マイクロ波散乱における逐次伝達
法の解析精度に関する検討
山梨大学工学部機械システム工学科
デザインコース
T05MD047 森田 悟史
研究背景・目的
環境に有害な物質(VOC、PM)をマイクロ
波を利用すると高効率で分解可能
装置の設計にはマイクロ波吸収のシミュ
レーション精度の確保が重要
逐次伝達法の精度を、スリット散乱によ
り検証
逐次伝達法
波動を伝播軸に垂直な平面にフーリエ展
開し、多くのチャネルを導入
散乱波の入射波、反射波、透過波を完全
に分離
散乱体
導波管
入射波
透過波
反射波
zn-1 zn zn+1 ・・・ zN-1 zN
ｚ
実験装置
スリット
スリット
本数
S
S
S
L LL
θ
3
L[mm]
0.5
θ
4
5
0.5
0.5
S[mm]
θ[°]
3.58
90
5.72
70.1
4.77
58.9
2.76
90
3.94
76
3.45
66.4
2.22
90
2.96
79.4
2.66
71.4
実験手順
同軸導波管測定器による測定
1. 何もない状態･･･透過(Thru)
2. 金属板を装着･･･反射(Reflection)
3. スペーサーと金属板を装着･･･直線路(Length)
4. スリットを装着
(1～3･･･校正のためのデータ)
透過(Thru)
反射(Reflection)
直線路(Length) 散乱波の測定
実測値と理論値の比較(垂直)
透過率[dB]
透過率[dB]
00
-10
-10
-20
-20
-30
-30
-40
f=12.4[GHz] RTM
f=12.4[GHz]
f=12.4[GHz] RTM
FEM
f=12.4[GHz]
FEM
f=18[GHz] RTM
f=18[GHz]
f=18[GHz] RTM
FEM
f=18[GHz]
FEM
f=12.4[GHz]
実測値
f=12.4[GHz] 実測値
f=18[GHz] 実測値
f=18[GHz] 実測値
-50
-40
-60
-50
-70
-60
-80
-90
-70
0.5
0.5
11
1.5
1.5
22
2.5
2.5
スリット幅[mm]
スリット幅[mm]
厚さ1.0mmの場合
厚さ0.5mmの場合
33
3.5
3.5
4
4
実験結果(斜め)
透過率[dB]
00
-5
-5
-5
-10
-10
-15
-10
f=12.4[GHz] L=0.5[mm]
f=12.4[GHz] L=1.0[mm]
f=12.4[GHz]
L=0.5[mm]
f=18[GHz]
L=0.5[mm]
f=12.4[GHz]
L=0.5[mm]
f=12.4[GHz]
L=1.0[mm]
f=12.4[GHz]
L=1.0[mm]
f=18[GHz]
L=1.0[mm]
f=18[GHz]
L=0.5[mm]
f=18[GHz] L=0.5[mm]
f=12.4[GHz]
L=0.5[mm]
f=18[GHz]
L=1.0[mm]
f=18[GHz]
L=1.0[mm]
f=12.4[GHz]
L=1.0[mm]
f=12.4[GHz]
L=0.5[mm]
f=12.4[GHz]
L=0.5[mm]
f=12.4[GHz]
L=1.0[mm]
f=12.4[GHz]
L=1.0[mm]
f=18[GHz]
L=0.5[mm]
f=18[GHz]
L=0.5[mm]
f=18[GHz]
L=0.5[mm]
f=18[GHz]
L=1.0[mm]
f=18[GHz] L=1.0[mm]
-15
-20
-15
-25
-20
-30
-20
-25
-35
-30
-25
-40
f=18[GHz] L=1.0[mm]
65
55
70
60 70 7565
7570
80
7580
スリット角度[°]
スリット角度[°]
スリット5本
スリット4本
スリット3本
80 85 85 85
90
4. まとめ
結果
実測値と理論値の平均誤差(スリット垂直の場合)
スリット幅 < 1.1ｍｍ 8.93%(校正なし)
スリット幅 > 2.22ｍｍ 0.73%(校正あり)
逐次伝達法の解析精度の高さを実明
今後の課題
スリットを傾斜させた場合のシミュレーション

仕様書