ミリ波帯ポスト壁導波管励振平行平板スロットアレーアンテナの研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750307
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 広川 二郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (00228826)
• Keywords: ミリ波 / ポスト / 平行平板導波路 / スロットアンテナ / 平面アンテナ / サイドローブ / 直線偏波

Research Abstract

76GHzポスト壁導波路給電平行平板スロットアレーアンテナにおいて、大きさを変えて設計、試作した。大きさが26mm×24mmから104mm×100mmの5種類のアンテナにおいて40%から50%の効率が得られた。また、サイドローブ抑圧設計を行った。測定されたサイドローブレベルは、E面あるいはH面の一方で抑圧した場合は-22dB、両面で抑圧した場合には-18dBであった。さらに、入射TEM平面波面に対して45度傾いた直線偏波を放射する、3本のスロットからなる構成を新たに提案した。正面方向で-25dB以下の良好な交差偏波抑圧が実現できた。
60GHz帯において、給電窓の間隔を変えたものを3種類試作したところ、給電窓の間隔を広げるにつれて給電点での反射が少なくなることを実験的に確認した。反射が-15dB以下の帯域が1GHz程度得られ、41mm×46mmの大きさのアンテナにおいて利得27.3dBiを効率58.3%で実現できた。効率を10%以上改善することができた。
また、平行平板導波路の側壁を考慮してオーバーサイズ方形導波管とみなし、スロットによる内部散乱界をイメージ波源を用いて解析した。導波管内部で電磁波が伝搬するにつれ、両端の金属短絡板の影響により導波管端部にリップルが生じ、中央付近まで生じているのが分かった。散乱界は終端側に行くほど大きくなり、終端付近では入射波と同程度のレベルになることが分かった。

Research Products

• [Publications] Jiro Hirokawa and Makoto Ando: "Sidelobe Suppression in 76GHz Post-Wall Waveguide-Fed Parallel Plate Slot Arrays"IEEE Transactions on Antennas & Propagation. 48・11. 1727-1732 (2000)
• [Publications] Jiro Hirokawa and Makoto Ando: "Efficiency of 76GHz Post-Wall Waveguide-Fed Parallel Plate Slot Arrays"IEEE Transactions on Antennas & Propagation. 48・11. 1742-1745 (2000)
• [Publications] Jiro Hirokawa and Makoto Ando: "45-Degree Linearly-Polarized Post-Wall Waveguide-Fed Parallel Plate Slot Arrays"IEEE Proceedings on Microwaves,Antennas and Propagation. 147・6. 515-519 (2000)
• [Publications] 甲斐久博,広川二郎,安藤真: "オーバーサイズ方形導波管スロットアレーの内部電磁界の解析"電子情報通信学会総合大会予稿集. B-1. 111 (2001)
• [Publications] 山下慶一、広川二郎、安藤真: "60GHz帯ポスト壁導波路給電平行平板スロットアレーの試作特性"電子情報通信学会東京支部学生会発表会予稿集. 25 (2001)