導波管スロットアレーアンテナの電磁界解析に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03F00906
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 廣川 二郎 東京工業大学, 大学院・理子学研究科, 助教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): YOUG John Calvin 東京工業大学, 大学院・理子学研究科, 外国人特別研究員
• Keywords: 導波管 / スロットアンテナ / スペクトル領域法 / 1

Research Abstract

任意の形状の断面が一様に伸びた筒状導波管の壁面に切られた複数のスロットからなるアンテナの解析と設計を行った。このような形式のアンテナを移動通信システムでの基地局アンテナ用として検討している。現在までに,方形導波管壁面上に管軸に対して平行あるいは垂直に切られた複数のスロットアンテナを解析できるFortranプログラムを作成した。このプログラムでは,導波管内部の反射係数,透過係数開ロアドミタンス,そして放射指向性が計算できる。大規模アンテナアレーでは,解析。上の近似によるわずかな誤差が最終解析結果において大きな誤差となりうる。そこで,本解析プログラムでは,この種のアンテナの解析でよく用いられる多くの近似を用いずに,導波管軸方向にフーリエ変換を施した2次元解を用いたスペクトル領域法で正確に解析した。実空間領域では一般に時間がかかり実用的ではない。このスペクトル領域法により効率的に導波管の断面形状を考慮でき計算時間を短縮できた。また,方形断面だけでなく任意の断面形状に対して適用できるようにプログラムを作成した。導波管断面とスロットの形状に対し、ビームの幅や形状の観点から水平面放射指向性および反射係数と透過係数の変化を定量的に評価した。さらに,導波管の複数の壁面にまたがるようなスロットアンテナを解析できるようにプログラムの拡張を現在進めている。この際にはスロットの曲がった部分の壁厚の効果を正確に評価するため有限要素法を組み込む。

Research Products

• [Publications] J.C.Young, J.Hirokawa, M.Ando: "External Aperture Admittance of a Slot in a Rectangular Waveguide"2004 URSI Symposium on Electromagnetic Theory. (2004)
• [Publications] J.C.Young, J.Hirokawa, M.Ando: "Reflection and Transmission Coefficients for Vertical and Horizontal Slots in the Broad Wall of a Rectangular Wave guide"2004 IEEE APS/LTRSI Symposium. (2004)