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

基本信息

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

项目摘要

○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。

○研究目的微波用于多种应用，包括通信和等离子体测量。然而，由于它是看不见的，因此尽管它的存在很常见，但它的特性却并不广为人知。这项研究的目的是目视检测微波并将其用于教育。 ○研究方法我们准备了9GHz频段的速调管和耿氏二极管，以及25GHz频段的耿氏二极管作为微波源。通过向每个器件施加电压来产生微波。我们考虑使用肖特基势垒二极管进行整流和平滑作为检测微波的方法。这是一种利用微波将电子电路中产生的交流电压转换为直流电压的方法。通过将其转换为直流电压，即使不支持微波频率的电压表也可用于检测微波。平滑使用二极管和电容器元件的小电阻元件。选择肖特基势垒二极管1ss154(东芝制造)作为用于微波检测的二极管。阴极侧连接示波器正极，阳极侧连接GND端子，在距微波源连接的波导波导口约1mm处安装二极管1ss154。当对微波源施加电压并且将从波导入口发射的微波施加到二极管时，示波器确认当频率为9GHz时产生约2.5V的电压，当频率为25GHz时产生约170mV的电压。。接下来，将红色 LED（正向电压 2.0-2.2V）连接到二极管。这会导致 LED 响应 9GHz 微波而发光。另外，由于二极管在25GHz时产生的电压不足以点亮LED，因此我们使用晶体管2SC3964（东芝制造）制作了共发射极放大电路，将电压放大到可以点亮LED的电压。 ○研究成果我们设计了一种使用肖特基势垒二极管和 LED 来目视检测 X 波段和 K 波段频段微波的方法。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
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