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メタサーフェスを用いた近傍界制御によるアレーアンテナの小型化及び高精度化

利用超表面近场控制实现阵列天线的小型化和高精度

基本信息

批准号：
22KJ1399
负责人：
田村成
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当該年度前半は、前年度に報告した小型で高精度に方向を探知するメタサーフェスアンテナを位置推定用途に使用する基礎検討を進めた。使用アンテナは電波を特定角度方向のみ放射しない「ヌル点」を任意方向に精密に走査する。しかし、従来アンテナと共通の課題点は、ヌル点の精度 (電波を放射しない度合い) が走査角度ごとに異なるため、方向推定の結果が角度に依存することである。この問題が引き起こす精度誤差について調査した結果、走査角度が30度程度であれば3度の角度分解能で、60度程度であれば5度となった。提案アンテナを利用しない場合は、走査角度が30度の時に8度、60度のときに15度以上の誤差が生じるため、推定誤差を大きく抑制できることが判明した。当該年度後半は、メタサーフェスアンテナによる方向推定精度を検証するための検証を進めた。ヌル点を全方向に精密に走査するために、アナログ移相器を使用する。しかし、アナログ移相器は入力信号の振幅が一定になりづらい構造なため、ヌル精度を大きく劣化する課題がある。そこで、この移相器の機能改善に取り組んだ。従来使用されてきた3 dBブランチライン結合器を用いずに、同じく平面回路であるMagic-Tを利用することを提案した。Magic-Tは電気的・物理的対称性を保持する回路であり、周波数に依存しない特性が得られる。この大きな特徴を利用して、振幅の変動が小さく、広帯域に動作する反射型移相器の新設計手法を発案した。年度内に試作・実験が完了し、比帯域幅29%の動作と損失変動が1.2 dB以下になり、最大移相量が290度得られている。

When the first half of the year, the previous year's report was small and accurate. Use the "dot" to accurately probe the radiation in a specific angular direction. The accuracy of the common subject point is different from that of the common subject point. The accuracy of the common subject point is different from that of the common subject point. The accuracy of the common subject point is different from that of the common subject point. This problem is caused by the accuracy error of the investigation results, the angle of the investigation angle is 30 degrees, the angle resolution is 3 degrees, and the angle resolution is 60 degrees. When the test angle is 30 degrees, the error is 8 degrees, 60 degrees, 15 degrees or more, and the estimated error is greatly suppressed. When the second half of the year, the direction estimation accuracy is verified. The point is all directions of precision search, and the phase shifter is used The amplitude of the input force signal of the phase shifter is constant, and the accuracy of the phase shifter is greatly deteriorated. The function of phase shifter is improved. The use of a 3 dB filter combiner in the same planar loop is proposed. Magic-T is electrically and physically symmetric, and its loop characteristics are dependent on frequency. A new design method for reflective phase shifters using large amplitude characteristics is proposed. During the year, the test operation was completed, the specific band amplitude was 29%, the operation loss was less than 1.2 dB, and the maximum phase shift was 290 degrees.