偏波共用アクティブアンテナの研究

アクティブアンテナは発振電力が未知であるため,放射効率に関する議論が少ない.この点が受動アンテナとは大きく異なる.そこで,本年度は既に開発済みのアクティブアンテナについて,放射効率評価を実施した.バイアス消費電力に対する放射電力の比率として放射効率を評価し,放射電力は実測による最大放射電界と計算機シミュレーションにより求めた絶対利得により算出した。その結果,水平偏波を放射する変形スロットアクティブアンテナが28.4%,パッチ型アクティブアンテナが17.1%と異なる放射効率を有することを確認した.次にアクティブアンテナ近接配置時における干渉抑制法について,直交偏波素子の配置間隔(中心間隔)を実用的観点から0.43λとして検討を実施した.その結果,隣接素子の地板を物理的に不連続とすることにより素子間干渉を低減できることを確認した.特に地板不連続部分の寸法を0.1λ以上とし,かつ変形スロットアクティブアンテナを直交配置した偏波共用アンテナの特性が良好であることを確認した.なお本構成は,地板からの距離を素子ごとに適宜設定することにより,バイアス電圧を一定としても発振周波数を微調整できる利点がある.以上の結果を基に,変形スロットアクティブアンテナを垂直偏波用に2素子,水平偏波用に2素子,それぞれ交互に配置した偏波共用アレーアンテナを製作し,その特性を評価した.本アンテナは基本的には垂直面内半値幅が30°〜35°,水平面内半値幅が60°の放射特性を有する偏波共用ブロードサイドアレーとなったが,各素子のバイアス投入順序によっては素子間の同期状態が失われ,逆相励振される問題が生じた.なお当初の研究目標であった,アレー構成素子の励振位相制御等については,十分な成果を得るには至らなかったため,今後の検討課題としたい.

アクティブアンテナは発振電力が未知であるため,放射効率に関する議論が少ない.この点が受動アンテナとは大きく異なる.そこで,本年度は既に開発済みのアクティブアンテナについて,放射効率評価を実施した.バイアス消費電力に対する放射電力の比率として放射効率を評価し,放射電力は実測による最大放射電界と計算機シミュレーションにより求めた絶対利得により算出した。その結果,水平偏波を放射する変形スロットアクティブアンテナが28.4%,パッチ型アクティブアンテナが17.1%と異なる放射効率を有することを確認した.次にアクティブアンテナ近接配置時における干渉抑制法について,直交偏波素子の配置間隔(中心間隔)を実用的観点から0.43λとして検討を実施した.その結果,隣接素子の地板を物理的に不連続とすることにより素子間干渉を低減できることを確認した.特に地板不連続部分の寸法を0.1λ以上とし,かつ変形スロットアクティブアンテナを直交配置した偏波共用アンテナの特性が良好であることを確認した.なお本構成は,地板からの距離を素子ごとに適宜設定することにより,バイアス電圧を一定としても発振周波数を微調整できる利点がある.以上の結果を基に,変形スロットアクティブアンテナを垂直偏波用に2素子,水平偏波用に2素子,それぞれ交互に配置した偏波共用アレーアンテナを製作し,その特性を評価した.本アンテナは基本的には垂直面内半値幅が30°〜35°,水平面内半値幅が60°の放射特性を有する偏波共用ブロードサイドアレーとなったが,各素子のバイアス投入順序によっては素子間の同期状態が失われ,逆相励振される問題が生じた.なお当初の研究目標であった,アレー構成素子の励振位相制御等については,十分な成果を得るには至らなかったため,今後の検討課題としたい.