5G通信の普及を促進する非回折波用アンテナシステムの研究開発

研发无衍射波天线系统，推动5G通信普及

基本信息

批准号：
22H01489
负责人：
藤本孝文
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01489/
关键词：
アンテナ５G 非回折波５G用アンテナ電波吸収体誘電体レンズ 5G

项目摘要

提案するシステムは、1次放射器のホーンアンテナ、円環スリット付き電波吸収体、誘電体レンズで構成される。設計周波数は28GHz帯である。ホーンアンテナは既存のアンテナを使用する。円環スリット付き電波吸収体、誘電体レンズについてシミュレーションによる設計および特性解明を行った。研究実績は以下の通りである。円環スリット付き電波吸収体は、出射面の円環スリット部で一様な強度かつ同一方向のベクトルを持つ電界分布を生成する必要がある。電波吸収体には、シリコン系とウレタン系のものを使用する予定である。所有するワークステーションのRAMの大きさにより、シミュレーション可能な電波吸収体の大きさに制限がある。このため、最初にシリコン系電波吸収体の、大きさが100mm×100㎜×50mm，150mm×150㎜×40mm, 175mm×175㎜×15mmについてスリット部の透過率、スリット部以外の吸収率について検討を行った。横軸方向と縦軸方向で同程度の電界強度を達成するには厚みが40mm必要であり、電波吸収体の外側からの回折をスリット部での電界強度と同程度に抑えるには電波吸収体の一辺が150mm必要であることがわかった。またウレタン製電波吸収体の場合、厚みが50㎜で横軸方向と縦軸方向で同程度の電界強度が得られるが、円環スリットの中心部でも大きな透過が観測された。ウレタン製電波吸収体を使用する場合、中心部の厚みを大きくする必要があることがわかった。今後、スリット部の透過率を上げ、スリット部以外での吸収率を上げる形状を検討する必要がある。シミュレーションにより焦点距離10cmの誘電体レンズの設計を行った。レンズ周りからの回折を防ぐため、ウレタン製の電波吸収体で囲うことを提案した。シミュレーションの結果、電波吸収体で囲うことにより回折を抑え、約7dB程度の電界強度増加が見込めることを確認した。

所提出的系统由原代散热器的角天线，环形狭缝无线电波吸收器和介电晶状体组成。设计频率在28GHz频段中。角天线使用现有的天线。模拟了具有环形缝隙和介电透镜的电磁吸收器的设计和特性。研究结果如下：具有环形缝隙的无线电波必须在出口表面的环形缝隙部分处产生具有均匀强度的电场分布，并且矢量均匀。无线电波吸收器旨在由基于硅的和基于氨基甲酸酯的基于硅制成。根据工作站的RAM的大小，可以模拟的无线电波吸收器的大小有一个限制。因此，我们首先检查了基于硅的无线电波吸收器的缝隙部分的透射率和吸收率，该缝隙部分是100mm x 100mm x 50mm，150mm x 150mm x 150mm x 40mm，175mm x 175mm x 175mm x 15mm。已经发现，厚度为40毫米，可以在水平和垂直方向上达到相同水平的电场强度，并且无线电波吸收器的一侧为150 mm，以抑制从无线电波吸收器外部吸收的衍射至与缝隙部分中电场强度相同的水平。此外，在吸收尿电烷波的情况下，厚度为50 mm，电场强度在水平和垂直方向上相似，但是在环形缝隙的中心观察到了较大的透射率。已经发现，当使用氨基烷基无线电波吸收器时，有必要增加中心部分的厚度。将来，有必要考虑一种形状，以增加缝隙部分的透射率并增加狭缝部分之外的吸收率。使用模拟设计了焦距为10 cm的介电晶状体。为了防止透镜的衍射，提议用尿烷无线电波吸收器包围它。由于模拟的结果，可以通过用无线电波吸收器包围设备来抑制衍射，并且可以预期的电场强度增加约7dB。