各種鏡面材料の 640ghz 帯サブミリ波反射特性の測定

10th Workshop on mm and submm. Receivers, Mar 5-6, 2010

各種鏡面材料の 640GHz 帯サブミリ波反射特性の測定

真鍋武嗣 1, 大坪史明 2, 木内真人 1, 菊池健一 3, 西堀俊幸 3, 落合啓 4

1 大阪府立大学， 2 エイ・イー・エス，3 宇宙航空研究開発機構， 4 情報通信研究機構


サブミリ波帯鏡面反射率測定法

反射率既知の基準となる鏡面が無い微小な損失の測定　→　高感度測定が必要

参照鏡面を必要としない絶対測定サンプル有無の比較測定サンプル有無で光学系構成が不変

高感度測定多重反射の利用Y-factor 法


測定系の構成


測定系の配置


Y-factor 法


鏡面サンプル (I)

A6061-T6 [A6061]Al-Mg-Si 系アルミ合金鏡面研磨表面

A7075-7351 [A7075]Al-Zn-Mg 系アルミ合金（超々ジュラルミン）機械加工面

A7075-7351 [A7075(Anodized+Blasted)]機械加工面 + 陽極酸化皮膜処理 + サンドブラスト処理

A5052 [A5052]Al-Mg 系アルミ合金鏡面研磨表面


鏡面サンプル (II)

A5052 [A5052(Blasted)]機械加工面 + ショットブラスト処理

A6061 [A6061 (Black Anodized)]機械加工面 + 黒陽極酸化被膜処理

C2600真鍮 (Cu: 約 70 %, Zn: 約 30 %)鏡面研磨表面

Au Plated on A5052アルミ合金 A5052 鏡面研磨表面に金メッキ

Au Plated on C2600真鍮 C2600 鏡面研磨表面に金メッキ


鏡面サンプル (I)

A7075 　　 A7075(Anodized+Blasted) 　　　　　 A6061


鏡面サンプル (II)

A5052 　　 A5052 (Blasted) A6061

C2600 Au Plated A5052 Au Plated A6061 on C2600 on A5052 Black Anodized


周波数依存性 (I)

A5052 A7075 A6061

C2600

Bulk Material では625 GHz-650 GHzでは有意な周波数依存性は見られな

い．


周波数依存性 (II)

A6061 (Black Anodized)A5052(Blasted) A7075(Anodized+Blasted)

陽極酸化被膜処理以外は625 GHz-650 GHz では有意な周波数依存性は見ら

れない．

Au Plated on A5052 Au Plated on C2600


有限導電率導体モデルによる鏡面反射


A5052 at 649.37 GHz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]

Angle of Incidence [deg]

A5052, L||A5052, L

= 1.88107 S/m = 1.88107 S/m


A7075 at 649.37 GHz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]


A7075, L||A7075, L

= 1.69107 S/m = 1.69107 S/m


A6061 at 649.37 GHz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]


A6061, L||A6061, L

= 1.94107 S/m = 1.94107 S/m


A5052 (Blasted) at 649.37 GHz

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]


A5052 Blasted, L||A5052 Blasted, L = 9.14105 S/m = 9.14105 S/m


A6061 (Black Anodized) at 649.37 GHz

0

1

2

3

4

5

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]


A6061 Black Anodized, L||A6061 Black Anodized, L

= 8.19105 S/m = 8.19105 S/m


A7075(Anodized+Blasted) at 649.37 GHz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]


A7075 Anodized, Blasted, L||A7075 Anodized, Blasted, L

= 1.44107 S/m = 1.44107 S/m


C2600 at 649.37 GHz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]


C2600, L||C2600, L

= 1.36107 S/m = 1.36107 S/m


Au Plated on A5052 at 649.37 GHz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]


Au Plated on A5052, L||Au Plated on A5052, L

= 7.42106 S/m = 7.42106 S/m


Au Plated on C2600 at 649.37 GHz

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 15 30 45 60 75 90

Re

flect

ion

Lo

ss [%

]


Au Plated on C2600, L||Au Plated on C2600, L

= 6.80106 S/m = 6.80106 S/m


有限導電率導体モデルの妥当性

陽極酸化被膜処理 (Anodized ）表面以外は有限導電率導体でモデル化できる．

サンドブラスト処理，ショットブラスト処理は導電率の低下で表現できる．

陽極酸化皮膜処理 (Anodization) は表面に薄い誘電体層を形成するため，有限導電率導体モデルでは記述できなくなる．


Conductivities of Materials


Summary

各種鏡面材料について，材質および鏡面処理の違いによる反射特性の違いや周波数特性を定量的に識別することができた．

鏡面研磨および，サンドブラスト・ショットブラスト処理を施したアルミ表面は有限導電率導体モデルで記述できる．

陽極被膜処理 ( アルマイト処理 ) を施した鏡面は有限導電率導体モデルから若干逸脱する．

今後，種々の鏡面材料のサブミリ波帯での反射係数の測定を行いたい．


JEM/SMILES サブミリ波アンテナ系

SMILES サブミリ波 (640GHz 帯 ) アンテナ系 EFM


受信機　　　冷却光学

系

受信機　　　常温光学

系

SMILES アンテナ給電系

各種鏡面材料の 640ghz 帯 サブミリ波反射特性の測定

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