2007年6月17日日曜日

はじめてのフェーズド・アレイ・アンテナ

経が岬を望む「かみなり岬」に据えた実験装置は当時画期的なフェーズド・アレイ・アンテナを備えていた。断面が10mm×20mmほどの導波管(マイクロ波伝送線)を長さ30センチに切り両端に四角に開いたマイクロ波アンテナをつける。中にはマイクロ波フェライト移相器を3ビット分入れてある。これを外付けの移送器ドライバーで駆動して電波の通過時の移相を0~360度制御しようとした。移送器の制御はマイクロ秒ていどの早さが要求されるので、フエライト移相器を磁化するのに駆動コイルの巻き数を増やすわけには行かない。巻き数がないから勢い大電流を瞬時に流す必要がある。こんな時便利なのがコンデンサーである。その当時国産化が出来たタンタル・コンデンサーを使用した。
 ところが短絡に近い大電流供給をタンタル・コンデンサーに課すものだから、コンデンサーの損傷は莫大、駆動半導体の故障も毎日のように交換を要した。この移相器素子が1,100個もあるので性能が落ち着くまで冬も夏も会社のアンテナ試験場で寝泊りした。
 この装置の送信機は送信管担当が自前で開発した大電力TWT送信管を使った。当時大電力管はアメリカのリットン社が有名であったが得意の要求を満たすことは出来なかったのである。
 この送信管は水冷であるため移動する際も付属の水冷却器を持って歩いた。電極電圧が30KVでおよそ1アンペアの電流が流れるのでとてつもない現象が観察された。秒単位の送信機動作で白いシリコン耐圧ケーブルが実際に波打つのである。教科書にはフレミングの左手法則といって2線間に働く力は目の前で見るほどには大きくないのだが、1mほど離れた二つの線が引き寄せられては離れるのである。だから、工場の配電設備も変更しなければならなかった。この装置を動かすと、工場の電源電圧大きく変動し、給料計算をしていた大型コンピュータが誤動作して通常の10倍の給料が書かれたり、半分になった人もいたり、大変な事態になった。
 水冷の冷却後の廃湯は温泉になるような豊富な湯で、そのころから温泉オウナーになる夢があったのかも、と考えていたのかもしれない。
 経が岬では小牧から飛来するファントム機の出すレーダー電波を探知しフェーズド・アレー・アンテナで位置を知りその同じ電波周波数でレーダー探知を出来なくする実験をした。非常に良い試験機であったが時代に先駆けすぎたのと、大きい、経済性がないなどの理由でいつの間にか忘れられてしまった。その数年後、絵に描いた餅であったSAM-Dがだんだん姿を現すようになって、この試験機にそっくりのフェーズド・アレイ・アンテナを備えているのを知って、その先行性を誇りに思ったものである。
SAM-Dは今のパトリオット・システム、Pac-3システムへ発展したのである。