JP2015089110A - 超伝導アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 実施形態の超伝導アンテナ装置は、短波帯域からミリ波帯域において低損失な誘電基板上に、超伝導材料からなる1以上のアンテナとグランドパターンを有する平面アンテナを積層したアレイアンテナと、アレイアンテナを収容する真空断熱槽と、アレイアンテナを冷却する冷凍機と、真空断熱槽のアレイアンテナの指向性方向に短波帯域からミリ波帯域の電磁波を透過する真空断熱窓と、を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
第1実施形態の超伝導アンテナは、短波帯からミリ波帯において低損失な誘電基板上に、超伝導材料からなる1以上のアンテナとグランドパターンを有する平面アンテナである。複数のアンテナパターンのうち、隣り合うアンテナパターン間の距離は、アンテナの共振器周波数をλとする時にλ/10以下である。
第2実施形態は、第1実施形態の平面アンテナが積層したアレイアンテナである。実施形態のアレイアンテナは図示しない冷凍機によって冷却され、アンテナは超伝導状態になる。指向性及び利得向上の観点から、平面アンテナ100は積層されて用いられることが好ましい。
第3実施形態は、アレイアンテナを真空断熱槽に配置させた形態のアンテナ装置である。実施形態の超伝導アンテナ装置は、短波帯域からミリ波帯域において低損失な誘電基板上に、超伝導材料からなるアンテナとグランドパターンを有する平面アンテナを積層したアレイアンテナと、アレイアンテナを収容する真空断熱槽と、アレイアンテナを冷却する冷凍機と、真空断熱槽のアレイアンテナの指向性方向に短波帯域からミリ波帯域の電磁波を透過する真空断熱窓と、を有することが好ましい。
第4の実施形態は、超伝導アンテナ装置を受信機のアンテナに用いたセキュリティ装置の実施例である。図7に第4の実施形態のセキュリティ装置の概略図(測定対象は装置には含まれない)を示す。本装置は、マイクロ波を用いた検査装置であり、人体などの測定対象を透過する微弱な電波から測定対象が保持する危険物等を検知する。
第5の実施形態について、図9に受信用コイル904を筐体902内部に有する磁気共鳴イメージング(MRI)装置の断面概念図を示す。図9の概念図の磁気共鳴イメージング装置は、筐体902内に、静磁場源901と、受信アンテナ904と、冷却媒体906と、そして、寝台903と、受信部905を有する。静磁場源901よりも内側(寝台側)に受信アンテナ904が配置される。各受信アンテナ904の図示しない出力部と受信部907は、配線で接続され、受信アンテナ904で受信した信号は、配線を通り受信部907へ伝えられる。図9では、20個の受信アンテナ904で構成されている。超伝導を用いることとで、アンテナを超小型化し、多数のアンテナを筐体内に配置することができる。
第6の実施形態は、超伝導アンテナ装置を用いた検査装置に関する。図10に第6の実施形態である検査装置1001の概略図を示す。本装置は、例えばインフラ等の老朽化や災害時の探査用に用いられる非破壊検査の装置であり、マイクロ波を照射しその反射波を検出する検査装置である。本装置1001は、送信機1002(AB)と受信機1003およびそれらを可搬する装置1004からなる。また、受信機1003はフェイズドアレイアンテナを持ち、電気的にビームを走査することで、所望の箇所を高速かつ高感度に検査が可能となる。また、送受信機を車両などに搭載し移動しながら検査することで、膨大な時間がかかるインフラ等の検査を高速に行うことができる。
Claims (9)
- 短波帯域からミリ波帯域において低損失な誘電基板上に、超伝導材料からなる1以上のアンテナとグランドパターンを有する平面アンテナを積層したアレイアンテナと、
前記アレイアンテナを収容する真空断熱槽と、
前記アレイアンテナを冷却する冷凍機と、
前記真空断熱槽のアレイアンテナの指向性方向に短波帯域からミリ波帯域の電磁波を透過する真空断熱窓と、
を有することを特徴とする超伝導アンテナ装置。 - 前記超伝導材料からなるアンテナは、2以上であり、
隣り合う前記超伝導材料からなるアンテナ間の距離は、前記超伝導材料からなるアンテナの共振周波数の1/10以下であることを特徴とする請求項1に記載の超伝導アンテナ装置。 - 前記超伝導材料からなるアンテナは、給電経路と接続し、
前記給電経路には、遅延回路が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の超伝導アンテナ装置。 - 前記超伝導材料からなるアンテナは、給電経路と接続し、
前記給電経路には、抵抗体が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超伝導アンテナ装置。 - 前記超伝導材料からなるアンテナは、モノポール型、ダイポール型、逆F型、クランク型とスパイラル型、CPW型、スロット型のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超伝導アンテナ装置。
- 前記超伝導材料からなるアンテナは、スパイラル型であって、
前記超伝導材料からなるアンテナの最長辺は、前記超伝導材料からなるアンテナの配線長の1/10以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の超伝導アンテナ装置。 - 前記アレイアンテナの表面の指向性方向に、赤外反射膜を設けることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の超伝導アンテナ装置。
- 前記超伝導材料からなるアンテナは、振幅制限器、バンドパスフィルター、低雑音増幅器と位相器と接続することを特徴とする請求項1、2と5乃至7のいずれか1項に記載の超伝導アンテナ装置。
- 前記振幅制限器、バンドパスフィルターと低雑音増幅器は、前記冷凍機によって冷却されていることを特徴とする請求項8に記載の超伝導アンテナ装置。
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