ミリ波帯導波路の空間放射特性と高性能漏洩波アンテナの開発に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650439
• Research Institution: Doshisha University
• Principal Investigator: 辻 幹男 同志社大学, 工学部, 教授 (50148376)
• Keywords: 平面回路線路 / ミリ波導波路 / 漏洩現象 / 漏洩波アンテナ / マイクロストリップ線路 / テイラー分布 / 低サイドローブ / リッジ導波管

Research Abstract

本研究では平面回路線路あるいは金属導波管を用いたミリ波帯漏洩波アンテナの開発を目的としており、昨年度の基本特性の解析結果をもとに本年度は金属導波管から成るスタブ装荷漏洩リッジ導波管アンテナに的をしぼり、そのアンテナ特性の低サイドローブ化を行った。これを進めるにあたっては、まず漏洩線路の位相定数を一定に保ちつつ、減衰定数は零からある値の大きさまで連続的に変化するような線路形状を見出す必要がある。昨年度開発した導体エッジでの特異界を予め考慮した改良モード整合法を用いて種々の線路構造を検討した結果、導波管内リッジ両側の溝部分の深さを各々独立に調整すれば、上述の条件が満足されることを見出した。そこで、これらの形状を用いた1つのアンテナ設計例として、X帯で主ローブの半値幅が5°、全長が50cm、-30dBのテイラー分布のサイドローブを持つ漏洩波アンテナを取り上げ、設計形状を明らかにした。設計はX帯の高周波側である12GHzで行ったが、低周波側の8GHzにおいても-30dBのサイドローブ条件を満たす放射特性の解析結果が得られており、1つの設計法が確立できた。また、この設計形状をもとにアンテナを試作し、実際にX帯で放射特性の測定を行った。サイドローブレベルは少し高く測定されたものの、試作漏洩波アンテナの放射特性の測定値と理論値は非常に良く一致し、アンテナの有用性を実験面からも検証できた。次年度以降はアンテナをアレイ化して2次元走査可能なアンテナについて研究を進めていく。なお、平面回路線路を用いたアンテナについても種々の線路についてその放射特性の検討を行っており、次年度には最適なアンテナ形状を決定し、同様の高性能化を行っていく予定である。

Research Products

• [Publications] Mikio Tsuji: "Physical behavior of nonphysical leaky mode in the excitation fields on printed-circuit transmission lines"Dig. of IEEE MTT-S Microwave Symp. 2. 957-960 (2002)
• [Publications] Mikio Tsuji: "Leaky-wave antennas with low sidelobes based on stub-loaded ridge-rectangular waveguides"Proc. of Intern'l Symp. on Antennas and Propagat. 1. 141-144 (2002)