2003 Fiscal Year Annual Research Report
簡易構造ミリ波帯導波管スロットアンテナの最適化設計手法の開発に関する研究
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15686017
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
榊原 久二男 名古屋工業大学, 工学研究科, 講師 (50359759)
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| Keywords | アンテナ / 導波管 / スロットアンテナ / ミリ波 / 平面アンテナ / 電磁界解析 / 高周波 / グレーティングローブ |
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| Research Abstract |
平成15年度(1年目)の研究により,高い生産性,低コスト化の可能な簡易な構造でありながら,アンテナの効率低下の主要因であったグレーティングローブと呼ばれる不要放射が生じない導波管スロットアンテナの構成方法を考案し,その構成に適したアンテナ素子を提案した.
導波管の管内波長は,原理的に自由空間波長よりも長いため,グレーティングローブと呼ばれる不要放射が,効率低下の本質的な問題であった.そこで本研究では,管内波長を短くするために導波管広壁幅を広く設定した.この場合にスロットからの放射量が低下してしまい,設計不可能となってしまう問題が生じるが,ポスト付導波管狭壁スロットアンテナと呼ばれる新構造の素子を提案することにより,スロットからの放射量を大きくすると同時に,反射損失の小さい素子を実現し,グレーティングローブレベル上昇の原因となるビームチルト設計の手法をとることなくアンテナを設計できた.
これまでに,電磁界シミュレータを用いてアンテナ素子の特性を電磁界解析する一方で,本予算により試作した12GHz帯スケールモデルの特性を,同じく本予算で導入したベクトルネットワークアナライザを用いて測定し,電磁界解析との両面からパラメータスタディすることにより,新構造のアンテナ素子の設計自由度を確認した.
さらに,提案のアンテナ素子を用いた場合の素子間隔を見積もることにより,不要放射であるグレーティングローブレベルの低減量と発生方向を求め,アンテナ素子の効果について詳細に調べた.また,研究代表者の過去の研究で提案されたグレーティングローブレベル低減技術を,本手法と組み合わせることで,非常に大きな効果が期待できることが確認された.
平成16年度は,本技術を導入したアレーアンテナの設計を進め,ミリ波帯において本技術を用いたアンテナを実現する.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] 山本, 榊原, 菊間, 平山: "ポスト付導波管スロットアレーアンテナの設計"電子情報通信学会 総合大会,2004年3月. (発表予定). (2004)
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[Publications] 榊原, 水谷, 福野, 菊間, 平山: "4列1移相器構成フェーズドアレー用導波管ブロック給電回路の試作特性"電子情報通信学会 総合大会,2004年3月. (発表予定). (2004)
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[Publications] 出口, 榊原, 菊間, 平山: "広帯域ミリ波マイクロストリップ線路導波管変換器の設計"電子情報通信学会 総合大会,2004年3月. (発表予定). (2004)
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[Publications] 榊原, 菊間: "ブロック給電方式を用いた4列1移相器構成フェーズドアレー用導波管給電回路の設計"電子情報通信学会,2003年9月ソサイエティ大会. B-1-216. 216 (2003)
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[Publications] Sakakibara, Kikuma: "Feeding Circuit of Phased Array Composed of Four Slotted Waveguides with Only One Phase Shifter Using Block Excitation Technique"2003 IEEE Topical Conference on Wireless Communication Technology, October, 2003. 23-2. (2003)
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[Publications] Sakakibara, Saito, Yamamoto, Inagaki, Kikuma: "Microstrip Line To Waveguide Transition Connecting Antenna and Backed RF Circuits"IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Columbus, Ohio June 22-27, 2003. 118-7. 958-961 (2003)
