任意形状マイクロストリップアンテナのキャビティモデルによる解析

利用腔体模型分析任意形状的微带天线

• 批准号: 09750429
• 负责人: 藤本 孝文
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagasaki 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750429/
• 关键词: マイクロストリップアンテナ; キャビティモデル; 表面アドミタンス; 表面波; スペクトル領域法; 最小自乗法; スペクトル領域

本研究では、任意形状マイクロストリップアンテナ(MSA)のキャビティモデルによる解析法を提案している。任意形状MSAの例として、一点給電型円偏波用MSAである楕円リングMSA、縮退分離素子を付けた円形および矩形MSAについて解析を行った。キャビティモデルの解析では、開口での表面アドミタンスが必要となる。ここで提案する任意形状MSAの表面アドミタンスの導出法は、スペクトル領域法を用いているため誘電体基板の影響を考慮できる。数値計算により、誘電体基板中の表面波は共振周波数付近で大きく生じており、誘電体基板の厚さ、誘電率が大きくなるほど、表面波の影響も大きくなることを明らかにした。また、表面アドミタンスは開口上の等価磁流分布に依存しており、個々の形状に合った表面アドミタンスの導出が必要であることを明らかにした。特に楕円リングMSAでは、内、外開口での相互アドミタンスは主要モードで20%程度生じており、リング状MSAでは開口間の相互影響を考慮する必要がある。縮退分離素子を付けた円形および矩形MSAでは、開口上の等価磁流の微分が不連続となるため表面サセプタンスが特異性を示した。表面サセプタンスの特異性が出ないようにするため、パッチの角の部分を円弧の一部で近似を行った。この近似法は、パッチに角をもつ場合に有効である。楕円リングMSAの解析において、キャビティ内部の電磁界を楕円開口でのインピーダンス境界条件を最小自乗の意味で満足するように決定した。この手法はパッチの形状が変数分離可能な座標系からずれた場合に有効であり,キャビティモデルの適用範囲を拡張することができる。得られた内部電磁界を用いて計算した楕円リング、縮退分離素子を付けた円形MSAの入力インピーダンスと軸比の偏波特性は測定値と良く一致しており、提案する手法が有効であることを確かめている。

在这项研究中，我们建议使用用于任意形状微带天线（MSA）的空腔模型的分析方法。作为任意MSA的示例，分析了单点馈电型圆形极化MSA，具有退化分离元件的圆形和矩形MSA的椭圆形环MSA。对空腔模型的分析需要在开口处进行表面入学。在此提出的任意形状MSA的表面入学的推导方法使用光谱区域方法，因此可以考虑介电底物的影响。数值计算表明，介电底物中的表面波在很大程度上产生在谐振频率附近，并且介电底物的厚度和介电常数越大，表面波的影响就越大。还揭示了表面入口取决于光圈上等效的磁电流分布，并且有必要得出适合各个形状的表面入口。特别是，在椭圆形的MSA中，内部和外部开口处的相互允许在主模式下发生约20％，在环形MSA中，必须考虑开口之间的相互影响。在具有退化分离元件的圆形和矩形MSA中，表面感知表现出特异性，因为孔径上等效磁电流的分化变得不连续。为了防止表面感知特异性，斑块的角部分通过弧的一部分近似。当贴片具有角度时，此近似是有效的。在对椭圆环MSA的分析中，确定了腔体内的电磁场，以满足椭圆孔处的阻抗边界条件，从最小二乘的意义上讲。当斑块的形状与可变的分离坐标系偏离时，该技术是有效的，并且可以扩大腔模型的应用范围。圆形MSA的输入阻抗和轴向比具有椭圆形环的轴向比和轴向比，并使用所获得的内部电磁场计算得出的退化分离元件与测量值非常一致，并且可以确认所提出的方法有效。

项目成果

藤本孝文: "円偏波用矩形マイクロストリップアンテナの表面アドミタンス" 1997年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会講演論文集1. 110 (1997)

Takafumi Fujimoto：“圆极化波矩形微带天线的表面导纳”1997 年 IEICE 通信学会会议记录 1. 110 (1997)

藤本孝文: "縮退分離素子を付けた円形マイクロストリップアンテナの表面アドミタンス" 1998年電子情報通信学会総合大会通信講演論文集1. (1998)

Takafumi Fujimoto：“具有简并分离元件的圆形微带天线的表面导纳”1998年IEICE大会通讯讲座论文集1。（1998）

藤本孝文: "縮退分離素子を付けた円形マイクロストリップアンテナの表面アドミタンス" 平成9年度電気関係学会九州支部連合大会論文集. 341 (1997)

Takafumi Fujimoto：“具有简并分离元件的圆形微带天线的表面导纳”1997 年电气相关协会九州分会会议记录 341 (1997)。