2019 Fiscal Year Research-status Report

Basic study of a both-side retrodirective system for self-convergent microwave beam

Research Project

Project/Area Number	18K13759
Research Institution	Ryukoku University
Principal Investigator	松室尭之龍谷大学, 理工学部, 助教 (60802923)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	マイクロ波送電 / レトロディレクティブ / 位相共役回路 / 自己収束ビーム / ビーム伝搬法
Outline of Annual Research Achievements	まず、昨年度に引き続き両側レトロディレクティブシステムによって実現される自己収束ビームの特徴についてビーム伝搬法によるシミュレーターを用いた検討を進めた。その結果、ビーム内に侵入した異物（電波吸収帯）を回避する効果があることが新たに明らかとなった。このことにより、両側レトロディレクティブはシステム外部への漏洩エネルギーを極小化して他の通信システムへの影響を最小限に抑えるだけでなく、人や動物が誤ってビーム内に侵入した場合にも瞬時に異物を回避するビームを形成する能力を持ち、マイクロ波送電システムの安全性を効果的に高めることが可能であることが示された。この成果は、宇宙太陽発電学会にて発表を行った。一方で、両側レトロディレクティブシステムのフィードバック発振によるシステム動作を実験により検証するためには、多くの送受電アンテナおよび回路モジュールが必要になる。これらの問題を回避するため、平行平板導波路と直線状アレーアンテナを組み合わせた２次元ビーム導波路について検討を進めた。電磁界シミュレーターを用いた計算により、平行平板導波路におけるビーム伝搬特性は、直線状アレーアンテナを平面アレーアンテナに拡張したものと同様であり、素子数を効果的に削減して実験的検証が可能であることが明らかとなった。さらに、昨年度の成果を投稿した両側レトロディレクティブシステムのオリジナル論文が査読付論文誌にて発行された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 今年度は、上記の研究実績に加えてマイクロ波送電システムの社会実装方針についての思考に多くの時間を費やしたため、システムの起動プロセスに関する検討や実験的検証に向けた準備がやや遅れている。
Strategy for Future Research Activity	最終年度となる来年度では、これまでの検討によって得られた成果をもとに２次元ビーム導波路を用いた両側レトロディレクティブシステムの実験的検証を行うことにより、システム実装上の課題を明らかにする予定である。
Causes of Carryover	予算内での効果的な実験を模索するため素子数削減方式の検討に多くの時間を費やし試作開発まで至らなかった。最終年度において、回路モジュール等の試作費として用いる予定である。