ミリ波・サブミリ波導波路およびアンテナの開発と電波望遠鏡への応用

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ミリ波・サブミリ波において性能を発揮する,低損失導波路およびアンテナの電磁界理論解析に基づく設計・開発および実験的考察を行い,電波望遠鏡への応用を目的としている.平成14年度の研究業績概要は以下のようにまとめられる.1.ミリ波・サブミリ波コルゲートホーンの設計コルゲート形状を有するミリ波・サブミリ波ホーンの電磁界理論解析に基づく設計を行った.コルゲートホーンアンテナは,放射特性の対称性にすぐれ,広帯域において高利得,低交差偏波特性を有する事で知られている.そこで,固有モード展開法を用いた電磁界理論解析により,ミリ波・サブミリ波コルゲートホーンを設計し,試作を行った.2.ミリ波・サブミリ波導波路及びアンテナの特性評価システム設計試作したミリ波・サブミリ波ホーンアンテナは,ミリ波・サブミリ波を用いた伝搬実験によりその特性を評価する必要がある.しかしながら,この周波数帯域の伝搬および放射特性実験は,ほとんど類を見ない.そこで,ミリ波・サブミリ波導波路及びアンテナの特性評価システムを独自開発した.測定には,マイクロ波ネットワークアナライザより出力されるマイクロ波を逓倍器を用いてミリ波・サブミリ波帯域まで逓倍した信号を送信し,ハーモニックミキサーとPLL(Phase Lock Loop)回路を組み合わせた検波器を用いて行った.3.ミリ波・サブミリ波アンテナの特性評価実験回転台を用いて,試験アンテナを水平方向に回転させる事により,E面およびH面の放射電界特性を測定した.また,垂直角報告に45度傾けた主偏波および交差偏波の放射特性を測定する事でミリ波・サブミリ波アンテナの特性を評価した.その結果,理論計算と一致する事が確認できた.本アンテナは実際に電波望遠鏡受信機光学系として搭載し,天体観測実験も行った.