2次界スペクトル界を用いた管軸方向一様導波管スロットアレーの精密高速解析法の確立

管轴方向均匀波导缝隙阵列二阶谱场精密高速分析方法的建立

基本信息

批准号：
06J05794
负责人：
鈴木健仁
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、ミリ波帯において固定無線アクセス(FWA)などの無線通信サービスが展開される中、一層構造導波管スロッアレーは高利得、高効率を実現可能な平面アンテナとして注目が集まっている。導波管アレーの外部に管軸と平行に縦壁(金属壁)を設けた構造の解析、設計が行われている。しかし、以前はプラズマ励振用であったため隣り合うスロット2つを単位として共通なパラメータを持つモデルを用いた簡易な励振設計でも十分であった。本稿では、通信用として管軸方向の外部相互結合をスペクトル領域法解析により正確に評価した一様励振設計を行い、試作によりその動作を確認した。反射特性は、縦壁装着時、25.4GHZで-25.8dBと極小値をとり、24.3GHzから25.6GHzの1.3GHzに渡って、-15dB以下と良好な結果が得られた。脱着時には反射が最小値となる周波数が24.5GHzと0.8GHzずれた。いずれの場合もHFSSと実験値は広い周波数でよく一致している。指向性利得は中心周波数で縦壁装着時に32.7dBである。縦壁脱着時には一様励振が崩れるため30.1dBまで低下する。またピークとなる周波数も25.5GHzと0.2GHz高くずれる。本研究の成果はIEICEに現在論文を投稿し、査読中である。また、縦壁構造は、横スロット形状の場合にはグレーディングローブ抑圧に効果を発揮する。そこで、反射抑圧スロットペアに縦壁構造を装着したモデルで一様励振設計を行った。さらに試作、実験により解析の妥当性を確認し、論文として投稿し、条件付き採録中である。さらに以上の内容を元に、縦壁、及び空胴を用いて、導波管スロットアンテナの繰り返し不要設計法を考案し、IEEEに論文を投稿した。

近年来，随着固定无线接入（FWA）等无线通信业务在毫米波频段的扩展，单层波导缝隙阵列作为可实现高增益、高效率的平面天线受到人们的关注。正在分析和设计在波导阵列外部设置与管轴平行的垂直壁（金属壁）的结构。然而，由于它以前用于等离子体激发，因此使用具有两个相邻槽的公共参数的模型的简单激发设计就足够了。在本文中，我们进行了通信用途的均匀激励设计，其中使用谱域分析精确评估了管轴方向的外部互耦合，并通过原型验证了其操作。当安装在垂直墙壁上时，反射特性在25.4GHz处达到-25.8dB的最小值，并且在24.3GHz至25.6GHz的1.3GHz范围内获得-15dB以下的良好结果。在附着和分离时，反射达到最小值的频率为24.5GHz，偏移了0.8GHz。在所有情况下，HFSS 和实验值在很宽的频率范围内都非常吻合。安装在垂直墙壁上时，中心频率处的方向增益为 32.7dB。当垂直墙安装和拆卸时，均匀激励被破坏，因此它下降到 30.1 dB。此外，峰值频率比 25.5GHz 高出 0.2GHz。该研究结果已提交给IEICE，目前正在接受同行评审。此外，在水平槽形状的情况下，竖直壁结构对于抑制分级波瓣是有效的。因此，使用在反射抑制槽对上附加垂直壁结构的模型进行均匀激励设计。此外，我们通过原型制作和实验确认了分析的有效性，并以论文形式提交，目前正在有条件接受。在此基础上，我们设计了一种利用垂直壁和空腔的波导缝隙天线的免重复设计方法，并向IEEE提交了论文。