2020 Fiscal Year Annual Research Report
多層基板を用いたロットマンレンズ広帯域２次元マルチビームアレーアンテナの開発
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18H01440
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
榊原 久二男 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50359759)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | アンテナ / 指向性走査 / 給電回路 / 多層基板 / 導波管 / 基板内導波管 / マルチビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2次元マルチビームロットマンレンズアレーアンテナを開発した。これには，①H面ロットマンレンズとE面ロットマンレンズを縦続接続した2次元ロットマンレンズと，②多層基板の背面に接続した導波管から各層に給電する中空導波管・基板内導波管変換器と，③多層基板の各層の基板内導波管の広壁面を階段型に露出することで形成された放射スロット素子を設計する必要がある．
これらを個別に設計して組み合わせることで構成した2次元マルチビームロットマンレンズアレーアンテナについて、電磁界シミュレーションによる指向性の計算の結果、H面は－25度、0度、＋25度、E面には6度、16度、28度の3×3ビームのマルチビーム特性が得られ、2次元マルチビームを実現できる見込みが得られた。
この性能を79GHzにおける測定で検証するために、アンテナおよび、計測器とアンテナを接続するための治具を試作した。アンテナは、厚さ1mmの基板を5層積層することで構成されており、これらを製造する上で、高周波基板積層技術および基板精密加工技術が重要である一方、加工可能な条件が、設計自由度を制限する制約条件となるため、高周波基板メーカーおよび高周波基板加工メーカーと入念に協議し、その制約条件のもとで設計し、高周波基板メーカーと基板加工メーカーに試作を依頼するための図面等を準備した。
基板加工メーカーに試作を依頼し、製造を進めた。製造を進めて問題が生じた場合には、新しい制約条件を設定して再設計を繰り返すことにより、試作品を完成させた。
試作品の９つの入力ポート１つずつに給電したときの放射特性を測定した。その結果、最も高い利得9.3dBiから、最も低い利得-1.1dBiと、10.4dBの違いがあった。放射方向は、概ね設計通りの特性が得られ、提案構造の有効性を確認した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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