超高能率平面アンテナの研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63420032
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 安藤 真 東京工業大学, 工学部・電気電子工学科, 助教授 (90159533)
• 研究分担者: 櫻井 仁夫 東京工業大学, 工学部・電気電子工学科, 助手 (30016620) ; 後藤 尚久 東京工業大学, 工学部・電気電子工学科, 教授 (80009232)
• キーワード: DBS / 衛星放送 / 平面アンテナ / 高能率アンテナ / 円偏波 / 直線偏波 / 一層RLSA / ラジアルラインスロットアンテナ

研究概要

ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)は超高能率特性が期待できる平面アンテナである。平成元年度までの研究により、一様スロットを有する二層RLSAの実現、スロット結合の理論解析がほぼ達成されている。平成2年度の研究項目を整理すると次のようになる。(1)開口上でスロット長、密度を積極的に変化させた一層構造の実現。(2)反射を抑制したスロット配置の開発による直線偏波化(3)小型局衛星通信への応用を考えた口径の多様化(4)発泡基板等を用いた構造の簡略化。
本年度の研究成果を要約すると、以下のようになる。(1)および(3)ラジアル導波路とスロットとの結合現象の理論解析に成功し、一様開口分布を得るためのスロット設計法を確立した。スロット長、間隔ともに開口上で変化させる設計を、開口径25cm〜60cmの多様な大きさのアンテナ試作に適用し、いずれも約80%の極めて高い効率を実現した。一層構造RLSAは、構造の点でもこれまでの反射鏡あるいは平面アンテナより簡単なものとなっており、すでに量産化が進められている。(2)円偏波以外では顕著となるスロット反射を抑制するために、波動解析に基ずく定量的なスロット設計を行い、直線偏波における反射量を、これまでの-2dBから-10dBまで低減することができた。はじめて直線偏波アンテナとしての動作を確認し、効率48%を実現した。(4)通常より3倍程度厚い発泡基板を用いてRLSAを試作し、効率75%を実現した。基板での低効率特性がおもに銅損に起因することを実証するとともに、厚い構造が可能なRLSAでは強度に優れた基板の使用も可能であることを示した。本研究で残された課題として次の事項がある。(A)一層の広帯域化(B)直線偏波において80%以上の効率の実現、(C)終端損失の解消による極限効率の実現(90%以上)、(D)ビ-ムチルトや偏波共用等の多機能化

研究成果

• [文献書誌] Makoto Ando: "A Matching Spiral for a SingleーLayered Radial Line Slot Antenna" Transaction on IECIE. vol.E73. 1322-1325 (1990)
• [文献書誌] Junーichi Takada: "The Bandewidth and the Gain of Radial Line Slot Antenna with Uniform Slot Density" Transaction on IECIE. vol.E73. 1372-1377 (1990)
• [文献書誌] Makoto Natori: "A Design of CoaxialーtoーRadial Line Adaptors in Radial Line Slot Antennas" Transaction on IECIE. vol.E73. 1874-1879 (1990)
• [文献書誌] Jiro Hirokawa: "Analysis of Slot Coupling in a Radial Line Slot Antenna for DBS Reception" IEE ProcceedingsーH Microwaves,Antennas and Propagation. vol.137 pt.H. 249-254 (1990)
• [文献書誌] 川上 勉: "小口径ラジアルラインスロットアンテナ" 電子情報通信学会誌. vol.J73 BーII. 942-944 (1990)
• [文献書誌] Masaharu Takahashi: "A Slot Design for Uniform Aperture Field Distribution in SingleーLayeredRadial Line Slot Antenna" IEEE Transaction on Antennas and Propagation. (1991)
• [文献書誌] Makoto Ando: "A Slot Design for Uniform Aperture Field Distribution in SingleーLayeredRadial Line Slot Antennas" 1990 APーS SYMPOSIUM. Vol.2. 400 (1990)
• [文献書誌] Makoto Ando: "Flat Array Antennas for Direct Broadcasting Satellite (DBS) Reception" 23th General Assembly of The URSI. Vol.2. 930-933 (1990)