マイクロ波電力伝送に適したポスト側壁構成キャビティ付スロットアンテナの開発研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750232
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 日景 隆 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30312391)
• Keywords: 太陽発電衛星 / キャビティ / スロットアンテナ / FDTD法 / ポスト / フェーズドアレーアンテナ / マイクロ波送電 / 素子間相互結合

Research Abstract

本研究では,太陽発電衛星用送電アンテナに適したキャビティ付スロットアンテナの開発を目標として検討を行った.送電アンテナは約250万素子から構成される巨大なフェーズドアレーアンテナである.したがって,製作の容易性を考慮したアンテナ素子の開発を行わなければならない.そこで,キャビティ側壁をポストで構成したキャビティ付スロットアンテナを提案した.ポスト側壁構成キャビティ付スロットアンテナは,上下2枚の導体板にピン打ち等を行うことでアレーアンテナを製作できるので,製作が容易でかつ大規模アレーアンテナの製作に適している.また,送電アンテナを軽量化する点においても有利である.
本研究においては,本年度次に示す成果を得ている.アンテナ素子側壁を構成するポスト間隔について検討を行った.ポスト間隔を狭くすることで,側壁が導体板の場合と同様の特性が得ることができる.しかしながら,必要なポスト本数が増加し,容易な製造を実現できない.よって,所望の特性を実現可能なポスト間隔を明らかにする必要がある.ここで,送電アンテナ素子の寸法はχ軸方向に75mm,y軸方向に90mmであり,高さは特に指定されていない.本研究においては,高さ12mmのアンテナ素子を仮定し,ポスト間隔Δについて検討した.Δが3mm,7.5mmおよび15mmのいずれの場合についても,送電周波数2.45GHzで20dB以上のリターンロス特性を実現できることを明らかにした.さらに,アンテナ素子の高さを12mmから6mmあるいは3mmと薄形化した場合でも,ポスト間隔Δを15mmとして,素子の設計が可能であることを明らかにした.以上のことから,アンテナ設計に有効な方法が明らかになった.

Research Products

• [Publications] 村上和之: "アレーアンテナ素子間相互結合のFDTD解析法に関する比較検討"電子情報通信学会技術研究報告. A・P2000-39,SAT2000-36,MW2000-39. 53-59 (2000)
• [Publications] 日景隆: "ループ給電キャビティ付スロットアンテナの設計"電子情報通信学会2000年通信ソサイエティ大会講演論文集. B-1-58. 58 (2000)
• [Publications] 日景隆: "ポスト側壁構成キャビティ付スロットアンテナに関する検討"平成12年度電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 175. 211 (2000)
• [Publications] 村上和之: "側面をワイヤで構成したキャビティ付スロットアンテナに関する検討"第3回宇宙太陽発電システム(SPS)シンポジウム講演要旨集. 75-79 (2000)
• [Publications] 日景隆: "マイクロ波電力伝送用ポスト側壁構成キャビティ付スロットアンテナ"電子情報通信学会2001年総合大会講演論文集. B-1-76(発表予定). (2001)