プリント基板加工機による平面アンテナ試作をとおしたものづくりへの研究

【目的】マイクロストリップアンテナ(以後MSA)を主とした平面アンテナは、軽量薄型な特長を有するため種々の研究が行われており、高速道路のETC(自動料金収受システム)をはじめとして多方面で実用化されてきている。本研究では、最近、本学科に導入されたプリント基板加工機を用いた、従来よりも簡易な手法によるMSAの試作に着目し、目に見えない電波の実験の体験をとおして「ものづくり」に関する興味・関心を高め、将来の人材育成に貢献することを目的とする。【方法】従来のフォトエッチング技術によるMSAの試作では、塩化第二鉄液をはじめとしたいくつかの薬品等を用いる必要がある。プリント基板加工機はプリント基板上の銅箔をミリングと呼ばれる工具により、機械的に削り取って基板上にパターンを形成する手法のため薬品等は不要である。本来は電子回路等の基板作成を主とした加工機であるが、平面アンテナをCADで設計した際の電子データにも対応しており、PCからのデータで直接基板上に平面アンテナを構成することが可能となる。そのため、基本的な形状はもちろん、やや複雑な給電回路部を有するアレーアンテナにおいても、小中学生でもはんだ付け等の軽作業により、その場での試作が可能となる。更に、可搬型の小型マイクロ波発振器、RFディテクタ等との構成で、MSAの試作と同時にその放射指向性の実験等も可能となる。【成果】プリント基板加工機により1素子MSA及び16素子平面アレーアンテナ等の試作を行い、今回購入した可搬型発振器等を用いた放射指向性の測定も行った。フォトエッチングによる試作と同等の結果が得られ、従来のような薬品を用いることなく簡易な手法でも十分な試作が可能である。任意の形状への対応にはCADでの設計の簡略化等に検討が必要であるが、予め設定した範囲であればその有用性が確認された。

【目的】マイクロストリップアンテナ(以後MSA)を主とした平面アンテナは、軽量薄型な特長を有するため種々の研究が行われており、高速道路のETC(自動料金収受システム)をはじめとして多方面で実用化されてきている。本研究では、最近、本学科に導入されたプリント基板加工機を用いた、従来よりも簡易な手法によるMSAの試作に着目し、目に見えない電波の実験の体験をとおして「ものづくり」に関する興味・関心を高め、将来の人材育成に貢献することを目的とする。【方法】従来のフォトエッチング技術によるMSAの試作では、塩化第二鉄液をはじめとしたいくつかの薬品等を用いる必要がある。プリント基板加工機はプリント基板上の銅箔をミリングと呼ばれる工具により、機械的に削り取って基板上にパターンを形成する手法のため薬品等は不要である。本来は電子回路等の基板作成を主とした加工機であるが、平面アンテナをCADで設計した際の電子データにも対応しており、PCからのデータで直接基板上に平面アンテナを構成することが可能となる。そのため、基本的な形状はもちろん、やや複雑な給電回路部を有するアレーアンテナにおいても、小中学生でもはんだ付け等の軽作業により、その場での試作が可能となる。更に、可搬型の小型マイクロ波発振器、RFディテクタ等との構成で、MSAの試作と同時にその放射指向性の実験等も可能となる。【成果】プリント基板加工機により1素子MSA及び16素子平面アレーアンテナ等の試作を行い、今回購入した可搬型発振器等を用いた放射指向性の測定も行った。フォトエッチングによる試作と同等の結果が得られ、従来のような薬品を用いることなく簡易な手法でも十分な試作が可能である。任意の形状への対応にはCADでの設計の簡略化等に検討が必要であるが、予め設定した範囲であればその有用性が確認された。