3Dプリンタを用いて構築するW帯ミリ波レーダ用ABS樹脂製反射型フレネルレンズアンテナの設計および試作評価

摘要

低コストかつ高利得なミリ波誘電体アンテナとして，ミリ波レーダへの適用を想定し，ABS樹脂製反射型フレネルレンズアンテナの設計および試作評価について議論する．はじめに，比較的誘電正接が大きいABS樹脂をフィラメントとした3Dプリンタでアンテナを構築する際に課題となる誘電損失による利得低下に対応するため，フレネルレンズを用いた薄型化の提案を行う．次に，直径250mmの反射型レンズアンテナ（厚み41.0mm）および反射型フレネルレンズアンテナ（厚み4.3mm）を設計し，FDTD数値解析を行い，フレネル化によりABS樹脂の誘電損失の影響を低減可能であることを確認した．最後に，設計した直径250mmの反射型フレネルレンズアンテナを3Dプリンタで試作し，アンテナ特性評価を実施した．アンテナの最大利得および方位角利得半値角は，それぞれ36．OdBiおよび1.1度であり，FDTD数値解析結果の37.2dBiとよく一致した．