| 講演名 | 2020-09-24 モーメント法による同軸給電型段差付遮断円筒導波管のS11解析 柴田 幸司(八戸工大), |
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| 抄録(和) | 筆者は以前, 遮断円筒導波管反射法での液体の誘電率推定の前に行う, SOM（Short, Open 及び1 種類のMaterial（基準物質））終端によるS11 の校正に適した治具構造を提案した. 具体的には, 治具のS11 をSOM で校正時, 導波管内に配置した同軸線路の外導体（ground）へShort 素子を確実に接触させる為, 導波管の内径寸法が同軸線路の外導体内径よりも若干大きい構造を提案した. しかし, 液体の誘電率測定に本構造を適用時, 試料挿入部の内径の違いによるS11 の測定値や複素誘電率の推定値の誤差が定量的に評価される必要がある. その為, 試料が挿入された解析構造の治具のS11 を厳密に計算する必要がある. 本論文では, 同軸給電された段差付遮断円筒導波管のS11 を計算する公式をモーメント法にて導出した. 次に, 定式化された解析モデルに対し, 試料非挿入時（open）及び純水の挿入を仮定した. そして, 0.50, 1.5および3.0GHz にてS11 を計算した. この計算値は, モード整合法および有限要素法による計算値と比較した. その結果, モーメント法によるS11の計算値はモード整合法による計算値と良好に一致した. また, 円筒空洞の内径が同軸線路の外導体の内径よりも若干大きい場合も, モーメント法によるS11 の計算値は有限要素法による計算値と同じ傾向を示した. 従い, 解析モデルに対する定式化の妥当性を確認した. |
| 抄録(英) | The author previously proposed a novel jig structure suitable for S11 calibration using SOM (short, open and reference material) termination was proposed as a preliminary step for dielectric measurement in liquids via the cut-off circular waveguide reflection method. Specifically, for realization of S1 calibration with reliable short termination, the inner diameter of the waveguide of the jig was set to be slightly larger than the inner diameter of the outer conductor of the coaxial line in order to ensure that the short element remains in contact with the outer conductor (ground plane) of the coaxial line due to its placement in the waveguide. However, the error in the measured S11 value and the estimated value of the complex permittivity due to the difference in theinner diameter of the sample insertion part should be quantitatively evaluated for application of this structure to the dilectric measurement of liquids. For this purpose, the exact S11 value of the analytical structure with various liquid sample inserted into the jig needs to be calculated. In this study, the formula for calculating S11 of stepped circular waveguide with coaxial feed was formulated by the method of moments (MoM). Next, the formulated analytical model wasassumed to be following two conditions; 1. no sample is inserted (open condition) and 2. pure water is inserted. S11 for the analytical model was calculated at frequencies of 0.50, 1.5 and 3.0 GHz. The calculated values of S11 by the MoM above were compared with those by the mode-matching technique (MMT) andthe finite element method (FEM). As a result, the calculated value of S11 by the MoM was in good agreement with the calculated value by the MMT. Moreover, the same tendency was confirmed in the calculated value of S11 by the MoM and the calculated value by the FEM, even if the inner diameter of the cylindrical cavity is slightly larger than the inner diameter of the outer conductor of the coaxial line. The validity of the formulation of the equation for the analytical model was thus confirmed. |
| キーワード(和) | 同軸線路 / 遮断円筒導波管 / S11 / 電磁界解析 / モーメント法 / モード整合法 / 有限要素法 / モード整合法 |
| キーワード(英) | Coaxial line / Cut-off circular waveguide / S11 / Electromagnetic Analysis / Method of Moments / Mode matching method / Finite element method / Mode matching technique |
| 資料番号 | MW2020-37 |
| 発行日 | 2020-09-17 (MW) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MW / AP |
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| 開催期間 | 2020/9/24(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | マイクロ波ミリ波/学生/企業/一般 |
| テーマ（英） | Microwave, Millimeter wave, Antennas and Propagation |
| 委員長氏名（和） | 古神 義則(宇都宮大) / 陳 強(東北大) |
| 委員長氏名（英） | Yoshinori Kogami(Utsunomiya Univ.) / Qiang Chen(Tohoku Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 河合 正(兵庫県立大) / 大久保 賢祐(岡山県立大) / 新庄 真太郎(三菱電機) / 黒川 悟(産総研) |
| 副委員長氏名（英） | Tadashi Kawai(Univ. of Hyogo) / Kensuke Okubo(Okayama Prefectural Univ.) / Shintaro Shinjo(Mitsubishi Electric) / Satoru Kurokawa(AIST) |
| 幹事氏名（和） | 佐藤 優(富士通研) / 大平 昌敬(埼玉大) / 有馬 卓司(東京農工大) / 北尾 光司郎(NTTドコモ) |
| 幹事氏名（英） | Masaru Sato(Fujitsu Labs.) / Masataka Ohira(Saitama Univ.) / Takuji Arima(Tokyo Univ. of Agric. & Tech.) / Koshiro Kitao(NTT DOCOMO) |
| 幹事補佐氏名（和） | 高野 恭弥(東京理科大) / 長谷川 直輝(ソフトバンク) / 金 ミンソク(新潟大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kyoya Takano(Tokyo Univ. of Science) / Naoki Hasegawa(Softbank) / Dr. Kim(Niigata Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Microwaves / Technical Committee on Antennas and Propagation |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | モーメント法による同軸給電型段差付遮断円筒導波管のS11解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Fundamental Study on Calculation of S11 for a Coaxial-loaded Type Stepped Cut-off Circular Waveguide Based on the Method of Moments |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 同軸線路 / Coaxial line |
| キーワード(2)（和/英） | 遮断円筒導波管 / Cut-off circular waveguide |
| キーワード(3)（和/英） | S11 / S11 |
| キーワード(4)（和/英） | 電磁界解析 / Electromagnetic Analysis |
| キーワード(5)（和/英） | モーメント法 / Method of Moments |
| キーワード(6)（和/英） | モード整合法 / Mode matching method |
| キーワード(7)（和/英） | 有限要素法 / Finite element method |
| キーワード(8)（和/英） | モード整合法 / Mode matching technique |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 柴田 幸司 / Kouji Shibata |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 八戸工業大学(略称：八戸工大) Hachinohe Institute of Technology(略称：Hachinohe Inst. of Tech.) |
| 発表年月日 | 2020-09-24 |
| 資料番号 | MW2020-37 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | MW-172 |
| ページ範囲 | pp.13-18(MW), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-09-17 (MW) |