車載用一層構造漏れ波導波管スロットアレーアンテナの研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05750332
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 廣川 二郎 東京工業大学, 工学部, 助手 (00228826)
• Keywords: アンテナ / 衛星放送 / 平面アンテナ / 車載アンテナ / 導波管スロット / 漏れ波導波管 / ビームチルト / モーメント法

Research Abstract

まず、導波管アレーアンテナの製作を容易にし大量生産を可能にする構造として、放射導波管アレーと同一の面内に給電導波管を配置する1層給電構造を検討した。電力を同相に分配する素子である誘導性ポスト装荷導波管pi分岐を電磁界解析し、構造パラメータに対する分配電力の振幅位相特性と反射を抑圧するポスト位置を明らかにした。また、ポストは窓での電磁結合に伴う給電導波管の波長短縮を抑圧する効果も有することを示した。さらに、このpi分岐を複数縦続接続し、同振幅同位相の電力分配器を実現する設計法を示し、分配位相の周波数特性が給電導波管の長線路効果でほぼ決まることを明らかにした。
次に、放射素子である導波管クロススロットの解析を行い、スロット結合に伴う管内波長短縮効果により、漏れ波動作におけるビームチルト角が従来知られた値より10度以上大きくなることを明らかにした。素子が密に配置された漏れ波導波管クロススロットアレーを、全ての外部相互結合を考慮して解析し、各素子の結合量と軸比を制御して一様開口振幅分布を実現する設計法を示した。さらに、1層給電構造と組み合わせた2次元クロススロットアレーを試作し、解析で明らかになった給電導波管と放射導波管の特性を実験により確認した。良好な開口分布、反射特性、指向性等が得られ、75%というビームチルトアンテナとしては極めて高い効率を実現した。

Research Products

• [Publications] Jiro Hirokawa: "A Single-Layer Leaky-Wave Slotted Waveguide Array for Mobile DBS Reception" Proceedings of ICAP'93. 2. 827-830 (1993)
• [Publications] 廣川 二郎: "車載用衛星放送受信1層構造漏れ波導波管スロットアレーアンテナ" 電子情報通信学会技術研究報告. AP. 11-18 (1993)
• [Publications] Jiro Hirokawa: "A Low-Profile Single-Layer Leaky-Wave Slotted Waveguide Array for Mobile DBS Reception" 1993 IEEE AP-S Symposium Digest. 1. 132-135 (1993)
• [Publications] Jiro Hirokawa: "A Low-Profile Leaky-Wave Slotted Waveguide Array for Mobile DBS Reception" Abstracts of 24th General Assembly of URSI. 78- (1993)
• [Publications] 廣川 二郎: "1層構造漏れ波導波管スロットアレーアンテナを用いた低姿勢車載用衛星放送受信システムの検討" 電子情報通信学会1994年春季大会講演論文集. (掲載予定). (1994)
• [Publications] Jiro Hirokawa: "A Low-Profile Mobile DBS Receiving System using a Single-Layer Slotted Leaky Waveguide Array Antenna" 1994 IEEE AP-S Symposium Digest. (掲載予定). (1994)