マイクロ波デバイスの設計と学生実験への応用

微波器件设计及其在学生实验中的应用

• 批准号: 20920006
• 负责人: 岩田 一樹
• 金额: $ 0.37万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20920006/
• 关键词: マイクロ波; 学生実験; シミュレーション

1. 目的本研究は、フィルタやアンテナ等の電波を用いた通信などに必要な受動デバイスの設計をコンピュータ上で行い、それを実際にプリント基板上に作成して測定を行うことにより、マイクロ波ミリ波工学やマルチメディア光学の授業で得られた知識を実験で実際に試し、更に、シミュレーションを通して、目に見えない電波の世界をビジュアルに確認すると共に、波動の物理現象を応用しつつ設計し、モノを作成して測定し動作を確認するという一連の設計プロセスを実践し学生実験に応用することを目的とする。2. 実験方法(1) マイクロ波回路の設計(シミュレーション)技術の習得PC上で電磁界解析ソフトSonnet lite(フリーのマイクロ波シミュレータ)を使用してプリント基板上でのマイクロストリップ線路の設計を行った。対称は、スタブを使った帯域遮断フィルタの設計やアンテナ、カップラ、コンデンサ、インダクタ等いろいろなデバイスを検討した。設計後、周波数特性、電流分布などを表示させ動作原理を検討し設計技術の習得を行った。(2) ものづくり技術の習得(回路パターンの作成)シミュレーション後、基板上に作成する平面型の伝送線路であるマイクロストリップ線路技術を基礎とするアンテナ、フィルダ、共振器の作成をする。金属線路の作成は、銅箔テープを使用し回路パターンを基板上に作成した。(3) 実験と測定実験は、発振器、アイソレータ、方向性結合器、検波器、デジタルマルチメータを使用する。方向性結合器の向きを入れ替えることにより、進行(S21)波と、反射(S11)波を測定し、同一周波数における、進行波と反射波の比で反射特性を測定した。3. 期待される効果マイクロ波の現象を応用したデバイス設計から一連のプロセスを学生実験に応用することにより、ものづく教育として学部教育に求められている設計教育が実践できた。ものづくりのプロセスにおける、その困難を克服した後の達成感が期待できる。

1. Purpose of this study は, フ ィ ル タ や ア ン テ ナ い を の waves in た communication な ど に な necessary by dynamic デ バ イ ス の design を コ ン ピ ュ ー タ で line い, そ れ を be interstate に プ リ ン ト substrate に made し て measurement line を う こ と に よ り, マ イ ク ロ wave ミ リ wave technology や マ ル チ メ デ ィ ア optical の knowledge で have ら れ た knowledge を be 験 で be interstate に try し, more に, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を tong し て, に see え な い waves の world を ビ ジ ュ ア ル に confirm す る と に, volatility の physical phenomena を 応 with し つ つ design し, モ ノ を made し て determination し action を confirm す る と い う for の design プ ロ セ ス を be practice し students be 験 に 応 with す る こ と を purpose と す る. 2. Be 験 method (1) マ イ ク ロ の wave circuit design (シ ミ ュ レ ー シ ョ ン) technology の acquisition PC で electromagnetic field analytical ソ フ ト Sonnet lite (フ リ ー の マ イ ク ロ wave シ ミ ュ レ ー タ) を use し て プ リ ン ト substrate で の マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ line の line design を っ た. は, seaborne ス タ ブ を make っ た 帯 domain interrupt フ ィ ル タ の design や ア ン テ ナ, カ ッ プ ラ, コ ン デ ン サ, イ ン ダ ク タ etc い ろ い ろ な デ バ イ ス を beg し 検 た. After the design, the frequency characteristics, current distribution な を を represent させ action principle を検 discuss <s:1> design technology <s:1> acquire を line った. (2) も の づ く の り technology acquisition (loop パ タ ー ン の made シ ミ ュ レ ー シ ョ ン after, the substrate に す る planar の 伝 send line で あ る マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ line technology を と す る ア ン テ ナ, フ ィ ル ダ, resonator の made を す る. Metal wire rods are made into テ, copper foil is テ, and プを is プを using a <s:1> circuit パタ and <s:1> を on a を substrate. (3) be 験 と determination be 験 は, 発 vibration, ア イ ソ レ ー タ, directional bonder, 検 wave device, デ ジ タ ル マ ル チ メ ー タ を use す る. Directional bonder の to き を into れ for え る こ と に よ り, (S21) wave と, determination of reflection wave (S11) を し and the same cycle for に お け る, than to と reflection wave の で reflection を determined し た. 3. Looking forward to さ れ る unseen fruit マ イ ク ロ wave の を 応 with し た デ バ イ ス design か ら for の プ ロ セ ス を students be 験 に 応 with す る こ と に よ り, も の づ く education と し て division education に o め ら れ て い る design education が be practice で き た. {" : "text" : "づく づく づく プロセスにおける プロセスにおける, そ を the sense of achievement after overcoming difficulties を た, が anticipation で る る"

项目成果

マイクロ波デバイスの設計と学生実験への応用

微波器件设计及其在学生实验中的应用

• 发表时间: 2009
• 作者: 村上清人;永田健太郎;Nagata Kentaro;永田健太郎;Nagata Kentaro;永田健太郎;岩田一樹
• 通讯作者: 岩田一樹