| 研究概要 |
近年ミリ波帯において無線LAN、固定無線アクセス(FWA)などの無線通信サービスが展開される中、高利得、高効率を実現可能な導波管平面アンテナに注目が集まっている。また最近は通信用以外にもプラズマエッチング用アンテナといった半導体の分野などにも活躍の場を広げている。そのような中で産業界から精密で高速な解析法・設計法の確立が強く望まれている。これは依然として市販の汎用シュミレータでは電磁界解析に多くの時間を必要とし複雑な形状では解析はできたとしても、設計は事実上不可能なためである。本研究はこれを解決するために2次元スペクトル界を用いるスペクトル領域法を用いて高速で精密な解析法、設計法の確立を行う。博士1年目では放射導波管の間に金属の縦壁(バッフル)を有する一層構造導波管スロットアレーアンテナについて同相給電、逆相給電の2通りのモデルをスペクトル領域法で解析した。この際、バッフルの高さによりスロット結合量が約半波長周期で変化した。この現象の原理を解明するため,一様励振を仮定した場合の近似解析を行い比較した。すなわち,スロットペアについては,外部のバッフル部を管軸方向に周期性を取り込んだ周期境界壁と金属壁(バッフル)に囲まれた導波管を導入して散乱行列を求めた。バッフル開口部については、管軸方向に一様性を仮定した2次元モデルにおいて金属壁(バッフル)と横方向の周期性を取り込んだ周期境界壁の接続部の散乱行列を求めた。これら2つの散乱行列を接続してバッフル付きスロットペアの散乱行列を求めた。さらにスロットペアの個数だけ接続して導波管内のスロットによる多重反射も考慮した。近似解析についてもスペクトル領域法と同様な傾向が得られ、バッフルの高さによる放射量の周期的変化はTEMモードによるスロットペアとバッフル開口での反射による定在波により起きていることが分かった。以上により解析・設計プログラムの完成、特異な現象の解明が完了し、今後これらを用いて一様設計を実現し、論文として投稿予定である。
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