ミリ波帯導波管給電ラジアルラインスロットアンテナの研究

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ラジアルラインスロットアンテナ(RLSA)はオーバーサイズ導波管を利用した初めての実用化アレーであり、スロット結合の解析、設計には内部界の軸対称も含めた評価、設計が必要であり、課題となっていた。著者らは同心同配列RLSA(CA-RLSA)の給電回路と円周配列の放射スロットを全配列解析し、給電回路とハの字放射スロット配列の開口分布への影響を正確に表現できた。螺旋配列RLSA(SA-RLSA)の解析については、過去にスペクトル領域法を用いたモーメント法による解析について検討したが、計算機の問題で波数領域積分に膨大な解析時間を必要としスロット配列一周程度の計算しかできなかった。本報告ではSA-RLSAにおいてイメージ波源を用いた全配列解析し、開口分布の周方向特性について測定結果と比較をした。22GHz帯において周波数が高くなったときに振幅分布が周方向に回転する傾向が一致しており、周波数変化時の周方向分布の変化を表現できた。2層誘電体構造を用いたRLSAの設計、測定を行った。RLSAのミリ波における高効率化には損失の小さい材料を用いる必要があり、またグレーティングによる極端な利得低下を抑える観点から導波路内の比誘電率は1.3〜1.4程度が望ましい。ミリ波帯で使用できる誘電体は限られており、損失の低い基板は入手困難である。等価的に比誘電率を制御するため比誘電率と厚さの異なる2種類の誘電体を重ねるRLSAが提案されている。前回までに著者らは本構造において固有関数展開法を用いた放射スロットペア付導波管の解析法を提案した。本解析法を用いて比誘電率1.08と2.08の材料を用いて2層誘電体構造を用いたRLSAを設計し、測定結果の比較を行った。等価誘電率が等しくてもスロット直下の誘電率の値が1.08と2.08のときで比較すると、開口効率60%を超える帯域が解析結果としてそれぞれ4%と3%、測定結果として3%と1.5%と特性が異なることが確認できた。