発光現象を利用したマイクロ波可視化の研究

利用发光现象的微波可视化研究

• 批准号: 26918002
• 负责人: 安中 裕大
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26918002/
• 关键词: マイクロ波

○研究目的マイクロ波は通信やプラズマ計測など多様に応用されている。しかし目に見えないものであるから、身近な存在であるにも関わらずその特性は周知されていない。そこでマイクロ波を目に見える形で検出し、教育に役立てるのがこの研究の目的である。○研究方法マイクロ波源として9GHz帯のクライストロンとガンダイオード、25GHz帯のガンダイオードを用意した。それぞれ電圧を印加することでマイクロ波を発生する。マイクロ波を検出する方法としてショットキーバリアダイオードによる整流・平滑化を考えた。これはマイクロ波により電子回路中に生じる交流電圧を直流電圧に変換する手法である。直流電圧に変換することで、マイクロ波の周波数に対応していない電圧計でもマイクロ波の検出に使えるようになる。平滑化にはダイオードが持つ微小な抵抗成分とコンデンサ成分を利用する。マイクロ波の検出に用いるダイオードとして、ショットキーバリアダイオード1ss154(東芝製)を選んだ。そのカソード側をオシロスコープのプラス端子、アノード側をGND端子につなぎ、マイクロ波源に接続した導波管の導波管口から約1mm離した位置にダイオード1ss154を設置した。マイクロ波源に電圧を印加して導波管口から放出されるマイクロ波をダイオードに当てると、周波数が9GHzの時に約2.5V、25GHzの時に約170mVの電圧が生じたことをオシロスコープから確かめられた。次に赤色LED(順方向電圧2.0-2.2V)をダイオードに接続した。これにより9GHzマイクロ波に反応してLEDが発光する。また25GHzに対しダイオードが生じる電圧はLEDを点灯させるのに不十分なため、トランジスタ2SC3964(東芝製)を用いてエミッタ接地増幅回路を製作し、LEDを点灯できる電圧へ増幅した。○研究成果ショットキーバリアダイオードとLEDを用いることで周波数帯域がX-bandとK-bandのマイクロ波を目に見えるかたちで検出する方法を考案した。

○以多种方式应用研究目的微波，包括通信和血浆测量。但是，由于它是看不见的，但尽管他人熟悉，但它的特征并不众所周知。这项研究的目的是检测可见的微波并将其用于教育。 ○研究方法我们已经在9GHz频段中准备了Klystron和Gundiode，并在25GHz频段中作为微波源编制了Gundiode。它们每个人都通过施加电压来生成微波。使用Schottky屏障二极管进行整流和平滑被认为是检测微波的方法。这是一种通过微波在电子电路中产生的交流电压转换为直流电压的技术。通过将其转换为直流电压，即使是与微波频率相对应的电压计，也可以用于检测微波。为了平滑，使用了二极管的小电阻和电容器组件。 Schottky屏障二极管1SS154（东芝）被选择作为用于微波检测的二极管。阴极侧连接到示波器的正末端，并将阳极侧连接到GND端子，并将二极管1SS154放置在距离连接到微波源的波导的波导开口约1 mm的地方。当将电压施加到微波源，并将从波导开口发出的微波炉施加到二极管上时，从示波器确认，当频率为9GHz时，电压约为2.5V，当频率为25GHz时，电压约为170mV。然后将红色LED（正向电压2.0-2.2V）连接到二极管。这导致LED响应9GHz微波作用。此外，由于二极管为25GHz产生的电压不足以点亮LED，因此使用晶体管2SC3964（Toshibha）制造了接地的发射极放大器电路，并将其放大到允许LED的电压上。 ○研究结果我们设计了一种方法，用于通过使用Schottky屏障二极管和LED以可见的方式检测X波段和K波段频带的微波。

项目成果

非相対論的大口径後進波発振器によるテラヘルツ波発生実験

使用非相对论性大直径后向波振荡器进行太赫兹波发生实验

• 发表时间: 2015
• 作者: Koutaro Taniguchi;Yong Yu;Tomokazu Noma;Ryota Hayashi;Shuji Matsumoto;Megumi Shimodozono;Kazumi Kawahira;村上清人;Koutaro Taniguchi;谷口康太郎;Koutaro Taniguchi;中西喜美雄;和田真人;和田真人;和田真人;和田真人;和田真人;和田真人;和田真人;和田真人;安中裕大
• 通讯作者: 安中裕大