フレキシブル・フェーズドアレイ・アンテナ要素技術の研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25420316
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 佐藤 史郎 山形大学, 理工学研究科, 客員教授 (80511980)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 道央 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (40261573)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: フェーズドアレイアンテナ / 可変移相器 / ポリマーアクチュエータ / 挿入損失 / マイクロストリップライン

Outline of Annual Research Achievements

高周波帯で用いるフレキシブル・フェーズドアレイ・アンテナ実現に向けての要素技術の開発にあたり、H26年度は、H25年度に考案した新しい可変移相器の基盤技術の開発を進めた。この可変移相器は、フレキシブルな有機フィルムを誘電体とするマイクロストリップラインから成るマイクロ波分配回路と、ポリマーアクチュエータによる可変移相機構を組み合わせるもので、挿入損失、位相可変範囲、フレキシビリティ、印刷製造可能などの点で当初の容量可変ダイオード方式より優れているものと期待している。H26年度は基本デバイスのシミュレーションによる設計とスクリーン印刷法による試作を行い、基本的な可変位相機構の動作の実証に成功した。H27年度は、マイクロ波分配回路のさらなる高精度設計とスクリーン印刷の諸条件の最適化による作製技術の改善を進めるとともに、ポリマーアクチュエータの構成材料の選択と作製法の改善を行った。それらにより、可変移相器としての位相可変範囲、可変速度等の性能改善を進めた。また、この新しい可変移相機構の詳細を明らかにした。さらに、H27年度は、上記の可変移相器を用いた４個のパッチアンテナ素子から成るフェーズドアレイ・アンテナ・ユニットについてのシミュレーションにより、挿入損の小さい集電方式と回路構成を見出すとともに、高指向性利得で大きな指向性走査が可能であることを明らかにした。以上のように、本研究では、高周波数帯に適用できるフレキシブルで印刷製造可能な可変移相器の考案、シミュレーションによる設計技術開発、スクリーン印刷法による作製技術開発、試作デバイスの可変移相特性解明、４個のパッチアンテナ素子から成るフェーズドアレイ・アンテナの動作シミュレーションなどを行い、提案する可変移相器・アンテナの実用化の可能性を明らかにした。これらにより、本研究の主要な要素技術研究の目的を達成することができた。