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2005 年度 実績報告書

逆相給電一層構造導波管平面アンテナの高利得・高能率化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16760287
研究機関埼玉大学

研究代表者

木村 雄一  埼玉大学, 工学部, 助手 (90334151)

キーワード導波管スロットアンテナ / マイクロ波・ミリ波アンテナ / 平面アンテナ / 高能率アンテナ / 逆相給電 / 一層構造 / グレーティンググローブ抑圧 / 低コスト・大量生産
研究概要

平成17年度においては、準ミリ波帯およびミリ波帯で高利得・高能率が期待され、かつ、大量生産可能な簡素な構造である逆相給電一層構造導波管スロットアレーアンテナの高利得・高能率化を目的として、以下の検討を行った。(1)本研究により提案されたスロットを直線状に配列した逆相給電導波管平面アレーを設計するため、スロット単素子の解析モデルを構築した。本解析モデルは、方形導波管の広壁中央に置かれたスロットおよびスロット励振するための壁構造の摂動素子により構成される。2次元的に配列されたスロットアレーの外部領域における素子間相互結合を考慮するため、導波管の外部に周期境界条件を導入した。(2)本研究費により導入された3次元有限要素法電磁界シミュレータ(Ansoft HFSS)を用いて上述の単素子モデルを解析し、摂動素子長に対する反射・透過特性の変化を求めた。なお、設計・解析周波数は25.33GHzとし、スロット長は共振長と設定した。解析の結果、摂動素子自身が有するリアクタンス成分の影響により、透過位相が30°〜50°前後の比較的大きな値を示した。そこで、このリアクタンス成分を打ち消すため、スロット長を共振長よりやや短く設定すると透過位相の値は最大で15°以内に抑制されることが明らかにされた。(3)単素子モデルの解析結果を基にして、一様開口分布となる16素子アレーの設計を行った。スロットの放射量は摂動素子長により制御し、スロットを一定の間隔で配置するためスロット長は透過位相の値が最小となるように設定した。なお、アレーの反射量を抑制するため、ビームチルト設計を採用した。その結果、一様な励振分布が実現され、放射パターンの第1サイドローブレベルは-13dBとなることを確認した。以上のことから、本研究により提案された新しいスロットアレーの設計手法を確立した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] 壁構造により励振された逆相給電一層構造導波管スロットアレーの周期構造を用いたスロット設計2006

    • 著者名/発表者名
      榊原孝典, 木村雄一, 羽石 操
    • 雑誌名

      2006年電子情報通信学会総合大会

      ページ: B-1-78

  • [雑誌論文] 壁構造により励振された逆相給電一層構造導波管スロットアレーの設計2005

    • 著者名/発表者名
      榊原孝典, 木村雄一, 羽石 操
    • 雑誌名

      2005年電子情報通信学会総合大会

      ページ: B-1-210

  • [雑誌論文] A low-cost and very compact wireless terminal integrated on the back of a waveguide planar array for 26 GHz band fixed wireless access (FWA) systems2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kimura, Y.Miura, T.Shirosaki, T.Taniguchi, Y.Kazama, J.Hirokawa, M.Ando, t.Shirouzu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Antennas and Propagation Vol.57No.8

      ページ: 2456-2463

  • [雑誌論文] An alternating-phase fed single-layer slotted waveguide array in 76 GHz band and its sidelobe suppression2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kimura, M.Takahashi, J.Hirokawa, M.Ando, M.Haneishi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics Vol.E88-C No.10

      ページ: 1952-1960

  • [雑誌論文] 76GHz alternating-phase fed single-layer slotted waveguide arrays with maximum gain and sidelobe suppression2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kimura, M.Takahashi, M.Haneishi
    • 雑誌名

      2005 IEEE Antennas Propagation Society International Symposium Digest Vol.1A

      ページ: 807-810

  • [雑誌論文] 格子状金属板を装荷した逆相給電一層構造導波管スロットアレーにおけるスロット結合量の検討2005

    • 著者名/発表者名
      大室富広, 木村雄一, 羽石 操
    • 雑誌名

      2005年電子情報通信学会ソサイエティ大会

      ページ: B-1-103

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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