JPH01212104A - 導波管スロット・アンテナ及びその製造方法並びに導波管の結合構造 - Google Patents
導波管スロット・アンテナ及びその製造方法並びに導波管の結合構造Info
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- JPH01212104A JPH01212104A JP63037203A JP3720388A JPH01212104A JP H01212104 A JPH01212104 A JP H01212104A JP 63037203 A JP63037203 A JP 63037203A JP 3720388 A JP3720388 A JP 3720388A JP H01212104 A JPH01212104 A JP H01212104A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
- H01Q21/0043—Slotted waveguides
- H01Q21/005—Slotted waveguides arrays
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は導波管スロット・アンテナ及びその製造方法に
関し、より具体的には、通信衛星や放送衛星などとの送
受信用に適した導波管スロット・アンテナ及びその製造
方法に関する。
関し、より具体的には、通信衛星や放送衛星などとの送
受信用に適した導波管スロット・アンテナ及びその製造
方法に関する。
通信衛星や放送衛星などとの送受信用アンテナとしては
、パラボラ・アンテナが一般的であるが、近年、風圧や
雪害に強く、設置が容易である点から、平面アンテナが
注目されている。
、パラボラ・アンテナが一般的であるが、近年、風圧や
雪害に強く、設置が容易である点から、平面アンテナが
注目されている。
このような平面アンテナのアンテナ面構造に対しては、
直線偏波及び円偏波に対して種々の構造のものが提案さ
れているが、その給電方式は、代表的には、マイクロス
トリップ、３相構造のトリプレートなどである。平面ア
ンテナの一つとして、軸方向に多数の放射スロットを設
けた直線導波管を横方向に多数並べて導波管アレイとし
、全体として平面のアンテナ面を持たせたものが、公知
である。例えば、Ｗ、Ｊ、ＧＥＴＳＩＮＧＥＲ，”Ｅｌ
ｌｉｐｔｉｃａｌｌｙ Ｐ。
直線偏波及び円偏波に対して種々の構造のものが提案さ
れているが、その給電方式は、代表的には、マイクロス
トリップ、３相構造のトリプレートなどである。平面ア
ンテナの一つとして、軸方向に多数の放射スロットを設
けた直線導波管を横方向に多数並べて導波管アレイとし
、全体として平面のアンテナ面を持たせたものが、公知
である。例えば、Ｗ、Ｊ、ＧＥＴＳＩＮＧＥＲ，”Ｅｌ
ｌｉｐｔｉｃａｌｌｙ Ｐ。
１ａｒｉｚｅｄ Ｌｅａｋｙ−Ｗａｖｅ Ａｒｒａｙ″
、ＩＲＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＡＮＴＥ
ＮＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴｌＯＮ、ｐｐ１６
５−１７２．Ｍａｒｃｈ、１９６２に記載されている。
、ＩＲＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＡＮＴＥ
ＮＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴｌＯＮ、ｐｐ１６
５−１７２．Ｍａｒｃｈ、１９６２に記載されている。
第２図は従来の導波管スロット・アンテナの斜視図を示
す。１０，１２，１４，１６．１８はその上面に、電波
放射用の多数の十字スロット２０を具備する金属導波管
であり、２２は給電用４波管である。放射用導波管１０
，１２，１４，１６゜１８は放射面を上にしてアレイ状
に密接配置されており、給電管２２は導波管１０，１２
，１４゜１６．１８のアレイの下側に固定されている。
す。１０，１２，１４，１６．１８はその上面に、電波
放射用の多数の十字スロット２０を具備する金属導波管
であり、２２は給電用４波管である。放射用導波管１０
，１２，１４，１６゜１８は放射面を上にしてアレイ状
に密接配置されており、給電管２２は導波管１０，１２
，１４゜１６．１８のアレイの下側に固定されている。
そして、給電管２２の、各導波管１０，１２，１４゜１
６．１８に接する箇所には、電波結合用のスロット２４
が設けられている。
６．１８に接する箇所には、電波結合用のスロット２４
が設けられている。
このような従来の導波管スロット・アンテナを製造する
場合には、先ず、各導波管１０，１２゜１４．１６．１
８を目的周波数に適合する精度で金属板により製造し、
それらをアレイ状に横方向に固定し、その導波管アレイ
の下側に給電管２２を固定することになる。このような
製造工程では、量産化は難しく、安価にはならない。ま
た、導波管アレイの各導波管の変形を避けるためには、
補強材が必要になる。更には、給電管２２が放射用導波
管アレイの下側に配置される三次元構造となるので、平
面アンテナとしての利点が損なわれ、大掛かりなものに
なるという欠点がある。何れにしても、従来の導波管ス
ロット・アンテナは、安価及び／又は大量に製造するの
には不向きである。
場合には、先ず、各導波管１０，１２゜１４．１６．１
８を目的周波数に適合する精度で金属板により製造し、
それらをアレイ状に横方向に固定し、その導波管アレイ
の下側に給電管２２を固定することになる。このような
製造工程では、量産化は難しく、安価にはならない。ま
た、導波管アレイの各導波管の変形を避けるためには、
補強材が必要になる。更には、給電管２２が放射用導波
管アレイの下側に配置される三次元構造となるので、平
面アンテナとしての利点が損なわれ、大掛かりなものに
なるという欠点がある。何れにしても、従来の導波管ス
ロット・アンテナは、安価及び／又は大量に製造するの
には不向きである。
そこで本発明は、極めて容易且つ安価に製造しうる導波
管スロット・アンテナ及びその製造方法を提示すること
を目的とする。
管スロット・アンテナ及びその製造方法を提示すること
を目的とする。
本発明に係る導波管スロット・アンテナは、それぞれが
少なくとも１つの放射用スロットを具備する複数の放射
用導波管と、当該放射用導波管の各々に給電する給電用
導波管とからなる。そして、当該放射用導波管を、その
放射スロットを同一方向に向けてアレイ状に並置し、そ
の同じ平面内に、給電用導波管を配置する。給電用導波
管の側壁に、その管内波長の間隔で周期的に給電窓を設
け、また、放射用導波管の横幅を当該給電窓の間隔の半
分にして、各給電窓が２つの放射用導波管に給電するよ
うにしている。
少なくとも１つの放射用スロットを具備する複数の放射
用導波管と、当該放射用導波管の各々に給電する給電用
導波管とからなる。そして、当該放射用導波管を、その
放射スロットを同一方向に向けてアレイ状に並置し、そ
の同じ平面内に、給電用導波管を配置する。給電用導波
管の側壁に、その管内波長の間隔で周期的に給電窓を設
け、また、放射用導波管の横幅を当該給電窓の間隔の半
分にして、各給電窓が２つの放射用導波管に給電するよ
うにしている。
また、本発明に係る製造方法では、誘電体板を２つの金
属導体板で挟んだ積層体を用意し、上記給電用導波管及
び放射用導波管並びに給電窓を形成するように、当該積
層体に、貫通孔又は導電ビンを開は又は通す。
属導体板で挟んだ積層体を用意し、上記給電用導波管及
び放射用導波管並びに給電窓を形成するように、当該積
層体に、貫通孔又は導電ビンを開は又は通す。
給電用導波管の給電窓の構成により、各放射用導波管に
は同−振幅及び同一位相の電波を供給できる。また、給
電用導波管と放射用導波管は同一平面上に位置するので
、全体を平面で形成できる。
は同−振幅及び同一位相の電波を供給できる。また、給
電用導波管と放射用導波管は同一平面上に位置するので
、全体を平面で形成できる。
製造方法としては、貫通孔、導電ピンにより各仕切り壁
を形成するので、非常に簡単に製造でき、しかも量産に
向いていることから、安価に製造できるようになる。印
刷技術を利用できるので、製造精度の向上も期待できる
。
を形成するので、非常に簡単に製造でき、しかも量産に
向いていることから、安価に製造できるようになる。印
刷技術を利用できるので、製造精度の向上も期待できる
。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。尚、以
下の説明では、送信アンテナとして用いる場合を例にと
って説明するが、勿論、相反定理に従い受信用アンテナ
としても使用できる。
下の説明では、送信アンテナとして用いる場合を例にと
って説明するが、勿論、相反定理に従い受信用アンテナ
としても使用できる。
第１Ａ図は本発明の一実施例の正面図、第１Ｂ図は第１
Ａ図のＢ−Ｂ線の断面図、第１Ｃ図は第１Ａ図のＣ−Ｃ
線の断面図であり、第３図はその実施例の導波構造を示
す図である。本実施例は基本的に、一定厚みの誘電体板
３０と、当該誘電体板３０を挟むように当該誘電体板３
０の上面及び下面に配置された金属導体板３２．３４と
からなる３層構造体をしている。金属導体板３２．３４
の代わりに、片面に金属膜を張り付けた板材であっても
よい。この３層構造体において、後述する壁４４．４８
を各部に設けて導波管壁とし、給電用導波管３６及び複
数（本実施例では６個）の放射用導波管３Ｂ （３８−
１，３８−２，・−３８−６）を形成する。各放射用導
波管３８は多数の放射用スロット４０を具備する。放射
用スロット４０は例えば、放射用導波管３８の管内波長
の間隔又はその整数倍の間隔で周期的に設けられている
。
Ａ図のＢ−Ｂ線の断面図、第１Ｃ図は第１Ａ図のＣ−Ｃ
線の断面図であり、第３図はその実施例の導波構造を示
す図である。本実施例は基本的に、一定厚みの誘電体板
３０と、当該誘電体板３０を挟むように当該誘電体板３
０の上面及び下面に配置された金属導体板３２．３４と
からなる３層構造体をしている。金属導体板３２．３４
の代わりに、片面に金属膜を張り付けた板材であっても
よい。この３層構造体において、後述する壁４４．４８
を各部に設けて導波管壁とし、給電用導波管３６及び複
数（本実施例では６個）の放射用導波管３Ｂ （３８−
１，３８−２，・−３８−６）を形成する。各放射用導
波管３８は多数の放射用スロット４０を具備する。放射
用スロット４０は例えば、放射用導波管３８の管内波長
の間隔又はその整数倍の間隔で周期的に設けられている
。
４２は同軸ケーブルであり、その一端は給電用導波管３
６に接続し、他端は図示しない信号源に接続する。
６に接続し、他端は図示しない信号源に接続する。
第３図から分かるように、給電用導波管３６の、放射用
導波管３８側の壁４４には、給電用導波管３６の管内波
長λ９の間隔で給電窓４６（４６−１，４６−２，４６
−３）が設けられている。詳細な理由は後述するが、各
放射用導波管３８−ｎ（ｎ＝１〜６）の横幅ｄは、給電
用導波管３６の管内波長λ９の半分に等しくしてあり、
各給電窓４６には、２つの放射用導波管３８が割り当て
られている。即ち、各給電窓４６から放射用導波管３８
の方を見て、２つの放射用導波管３８が中心で線対称に
なるように設計配置されている。
導波管３８側の壁４４には、給電用導波管３６の管内波
長λ９の間隔で給電窓４６（４６−１，４６−２，４６
−３）が設けられている。詳細な理由は後述するが、各
放射用導波管３８−ｎ（ｎ＝１〜６）の横幅ｄは、給電
用導波管３６の管内波長λ９の半分に等しくしてあり、
各給電窓４６には、２つの放射用導波管３８が割り当て
られている。即ち、各給電窓４６から放射用導波管３８
の方を見て、２つの放射用導波管３８が中心で線対称に
なるように設計配置されている。
導波管理論によれば、導波管の管壁は、必ずしも完全に
密閉されている必要は無く、その管内波長にもよるが、
多少の隙間が存在しても支障の無いことが知られている
。従って、本実施例では、第１Ａ図から分かるように、
給電用導波管３６の、放射用導波管３８側の壁４４及び
、各放射用導波管３８−ｎを区切る壁４８は、上記３層
構造体を貫通し、且つ金属導体板３２．３４を短絡する
多数の貫通孔により形成しである。貫通孔にはスルーホ
ール鍍金を施す。このようにすると、プリント回路盤の
製造技術を利用でき、導波管に必要な製造精度を簡単に
得ることができるので、量産性に優れている。貫通孔の
代わりに導電ピンを打ち込む方法で当該壁４４．４８を
形成するようにしてもよい。勿論、貫通孔と導電ピンと
を併用してもよいことはいうまでもない。
密閉されている必要は無く、その管内波長にもよるが、
多少の隙間が存在しても支障の無いことが知られている
。従って、本実施例では、第１Ａ図から分かるように、
給電用導波管３６の、放射用導波管３８側の壁４４及び
、各放射用導波管３８−ｎを区切る壁４８は、上記３層
構造体を貫通し、且つ金属導体板３２．３４を短絡する
多数の貫通孔により形成しである。貫通孔にはスルーホ
ール鍍金を施す。このようにすると、プリント回路盤の
製造技術を利用でき、導波管に必要な製造精度を簡単に
得ることができるので、量産性に優れている。貫通孔の
代わりに導電ピンを打ち込む方法で当該壁４４．４８を
形成するようにしてもよい。勿論、貫通孔と導電ピンと
を併用してもよいことはいうまでもない。
放射用導波管３８の終端には、電波反射防止のための部
材、例えば、電波吸収材５２を設けである。その他には
、公知の無反射終端構造にしたり、後述する反射軽減構
造を採用してもよい。また、説明を省略したが、第１Ａ
図の３層構造の外周部分には、導波管３６．３８に必要
な管壁を形成しである。上述の貫通孔や導電ビンでも、
導電膜、導電板であってもよい。
材、例えば、電波吸収材５２を設けである。その他には
、公知の無反射終端構造にしたり、後述する反射軽減構
造を採用してもよい。また、説明を省略したが、第１Ａ
図の３層構造の外周部分には、導波管３６．３８に必要
な管壁を形成しである。上述の貫通孔や導電ビンでも、
導電膜、導電板であってもよい。
第１Ａ図に示すアンテナを製造する場合には、先ず、所
定厚みの誘電体板３０を導体板３２．３４で挟み、給電
用導波管３６及び放射用導波管３８の管壁を規定するよ
うに、所定間隔密度で上記貫通孔を開けたり、導電ビン
を打ち込む。導波管３６．３８の管壁が、上記３層構造
体の外周になる場合には、その部分を導電体で覆い、導
波管壁とする。
定厚みの誘電体板３０を導体板３２．３４で挟み、給電
用導波管３６及び放射用導波管３８の管壁を規定するよ
うに、所定間隔密度で上記貫通孔を開けたり、導電ビン
を打ち込む。導波管３６．３８の管壁が、上記３層構造
体の外周になる場合には、その部分を導電体で覆い、導
波管壁とする。
次に、給電用導波管３６、特に給電窓４６の位置に関し
て、理論背景を説明する。導波管の側壁に成る程度以上
の大きさの開口又はスロットを設けると、そこから電波
が漏れるが、本発明者による計算によれば、第４図に示
すように、導波管５４の管内波長λ、の間隔でその側壁
にスロット５６を周期的に設けると、そのスロット５６
から漏れる電波の振幅及び位相は、導波管の長手方向で
周期的に変化する。第５図は、１２ＧＨｚ導波管（自由
空間波長λ＝２５ｆｉ、前幅ａ＝１９ｍ、λ、 ＝１．
３２λ＝３３ｍ）について、スリット５６からλ／２離
れた位置での振幅特性及び位相特性を示す。第５図（ａ
）が振幅特性、同（ｂ）が位相特性である。
て、理論背景を説明する。導波管の側壁に成る程度以上
の大きさの開口又はスロットを設けると、そこから電波
が漏れるが、本発明者による計算によれば、第４図に示
すように、導波管５４の管内波長λ、の間隔でその側壁
にスロット５６を周期的に設けると、そのスロット５６
から漏れる電波の振幅及び位相は、導波管の長手方向で
周期的に変化する。第５図は、１２ＧＨｚ導波管（自由
空間波長λ＝２５ｆｉ、前幅ａ＝１９ｍ、λ、 ＝１．
３２λ＝３３ｍ）について、スリット５６からλ／２離
れた位置での振幅特性及び位相特性を示す。第５図（ａ
）が振幅特性、同（ｂ）が位相特性である。
第４図及び第５図から分かるように、第３図の各給電窓
４６−１．４６−２．４６−３からは、等振幅及び等位
相の電波が得られ、それが、対応する各導波管３Ｂ−ｎ
（ｎ＝１〜６）に供給される。第３図において、３７は
磁力線を示す。従って、各放射用導波管３８−１．−．
３８−６は等しく励振されることになり、各放射用導波
管の放射スロット４０から、そのスロット形状及び配置
に応じて直線偏波又は円偏波などの所望の電波が放射さ
れる。多数のクロス・スロットにより円偏波の電波を放
射する導波管スロット・アンテナにおけるクロス・スロ
ットの配置については、上記論文に記載されている。
４６−１．４６−２．４６−３からは、等振幅及び等位
相の電波が得られ、それが、対応する各導波管３Ｂ−ｎ
（ｎ＝１〜６）に供給される。第３図において、３７は
磁力線を示す。従って、各放射用導波管３８−１．−．
３８−６は等しく励振されることになり、各放射用導波
管の放射スロット４０から、そのスロット形状及び配置
に応じて直線偏波又は円偏波などの所望の電波が放射さ
れる。多数のクロス・スロットにより円偏波の電波を放
射する導波管スロット・アンテナにおけるクロス・スロ
ットの配置については、上記論文に記載されている。
第６図は、単一の放射用導波管３８の斜視図を示す。導
波管では、その管内波長λ９．．は自由空間波長λより
大きいので、第６図に示すように、放射スロット４０に
より形成される放射面からの放射角度をθとすると、 ｓｉｎ θ＝λ／λ９ｒ となり、本実施例では、放射面（アンテナ面）に垂直な
方向ではなく、傾斜方向に電波が放射される。放射用導
波管３８の横幅をｄ、その管内波長をλｇｒとすると、 λ λｇｒ”□ 〔１−（λ／２ｄ）”）１″ である。また、上述したように、ｄは、給電用導波管３
６の管内波長λ９に対してｄ＝λ９／２となるように設
計されている。
波管では、その管内波長λ９．．は自由空間波長λより
大きいので、第６図に示すように、放射スロット４０に
より形成される放射面からの放射角度をθとすると、 ｓｉｎ θ＝λ／λ９ｒ となり、本実施例では、放射面（アンテナ面）に垂直な
方向ではなく、傾斜方向に電波が放射される。放射用導
波管３８の横幅をｄ、その管内波長をλｇｒとすると、 λ λｇｒ”□ 〔１−（λ／２ｄ）”）１″ である。また、上述したように、ｄは、給電用導波管３
６の管内波長λ９に対してｄ＝λ９／２となるように設
計されている。
例えば、λ＝２５ｍ （１２ＧＨｚ）の場合、ｄ＝１６
．５鶴とすると、λｇｒ＝３８．３鶴、放射角度θ＝４
０．７゜である。
．５鶴とすると、λｇｒ＝３８．３鶴、放射角度θ＝４
０．７゜である。
次に、放射用導波管３８の終端構造について説明する。
終端部は、上記のように無反射終端とするのが最もよい
が、無反射終端化するのは容易では無く、従って、アン
テナを高価なものにしてしまう。また、電波吸収材を設
けるにしても、反射を無視できる程に電波を吸収できる
材料は、あっても高価であり、製造の手間も考慮に入れ
ると、あまり有効な方法ではない。そこで、本発明では
、以下のようにすることを提案する。即ち、円偏波の場
合には、隣接する放射用導波路間で、目的の偏波面にな
るような特定の位相関係になる直線状の放射用スロット
を設け、放射用導波路の先端部分は、導波管壁を形成す
るときのように、貫通孔、ピンなどにより短絡壁とする
。また、直線偏波の場合には例えば、各放射用導波管毎
に終端壁位置を設定し、同様の方法で短絡すればよい。
が、無反射終端化するのは容易では無く、従って、アン
テナを高価なものにしてしまう。また、電波吸収材を設
けるにしても、反射を無視できる程に電波を吸収できる
材料は、あっても高価であり、製造の手間も考慮に入れ
ると、あまり有効な方法ではない。そこで、本発明では
、以下のようにすることを提案する。即ち、円偏波の場
合には、隣接する放射用導波路間で、目的の偏波面にな
るような特定の位相関係になる直線状の放射用スロット
を設け、放射用導波路の先端部分は、導波管壁を形成す
るときのように、貫通孔、ピンなどにより短絡壁とする
。また、直線偏波の場合には例えば、各放射用導波管毎
に終端壁位置を設定し、同様の方法で短絡すればよい。
以下、円偏波用の場合について説明する。放射用導波管
３８の長手方向を２軸とし、横方向をＸ軸として、Ｚ軸
の適当な箇所を原点にし、第７図（ａ）に示すように、
原点から距離βのところを短絡し、その直前箇所に、Ｘ
軸方向に延びるスロット６０を設ける。導波管３８を伝
播するＴＦｉ、モードは、進行波のみの場合で、 Ｅ、 ＝Ａ ｅｘｐ （−ｊβｚ ） （１）
ＨＸ ＝ −Ｂ ｅｘｐ （−ｊβｚ ） （２
１Ｈｚ ＝ｊＣｅｘｐ（ｊ７１？ｚ） （３）で
あり、 Ｈｌ ／ＨＸ ＝−ｊ Ｄ （４）であ
る。但し、Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄは実数である。ここ
で、ｚ＝１で短絡すると、後退波の発生により、Ｅｙ＝
Ａ （ｅｘｐ（ｊβ２） −ｅｘｐ（ｊβ（ｚ−２４ｉり）） ＝−２３Ａ ｅｘｐ （−ｊββ） ｓｉｎβ（２−β）（５） Ｈ，＝−Ｂ（ｅｘｐ（ｊβ２） ＋ｅｘｐ（ｊβ （ｚ−２ｊ２））） ＝−２Ｂ ｅｘｐ （−ｊ β１） ｃｏｓ β （２−β）（６） Ｈ，＝ｊＣ（ｅｘｐ（−ｊＩ３ｚ） −ｅｘｐ（ｊβ （ｚ−２ｊり）） ＝２Ｃｅｘｐ（−ｊβ１） ｓｉｎ β（ｚ−２１）＜７１ となる。従って、ｚ＝１の箇所では、 ＨＸ ＝−２Ｂ ｅｘｐ （−ｊβＩ！”） （８
）である。
３８の長手方向を２軸とし、横方向をＸ軸として、Ｚ軸
の適当な箇所を原点にし、第７図（ａ）に示すように、
原点から距離βのところを短絡し、その直前箇所に、Ｘ
軸方向に延びるスロット６０を設ける。導波管３８を伝
播するＴＦｉ、モードは、進行波のみの場合で、 Ｅ、 ＝Ａ ｅｘｐ （−ｊβｚ ） （１）
ＨＸ ＝ −Ｂ ｅｘｐ （−ｊβｚ ） （２
１Ｈｚ ＝ｊＣｅｘｐ（ｊ７１？ｚ） （３）で
あり、 Ｈｌ ／ＨＸ ＝−ｊ Ｄ （４）であ
る。但し、Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄは実数である。ここ
で、ｚ＝１で短絡すると、後退波の発生により、Ｅｙ＝
Ａ （ｅｘｐ（ｊβ２） −ｅｘｐ（ｊβ（ｚ−２４ｉり）） ＝−２３Ａ ｅｘｐ （−ｊββ） ｓｉｎβ（２−β）（５） Ｈ，＝−Ｂ（ｅｘｐ（ｊβ２） ＋ｅｘｐ（ｊβ （ｚ−２ｊ２））） ＝−２Ｂ ｅｘｐ （−ｊ β１） ｃｏｓ β （２−β）（６） Ｈ，＝ｊＣ（ｅｘｐ（−ｊＩ３ｚ） −ｅｘｐ（ｊβ （ｚ−２ｊり）） ＝２Ｃｅｘｐ（−ｊβ１） ｓｉｎ β（ｚ−２１）＜７１ となる。従って、ｚ＝１の箇所では、 ＨＸ ＝−２Ｂ ｅｘｐ （−ｊβＩ！”） （８
）である。
また、第７図（ｂ）に示すように、ｚ＝Ｑの原点がら、
距離２１の箇所を短絡し、Ｘ軸方向に延びるスロット６
２をｚ＝１の箇所に設けると、Ｈ，＝−２Ｃｅｘｐ （
−３２βＮ） ｓｉｎ β（ｚ−２β）（９） であり、当該スロット６２の箇所では、Ｈｚ ＝２Ｃｅ
ｘｐ （−ｊ ２β１）ｓｉｎ βｌαω となる。式（８）のＨ，と弐α０）のＨ２との比を求め
ると、 Ｈ，／Ｈ。
距離２１の箇所を短絡し、Ｘ軸方向に延びるスロット６
２をｚ＝１の箇所に設けると、Ｈ，＝−２Ｃｅｘｐ （
−３２βＮ） ｓｉｎ β（ｚ−２β）（９） であり、当該スロット６２の箇所では、Ｈｚ ＝２Ｃｅ
ｘｐ （−ｊ ２β１）ｓｉｎ βｌαω となる。式（８）のＨ，と弐α０）のＨ２との比を求め
ると、 Ｈ，／Ｈ。
＝−ｊＤ （ｊ ｅｘｐ （−ｊβＡ））ｓｉｎ β
ｌ ０１１となり、βｌ＝π／２の
ときには、 Ｈヨ／ Ｈｘ ＝ Ｊ Ｄ となる。これは、円偏波になることを示している。
ｌ ０１１となり、βｌ＝π／２の
ときには、 Ｈヨ／ Ｈｘ ＝ Ｊ Ｄ となる。これは、円偏波になることを示している。
従って、アレイ状に並置された放射用導波管３８−１．
−３８−６において、その終端構造を交互に、第７図（
ａ）及び同（ｂ）に示すスロット配置及び短絡面にする
ことによって、各放射用導波管３８を伝播する電波を、
少なからず外部に放射させることができ、効率を改善で
きる。そのようにした場合の、終端部分の平面図を第８
図に示す。第８図において、７０が、第７図（ａ）のス
ロット６０に対応するスロット、７２が第７図山）のス
ロット６２に対応するスロット、７４は、円偏波のため
の公知のクロス・スロットである。
−３８−６において、その終端構造を交互に、第７図（
ａ）及び同（ｂ）に示すスロット配置及び短絡面にする
ことによって、各放射用導波管３８を伝播する電波を、
少なからず外部に放射させることができ、効率を改善で
きる。そのようにした場合の、終端部分の平面図を第８
図に示す。第８図において、７０が、第７図（ａ）のス
ロット６０に対応するスロット、７２が第７図山）のス
ロット６２に対応するスロット、７４は、円偏波のため
の公知のクロス・スロットである。
第１図及び第３図に示した実施例では、給電用導波管３
６の給電窓４６は、それぞれ２つの放射用導波管３８に
のみ給電するように、放射用導波管３８の、給電窓４６
に対面しない側壁４８が給電用導波路３６の壁４４に結
合されているが、本発明は必ずしも、これに限定されな
い。即ち、第９図に示すように、給電窓４６から所定距
離離れた箇所に、放射用導波管３８の入口がくるように
してもよい。給電窓４６から漏れる電波は、第５図に示
すように周期性を持ち、放射用導波管３８の構造もその
周期性に適合する規則性を持つので、別の給電窓４６か
らの干渉はあっても少ないと考えられる。また、放射用
導波管３８が単一導波モードのみが存在しうる導波管で
あればよいが、高次モードを有する場合には、肘用導波
管３８への結合効率を高めるために、放射用導波管３８
の給電側開口の幅Ｗを、当該導波管３８の幅ｄよりも狭
くしておくのが好ましい。
６の給電窓４６は、それぞれ２つの放射用導波管３８に
のみ給電するように、放射用導波管３８の、給電窓４６
に対面しない側壁４８が給電用導波路３６の壁４４に結
合されているが、本発明は必ずしも、これに限定されな
い。即ち、第９図に示すように、給電窓４６から所定距
離離れた箇所に、放射用導波管３８の入口がくるように
してもよい。給電窓４６から漏れる電波は、第５図に示
すように周期性を持ち、放射用導波管３８の構造もその
周期性に適合する規則性を持つので、別の給電窓４６か
らの干渉はあっても少ないと考えられる。また、放射用
導波管３８が単一導波モードのみが存在しうる導波管で
あればよいが、高次モードを有する場合には、肘用導波
管３８への結合効率を高めるために、放射用導波管３８
の給電側開口の幅Ｗを、当該導波管３８の幅ｄよりも狭
くしておくのが好ましい。
上記実施例では、１つの給電窓４６で２つの放射用導波
管３８を給電するようにしているが、各給電窓４６の正
面に放射用導波管の入口が来るようにし、１つの給電窓
から１つの放射用導波管に給電するようにしてもよい。
管３８を給電するようにしているが、各給電窓４６の正
面に放射用導波管の入口が来るようにし、１つの給電窓
から１つの放射用導波管に給電するようにしてもよい。
但し、このようにすると、放射用面に無駄が生じること
になる。
になる。
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれ
ば、容易に製造でき、従って安価な平面アンテナを提供
できる。
ば、容易に製造でき、従って安価な平面アンテナを提供
できる。
第１Ａ図は本発明の一実施例の正面図、第１Ｂ図は第１
Ａ図のＢ−Ｂ線の断面図、第１Ｃ図は第１Ａ図のＣ−Ｃ
線の断面図、第２図は従来の三次元給電構造の導波管ス
ロット・アンテナ、第３図は第１Ａ図に示す実施例の導
波構造を示す図である。第４図及び第５図は給電用導波
管３６による給電原理の説明図であり、第４図は導波管
の給電窓の座標関係を示し、第５図は第４図のスロット
５６による振幅特性及び位相特性を示す。第６図は放射
用導波管３８の放射方向の説明図、第７図は放射用導波
管３８の終端構造の説明図、第８図ある。
Ａ図のＢ−Ｂ線の断面図、第１Ｃ図は第１Ａ図のＣ−Ｃ
線の断面図、第２図は従来の三次元給電構造の導波管ス
ロット・アンテナ、第３図は第１Ａ図に示す実施例の導
波構造を示す図である。第４図及び第５図は給電用導波
管３６による給電原理の説明図であり、第４図は導波管
の給電窓の座標関係を示し、第５図は第４図のスロット
５６による振幅特性及び位相特性を示す。第６図は放射
用導波管３８の放射方向の説明図、第７図は放射用導波
管３８の終端構造の説明図、第８図ある。
Claims (3)
- （１）それぞれが少なくとも１つの放射用スロットを具
備する複数の放射用導波管と、当該放射用導波管の各々
に給電する給電用導波管とを具備する導波管スロット・
アンテナであって、当該放射用導波管を、その放射スロ
ットを同一方向に向けてアレイ状に並置してあり、当該
給電用導波管が当該放射用導波管のアレイと同一平面上
にあり、当該給電用導波管には、当該給電用導波管の管
内波長の整数倍の間隔で給電用窓を設けてあり、各放射
用導波管の横幅が当該給電用窓の相互の間隔の半分であ
ることを特徴とする導波管スロット・アンテナ。 - （２）特許請求の範囲第（１）項に記載する導波管スロ
ット・アンテナの製造方法であって、誘電体板を金属導
体板で挟み、上記給電用導波管と上記放射用導波管との
間の区切り、及び各放射用導波管の間の区切りに相当す
る位置に、所定間隔密度で貫通孔を開け、当該貫通孔に
より当該誘電体板を挟む両金属導体板を電気的に接続し
、導波管壁を形成することを特徴とする導波管スロット
・アンテナの製造方法。 - （３）特許請求の範囲第（１）項に記載する導波管スロ
ット・アンテナの製造方法であって、誘電体板を金属導
体板で挟み、上記給電用導波管と上記放射用導波管との
間の区切り、及び各放射用導波管の間の区切りに相当す
る位置に、所定間隔密度で導電ピンを打ち込み、当該導
電ピンにより当該誘電体板を挟む両金属導体板を電気的
に接続し、導波管壁を形成することを特徴とする導波管
スロット・アンテナの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037203A JP2733472B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 導波管スロット・アンテナ及びその製造方法並びに導波管の結合構造 |
| EP89102519A EP0329079B1 (en) | 1988-02-19 | 1989-02-14 | Slotted waveguide Antenna |
| DE68919419T DE68919419T2 (de) | 1988-02-19 | 1989-02-14 | Antenne mit geschlitztem Hohlleiter. |
| US07/310,433 US4916458A (en) | 1988-02-19 | 1989-02-15 | Slotted waveguide antenna |
| CA000591319A CA1319976C (en) | 1988-02-19 | 1989-02-17 | Slotted waveguide antenna |
| KR1019890001937A KR920002896B1 (ko) | 1988-02-19 | 1989-02-18 | 슬롯트형, 도파관 안테나 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037203A JP2733472B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 導波管スロット・アンテナ及びその製造方法並びに導波管の結合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01212104A true JPH01212104A (ja) | 1989-08-25 |
| JP2733472B2 JP2733472B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=12491027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63037203A Expired - Lifetime JP2733472B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 導波管スロット・アンテナ及びその製造方法並びに導波管の結合構造 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4916458A (ja) |
| EP (1) | EP0329079B1 (ja) |
| JP (1) | JP2733472B2 (ja) |
| KR (1) | KR920002896B1 (ja) |
| CA (1) | CA1319976C (ja) |
| DE (1) | DE68919419T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012100205A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Ihi Aerospace Co Ltd | 送信アンテナ |
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| US7251223B1 (en) | 2000-09-27 | 2007-07-31 | Aerosat Corporation | Low-height, low-cost, high-gain antenna and system for mobile platforms |
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| CA1319976C (en) | 1993-07-06 |
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