ホィスパリング・ギャラリーモード用アンテナおよび大電力ビームの導波

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63880001
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中島 将光 京都大学, 工学部, 助教授 (60025939)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沢谷 邦男 東北大学, 工学部, 助教授 (60108470) ; 下妻 隆 三菱電機, 中央研究所, 技師 ; 三宅 正司 大阪大学, 溶接工学研究所, 助教授 (40029286) ; 曄道 恭 京都大学, 理学部, 助教授 (50025384) ; 佐藤 元泰 京都大学, ヘリオトロン核融合研究センター, 助教授 (60115855)
• Keywords: ミリ波 / 核融合 / 電子サイクロトロン共鳴加熱 / ジャイロトロン / ホィスパリング・ギャラリー・モード / 反射形アンテナ / ビーム伝送

Research Abstract

1.ホィスパリング・ギャラリー(WG)・モード偏波変換アンテナの設計 WGモードのデバイ漸近表示と幾何光学とを用いて150GHz帯ミリ波ビーム・アンテナを設計・製作した。イメージ波源法を用いて放射ビーム・パターンを計算し、ビーム形状および電力分布を求めた。これをガウス・モードに結合すると80%程度の効率が得られることが分かった。次に、適当な形状の反射板を付加すると、サイド・ローブが低減し、ガウス・モードへの励振効率は数%以上高められる計算結果を得た。また、この種のアンテナの端面回折効果を求める計算を検討している。測定装置を整え、原子力研究所の設備を借りてコールド・テスト中であるが、大体予想通りの実験結果を得つつある。また、ジャイロトロン直結型のアンテナを考案し、大学を通じて特許申請中である。(京大・工、ヘリオトロン、東北大)
2.ミリ波電力伝送系 56GHzジャイロトロン出力TE02モードを階段状異径円筒モード変換器(京大開発)でTE01モードに変換した。80kW以下ではブレーク・ダウンを起こさないが、それ以上の大電力を扱うためには高耐圧化の必要がある。(京大・理)
3.大電力ミリ波ビーム強集束 京都大学開発のミリ波集束アンテナを大阪大学溶接研究所の60GHz(200kW)ジャイロトロンに適用し、電波吸収体および赤外線撮影装置を用いてビーム集束の形状を計測し、理論通りの特性を得つつある。(阪大・熔接研)
4.WGモード・ジャイロトロン 140GHz、TE10,2、500kWのWGモード・ジャイロトロンを設計し、コレクタ径28φのデマウンタブル管を改良することによって発振管を試作・完成した。発振の実験を開始すると共に、アンテナおよび出力モードの変換の設計を行う。(三菱電機)

Research Products

• [Publications] OSAMI WADA;MASANORI HASHIMOTO;MASAMITSU NAKAJIMA: INT.J.ELECTRONICS. VOL.65NO.3. 725-732 (1988)
• [Publications] 橋本正則,中島将光,和田修己: 電子情報通信学会技術研究報告. OQE88. 15-22 (1988)
• [Publications] M.Hashimoto;Y.Amano;M.Iima;M.Sato;O.Wada;M.Nakajima: Conference Digest:Thirteenth International Conference on Infrared and Millimeter Waves. (1988)
• [Publications] Y.Terumichi: Int.J.Electronics. 65ー3. 691-697 (1988)
• [Publications] 三宅正司: 大阪大学溶接工学研究所熱源センターだより. No.5. 25 (1988)
• [Publications] T.Kikunaga;T.Shimozuma;H.Asano;Y.Yasojima;Y.Murai;K.Nakashima;T.Tsukamoto: Conf.Digest 13th Int.Conf.on Infrared and Millim.Waves T10.3. (1988)