2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on development of PTFE-waveguide circuits for short millimeter-wave frequencies and its integration using synchrotron radiation
| Project/Area Number |
26420314
|
|---|
| Research Institution | Okayama Prefectural University |
|---|
Principal Investigator |
岸原 充佳 岡山県立大学, 情報工学部, 准教授 (50336905)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | ミリ波 / 導波管 / 放射光エッチング / 方向性結合器 / バトラーマトリクス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，放射光直接エッチングを利用してテフロンの微細加工を行い，得られるテフロンパターンに金属膜を蒸着させることで短ミリ波帯導波管回路を開発・集積化する内容である．28年度は，集積化された短波ミリ波帯テフロン充填導波管バトラーマトリックスの製作を試み，課題の目的をほぼ達成するに至った．
マルチビーム形成回路は，高度アンテナシステムにおいて重要なコンポーネントである．試作に先立ち，まずテフロン導波管で十字型3 dB方向性結合器および横断回路(0 dB方向性結合器)を180 GHzで設計した．これは平面回路法および電磁界シミュレータHFSSを用いることで行った．次に，ホーンアンテナを一体化した4×4バトラーマトリクスを設計した．この設計は，180 GHz帯テフロン導波管の管内波長を基に，HFSS上で位相調整することで行った．
これを基に，テフロンの放射光エッチング，金のスパッタ蒸着と電解めっきによりバトラーマトリクスを試作した．本導波管バトラーマトリクスはテフロンベースで薄く小さく十分な機械強度がない．本研究課題では回路形状を保持する目的で，アクリル容器内に固定させた．なお，ホーンアンテナの開口は，手作業でAu膜を切除することで実現した．
最後に，バトラーマトリクスの放射パターンを測定し，設計結果と製作プロセスの妥当性を確認した．測定評価は，周波数3逓倍器を利用してV帯信号源(50-75 GHz)からG帯周波数(140-220 GHz)を得る環境を用い，デテクタによる受信電力の検波出力を用いて放射パターンを得ることで行った．これにより，測定結果の主ビームの方向が信号入力ポートに応じて変化していることを確認した．そして，それらの結果は，HFSSを使ってシミュレーションした結果と一致していることを確認した．
|
