and Propagt.833-836 (1996)
• [Publications] 朝香 聖成: "無給電素子装荷マイクロストリップアンテナの利得と開口面積について" 平成8年度電気系学会・九州支部連合大会講演集. 661- (1996)
• [Publications] 江口 勝: "無給電素子装荷マイクロストリップアレイアンテナの指向性と配列間隔について" 映像情報メディア学会技術報告. Vol.21 No.4. 11-14 (1997)