リチウムフェライトを用いたミリ波アレーアンテナの指向性および偏波制御

铁氧体锂毫米波阵列天线的方向性和偏振控制

基本信息

批准号：
16760306
负责人：
福迫武
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760306/
关键词：
リチウムフェライト誘電体共振アンテナ偏波制御

项目摘要

リチウムフェライトを応用した誘電体共振アンテナについて検討した。リチウムフェライトは、従来マイクロ波フェライト材料として良く用いられているイットリウム・鉄・ガーネットに比べて、飽和磁化を2倍以上(最大約500mT程度)と大きくできることや、高価な希土類材料を使用しないため、価格が安いなどのメリットがある。一方、誘電体共振アンテナは誘電体をグラウンド上においた構造をした小型で簡単な構造のアンテナであり、金属材料を使用しないため、特にミリ波帯においては金属のロスがないため放射効率の低下を防ぐことができるため、現在注目されている。今回、誘電体共振アンテナの誘電体の変わりに、リチウムフェライトを使用したFRA(Ferrite Resonator Antenna)検討した。まず。マイクロ波帯(約6GHz)においてFRAを作成し、その利得を測定したところ、5dBi程度の値となり、FRAへの応用が可能であることを見出した。次に円偏波されたFRAの左旋円偏波と右旋円偏濠の切り替えをめざした。従来の本研究者の研究結果から、印加する弱い直流磁界を変化させることで、フェライトの不飽和領域における共振周波数の振る舞いを利用した縮退分離法により、パッチアンテナにおいて円偏波の切り替えをできることを提案した。今回同様の原理をFRAに使用することを試みた。まず、共振周波数の動きの外部磁化依存性を調べた結果、不飽和領域特有の振る舞いを確認した。さらに、円偏波の切り替えも確認したが、共振周波数の移動量が少なく円偏波切り替えに関しては、周波数がずれるなどの支障を確認した。次に、強い磁界による飽和状態での円偏波切り替えを試みたところ、20dB以上の交差偏波の差を保ちつつ、ほぼ同一周波数での円偏波の切り替えを確認した。

我们研究了使用锂铁氧体的介电谐振天线。与常用的常规微波铁氧体材料相比，锂铁氧体的饱和磁化强度高出两倍以上（高达约500 mT），并且不使用昂贵的稀土材料。具有价格低廉等优点。另一方面，介质谐振天线是一种小型且简单的天线，其结构是将电介质放置在地面上，并且由于不使用金属材料，因此不存在金属损耗，从而降低了辐射效率，特别是在毫米波频段目前受到关注，因为它可以防止。这次，我们研究了一种 FRA（铁氧体谐振器天线），它使用锂铁氧体代替介电谐振器天线中的介电材料。第一的。当我们在微波频段（大约6GHz）创建FRA并测量其增益时，我们发现它大约为5dBi，表明它可以应用于FRA。接下来，我们的目标是在左手圆偏振和右手圆偏振之间切换圆偏振 FRA。基于该研究人员之前的研究成果，发现通过改变所施加的弱直流磁场，可以利用简并分离方法来切换贴片天线中的圆极化，该方法利用了谐振频率在贴片天线中的行为。建议使用铁氧体的不饱和区域。这一次，我们尝试将类似的原则应用于法兰克福机场。首先，我们研究了共振频率对外部磁化强度的依赖性，结果证实了不饱和区域特有的行为。此外，还确认了圆偏振波的切换，但谐振频率的移动量小，并且确认了圆偏振波切换的问题，例如频移。接下来，当我们尝试使用强磁场切换饱和状态的圆极化波时，我们确认可以以几乎相同的频率切换圆极化波，同时保持交叉极化波的差异超过20 dB。