ハーフモードグルーブガイドを用いた無線電力伝送用0dBカプラの検討

摘要

This paper proposes a design of 0-dB forward coupler consisting of the half-mode groove waveguides and fabrication of 0-dB coupler for wireless power transmission. The design frequencies are assumed 5.8GHz and 24GHz. The transverse resonance technique and the mode matching method are applied to derive the even- and odd-modes phase constants. First, we calculate the phase constants for even- and odd-modes as a function of spacing between two guides. Then, coupled power as a function of distance is derived to achieve 100% coupling. Since it is considered that radiation from open section of coupler occurs, we also discuss about 0dB coupler inserting dielectric strip in spacing. The validity of design results is confirmed by using em-simulator (HFSS) and fabrication.%本論文では，簡易な金属枠のみで実現されるハーフモードグルーブガイドを用いた0dB力プラの設計を行い，無線電力伝送用0dB力プラの試作実験を行っている。設計周波数は5.8GHz，および24GHzとしている。結合線路の位相定数は，横共振法にモード整合法を用いて解析を行っている。まず，力プラの結合間隔に対する偶モード，奇モード時の位相定数を調べている。次に，結合長に対する結合電力を調べ，100%結合となるように結合長を調整している。また，給電線路が単独の場合に，ハーフモードグルーブガイドの開放部から放射すると考えられるため，誘電体片を結合部分に装荷した0dB力プラについても検討を行っている。設計結果の妥当性は，市販の電磁界シミユレータ(HFSS)と試作実験により確かめている。