一層構造導波管アレイアンテナのビーム走査のための位相器を節減した給電系の研究

本年度の計画では、前年度の平面型一層構造導波管アレイアンテナにおける給電点の数を節減してもビーム走査特性が劣化しない給電回路の構造(素子を削減しても線形位相変化が実現する給電構造)の研究において給電点:放射導波管数が1:2の構造で、設計周波数で放射導波管間の位相差および2つの給電点の位相変化に対する特性については、ほぼ設計通りの特性が得られた。しかし、基本構造の連結によって生じる反射波の打ち消しを十分に考慮しておらず、給電回路の入出力部の反射特性が-3dB程度と悪く、この影響により、特に2つの給電点間の振幅差、位相変化に対する周波数特性が著しく悪くなり、アンテナを試作し総合的な特性を評価するためには不十分なため、位相特性等を変えないで反射特性を改善した新たな構造の開発が必要となり解析を行った。さらに、電磁界解析により放射導波管部に生じる位相差と振幅差の特性変化を求め、放射導波管数の1/4程度の給電数で特性劣化なくビーム走査できる給電構造の実現をめざす。1.給電点から見た連結用入出力の反射特性の改善については、連結用給電導波管を傾斜させ各ポートからの反射波に位相差を付けることにより、-8dB程度に特性の改善がみられた。しかし、これによって、ポート間の線形位相特性に影響がでてしまい、基本構造を連結する場合には相互の結合を考慮した有限構造の解析が必要であり、また給電点の反射特性はチルト角によって特性が大きく変化するので、アレイアンテナを試作するためには、周波数特性を含む新たな解析的検討が必要である。2.給電点を1/4に節減した給電構造については、給電点の節減で生じる位相の階段的変化がさらに大きいため、給電点を1/2に削減した場合と同じ構造では、所望する線形位相変化は実現できないので、給電導波管に傾斜をつけ、位相をなめらかに補正することにより誤差は改善されたが、指向性に影響を与えない位相差(6°以下)、振幅差(1.5dB以内)は得られていない。3.波長が短いミリ波等のアレイアンテナの試作については、各ポートの位相誤差、振幅差を小さくおさえるために高い製作精度(絶対精度)が要求されるので、より高精度の有限構造解析を行う必要があり、有限要素法等を用いた構造解析を新たに進めている。

本年度の計画では、前年度の平面型一層構造導波管アレイアンテナにおける給電点の数を節減してもビーム走査特性が劣化しない給電回路の構造(素子を削減しても線形位相変化が実現する給電構造)の研究において給電点:放射導波管数が1:2の構造で、設計周波数で放射導波管間の位相差および2つの給電点の位相変化に対する特性については、ほぼ設計通りの特性が得られた。しかし、基本構造の連結によって生じる反射波の打ち消しを十分に考慮しておらず、給電回路の入出力部の反射特性が-3dB程度と悪く、この影響により、特に2つの給電点間の振幅差、位相変化に対する周波数特性が著しく悪くなり、アンテナを試作し総合的な特性を評価するためには不十分なため、位相特性等を変えないで反射特性を改善した新たな構造の開発が必要となり解析を行った。さらに、電磁界解析により放射導波管部に生じる位相差と振幅差の特性変化を求め、放射導波管数の1/4程度の給電数で特性劣化なくビーム走査できる給電構造の実現をめざす。1.給電点から見た連結用入出力の反射特性の改善については、連結用給電導波管を傾斜させ各ポートからの反射波に位相差を付けることにより、-8dB程度に特性の改善がみられた。しかし、これによって、ポート間の線形位相特性に影響がでてしまい、基本構造を連結する場合には相互の結合を考慮した有限構造の解析が必要であり、また給電点の反射特性はチルト角によって特性が大きく変化するので、アレイアンテナを試作するためには、周波数特性を含む新たな解析的検討が必要である。2.給電点を1/4に節減した給電構造については、給電点の節減で生じる位相の階段的変化がさらに大きいため、給電点を1/2に削減した場合と同じ構造では、所望する線形位相変化は実現できないので、給電導波管に傾斜をつけ、位相をなめらかに補正することにより誤差は改善されたが、指向性に影響を与えない位相差(6°以下)、振幅差(1.5dB以内)は得られていない。3.波長が短いミリ波等のアレイアンテナの試作については、各ポートの位相誤差、振幅差を小さくおさえるために高い製作精度(絶対精度)が要求されるので、より高精度の有限構造解析を行う必要があり、有限要素法等を用いた構造解析を新たに進めている。