開放型共振器を用いた氷結晶のマイクロ波・ミリ波誘電特性の研究

利用开放谐振器研究冰晶的微波和毫米波介电特性

基本信息

批准号：
07750001
负责人：
藤田秀二
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750001/
关键词：
ice microwave dielectric resonator

项目摘要

本研究を実施した目的は、従来から測定の空白域となっている氷のマイクロ波・ミリ波誘電特性を、高精度測定の可能な手法である開放型共振器法を用いて測定し、新たに明らかにすることにあった。設計した開放型共振器は、26.5GHz〜40GHz(Kaバンド)で使用可能なものであり、この周波数帯の誘電特性を調査した。氷結晶の誘電特性としては、純粋単結晶の複素誘電率テンソル(結晶軸方位依存性)、0℃〜-60℃の範囲の温度依存性をまず調査した。これを基礎データとし、さらに多結晶氷や粉体氷の誘電特性を調べ、単結晶の場合と比較した。これにより、天然の雪や氷の内部で起こると考えられている電波散乱の効果を実験的に検知することができた。この成果の初期結果は速報として論文公表された。当研究において、高精度測定のためのポイントは測定治具である開放型共振器の製作と調整にあり、年度の前半はこの製作と、最大限の性能を引き出すための調整作業にあてた。測定に必要なシステムのうち、共振器は別途の予算で準備できたため、科学研究費補助金は、測定サンプルと測定系そのものの電気特性を実測できるようにする目的で、エレクトロメータの調達にあてた。その他の測定系は申請者の従来の研究により確立しているものを使用した。氷のマイクロ波・ミリ波誘電特性は、近年実用上の重要性が上がっているにもかかわらず未知であるため、これを調査にすることは、結晶格子の振動に起因した氷の高周波電気物性がわかるばかりでなく、地球雪氷圏、さらには氷惑星電波探査の鍵になる物性が明らかにする点で意義が大きい。したがって、今回明らかになった30GHz付近の周波数帯の結果をふまえて、将来は依然未知のまま残っているより高周波(100GHz付近)の研究が重要であると考える。

这项研究的目的是使用开放谐振器方法来测量冰的微波和毫米波介电特性，这在传统上是测量的空白领域，这是一种可以进行高精度测量的方法。待揭晓。设计的开放式谐振器可用于26.5GHz至40GHz（Ka频段），并研究了该频段的介电性能。关于冰晶的介电特性，我们首先研究了纯单晶的复介电常数张量（晶轴取向依赖性）以及0℃至-60℃范围内的温度依赖性。以此为基础数据，我们进一步研究了多晶冰和粉冰的介电特性，并与单晶冰进行了比较。因此，我们能够通过实验检测到无线电波散射的效应，这种效应被认为发生在天然冰雪内部。这一成果的初步结果发表在一份初步论文中。在这项研究中，高精度测量的关键是作为测量夹具的开放式谐振器的制作和调整，本财年的上半年专门用于这项制作和调整工作，以最大限度地发挥其性能。表现。测量所需的系统中，谐振器是用单独的预算准备的，因此利用科学研究补助金购买了静电计，以便能够实际测量测量样品的电气特性和测量结果。系统本身。使用的其他测量系统是通过申请人先前的研究建立的那些系统。尽管冰的微波和毫米波介电特性近年来在实际应用中越来越重要，但其介电特性仍是未知的，因此研究这一点对于研究晶格振动引起的冰的高频电特性具有重要意义。其意义在于，它不仅揭示了地球冰冻圈的物理特性，也是对冰冷行星进行射电探测的关键。因此，根据此次公布的30GHz左右频段的结果，我们认为未来研究仍未知的更高频率（100GHz左右）将很重要。