JPH02280504A - 漏洩型導波管スロットアレーアンテナ - Google Patents
漏洩型導波管スロットアレーアンテナInfo
- Publication number
- JPH02280504A JPH02280504A JP10029989A JP10029989A JPH02280504A JP H02280504 A JPH02280504 A JP H02280504A JP 10029989 A JP10029989 A JP 10029989A JP 10029989 A JP10029989 A JP 10029989A JP H02280504 A JPH02280504 A JP H02280504A
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- JP
- Japan
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- waveguide
- radiation
- ridge
- slot
- wavelength
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- Waveguide Aerials (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、導波管に多数の放射用スロットを形成してア
レー化した漏洩型導波管スロットアレーアンテナに関す
るものである。
レー化した漏洩型導波管スロットアレーアンテナに関す
るものである。
［従来の技術］
マイクロ波帯などの高い周波数の電波を高効率で送受信
するアンテナとして導波管スロットアレーアナテナが知
られており、漏洩型の導波管スロットアレーアンテナと
しては例えば、 Ｗ、 Ｊ、 ＧＥＴＳ Ｉ ＮＧＥＲ，’Ｅｌｌｉｐ
ｔｉｃａｌｌｙＰｏｒａｌｉｇｅｄ Ｌｅｒｋｙ−Ｗ
ａｖｅ Ａｒｒａｙ Ｉ ＲＥ Ｔ
ＲＡＳ−Ａ［：Ｔｌ０ＮＳＯＮ ＡＮＮＴＥＮＡＳ Ａ
ＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ、 ＰＰ１６５−１７２
、 Ｍａｒｃｈ １９６２ に示されたものがある。
するアンテナとして導波管スロットアレーアナテナが知
られており、漏洩型の導波管スロットアレーアンテナと
しては例えば、 Ｗ、 Ｊ、 ＧＥＴＳ Ｉ ＮＧＥＲ，’Ｅｌｌｉｐ
ｔｉｃａｌｌｙＰｏｒａｌｉｇｅｄ Ｌｅｒｋｙ−Ｗ
ａｖｅ Ａｒｒａｙ Ｉ ＲＥ Ｔ
ＲＡＳ−Ａ［：Ｔｌ０ＮＳＯＮ ＡＮＮＴＥＮＡＳ Ａ
ＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ、 ＰＰ１６５−１７２
、 Ｍａｒｃｈ １９６２ に示されたものがある。
上記アンテナは−様な断面を有する一本の矩形導波管の
幅広面（Ｈ面）の中心からずれた位置に十字形のスロッ
トを長手方向に所定の間隔で多数形成し、矩形導波管の
一端から導波管アダプタによって高周波を給電し、他端
は無反射終端構造として円偏波−次元アレーアンテナと
している。このアンテナは基本的にビームチルト型とな
るほか、直列逐次給電型でありながら、帯域幅も比較的
広く取れるという特徴を有しており、これを平面状にア
レー化することによって、例えば衛星放送受信用の高性
能かつ高機能のアンテナを構成することができる。
幅広面（Ｈ面）の中心からずれた位置に十字形のスロッ
トを長手方向に所定の間隔で多数形成し、矩形導波管の
一端から導波管アダプタによって高周波を給電し、他端
は無反射終端構造として円偏波−次元アレーアンテナと
している。このアンテナは基本的にビームチルト型とな
るほか、直列逐次給電型でありながら、帯域幅も比較的
広く取れるという特徴を有しており、これを平面状にア
レー化することによって、例えば衛星放送受信用の高性
能かつ高機能のアンテナを構成することができる。
即ち、漏洩型導波管スロットアレーアンテナは、導波管
構造を有するため、損失が小さくアンテナ全体を小型化
でき、またチルト角を適正に設定することによって静止
衛星からの電波に対して垂直または水平に近い設置が可
能となり、家屋においては壁に比較的密部して設置でき
、また車両への搭載ではその屋根に平に設置できるとい
う利点を有する。
構造を有するため、損失が小さくアンテナ全体を小型化
でき、またチルト角を適正に設定することによって静止
衛星からの電波に対して垂直または水平に近い設置が可
能となり、家屋においては壁に比較的密部して設置でき
、また車両への搭載ではその屋根に平に設置できるとい
う利点を有する。
［発明が解決しようとする課題］
漏洩型の導波管スロットアレーアンテナにおいて、使用
する電波の自由空間波長をλ０とし、放射用スロットを
形成した反射用導波管の管内波長を１ｇとすると、放射
用スロットの間隔が約０．５λ。よりも小さければその
間隔と関係なく、次の式（１）を満たすθの方向に主ビ
ームが放射される。
する電波の自由空間波長をλ０とし、放射用スロットを
形成した反射用導波管の管内波長を１ｇとすると、放射
用スロットの間隔が約０．５λ。よりも小さければその
間隔と関係なく、次の式（１）を満たすθの方向に主ビ
ームが放射される。
ｓｉｎθ；λ。／λｇｏ （１）
ただし、λｇ−入。／ ｌ−（ｉ ｏ／２ａ） ”
（２）θ：放射用スロットが形成する面に垂直な方向
からなす角度 これは管内波長λｇが管内でいたるところ一様であるこ
とを前提としている。
ただし、λｇ−入。／ ｌ−（ｉ ｏ／２ａ） ”
（２）θ：放射用スロットが形成する面に垂直な方向
からなす角度 これは管内波長λｇが管内でいたるところ一様であるこ
とを前提としている。
一方、放射用導波管に複数の放射用スロットを形成して
少なくとも一次元アレーアンテナを構成したとき、放射
用スロット各々から放射される電力が一様である場合に
最大開口効率が得られるが、放射用導波管内の電力は各
放射用スロットからの電力放射により、給電側から遠ざ
かるにつれて漸次低下してゆくため、各放射用スロット
からの放射電力を一様とするためには、給電側から遠ざ
かって管内電力が低下した分だけ放射用スロットによる
自由空間とそのスロット付近の導波管内の電磁界との係
合を強くする必要がある。ちなみに、その結合の強さは
、放射用スロットのサイズや位置によりかなり任意に設
定で診る。
少なくとも一次元アレーアンテナを構成したとき、放射
用スロット各々から放射される電力が一様である場合に
最大開口効率が得られるが、放射用導波管内の電力は各
放射用スロットからの電力放射により、給電側から遠ざ
かるにつれて漸次低下してゆくため、各放射用スロット
からの放射電力を一様とするためには、給電側から遠ざ
かって管内電力が低下した分だけ放射用スロットによる
自由空間とそのスロット付近の導波管内の電磁界との係
合を強くする必要がある。ちなみに、その結合の強さは
、放射用スロットのサイズや位置によりかなり任意に設
定で診る。
この様な構成に起因して、従来の漏洩型導波管スロット
アレーアンテナでは次の様な問題があった。
アレーアンテナでは次の様な問題があった。
すなわち、放射用スロットにより自由空間と放射用導波
管内の電磁界が結合するのに応じて放射用導波管内の管
内波長が、放射用スロットが無いとした場合の式（２）
で与えられる管内波長λｇ０より自由空間波長λ。側に
シフトして短縮し、その短縮の度合は、放射用スロット
による自由空間と放射用導波管内の電磁界の結合が強く
なる程大きくなる。そのため、各放射用スロットからの
放射電力量を一様にしようとすると、放射用導波管内の
波長は給電側から遠ざかるにつれて短くなり、漏洩型導
波管スロットアレーアンテナにおける位相合成の原理か
らずれてくるため、関口効率が低下してしまう。
管内の電磁界が結合するのに応じて放射用導波管内の管
内波長が、放射用スロットが無いとした場合の式（２）
で与えられる管内波長λｇ０より自由空間波長λ。側に
シフトして短縮し、その短縮の度合は、放射用スロット
による自由空間と放射用導波管内の電磁界の結合が強く
なる程大きくなる。そのため、各放射用スロットからの
放射電力量を一様にしようとすると、放射用導波管内の
波長は給電側から遠ざかるにつれて短くなり、漏洩型導
波管スロットアレーアンテナにおける位相合成の原理か
らずれてくるため、関口効率が低下してしまう。
本発明の目的は上記のような問題点を解決し、関口効率
をより増大させることができる漏洩型導波管スロットア
レーアンテナを提供することにある。
をより増大させることができる漏洩型導波管スロットア
レーアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段］
このような目的を達成するため、本発明は、放射用導波
管として給電部側から管軸方向に沿って遠ざかるにつれ
てリッジの大きさを変化させたりッジ導波管を用いたこ
とを特徴とする。
管として給電部側から管軸方向に沿って遠ざかるにつれ
てリッジの大きさを変化させたりッジ導波管を用いたこ
とを特徴とする。
［作 用］
本発明では、放射用導波管として用いるリッジ導波管の
リッジの大きさを変化させることで、スロットを設けた
ことに伴う管内波長の変化を補正して管内波長を一定に
コントロールし、各スロットからの最大放射方向をそろ
えることにより、開口効率を増大させている。
リッジの大きさを変化させることで、スロットを設けた
ことに伴う管内波長の変化を補正して管内波長を一定に
コントロールし、各スロットからの最大放射方向をそろ
えることにより、開口効率を増大させている。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、本発明の原理について説明する。
一般にリッジ導波管の遮断波長え。はリッジの高さや幅
に依存して変化することが知られている。他方、導波管
内の管内波長λｇと遮断波長λ。とは、自由空間波長λ
。と次の式で関係している。
に依存して変化することが知られている。他方、導波管
内の管内波長λｇと遮断波長λ。とは、自由空間波長λ
。と次の式で関係している。
本発明はこれらの原理を利用し、放射管として用いるリ
ッジ導波管のリッジの大きさ、すなわちリッジの高さや
幅を変化させることにより、給電部側から放射管軸方向
へ遠ざかるにつれて遮断周波数を小さくし、これによっ
て放射用スロットにより短縮する管内波長を管内で一定
に保つように補正しようというものである。
ッジ導波管のリッジの大きさ、すなわちリッジの高さや
幅を変化させることにより、給電部側から放射管軸方向
へ遠ざかるにつれて遮断周波数を小さくし、これによっ
て放射用スロットにより短縮する管内波長を管内で一定
に保つように補正しようというものである。
第１図は、本発明の一実施例全体を示す斜視図である。
また、第２図は本実施例におけるスロットを説明するた
めの参考図、第３図は本実施例におけるリッジを説明す
るための参考図である。
めの参考図、第３図は本実施例におけるリッジを説明す
るための参考図である。
ここで第２図は、−様な矩形断面を有する放射管を示す
図であり、幅広面に十字形のスロットが切られている。
図であり、幅広面に十字形のスロットが切られている。
このスロットの形は十字形に限らず、管軸に平行もしく
は垂直或いは水平、垂直組み合せた単純な直線状スロッ
トのものであってもよい。
は垂直或いは水平、垂直組み合せた単純な直線状スロッ
トのものであってもよい。
また第３図は、リッジ導波管の断面図である。
ここで、第３図（＾）はリッジ部を構成する導波板の厚
みが第３図（Ｂ）に比べ薄くなっている。また第３図（
Ｃ） は矩形導波管の中に導体板を置き接着した構造を
示す。要は、導波管内部の電６１波が伝播する中空の部
分の形状が、尾根状の連続的な凸部を有すればよい、第
３図では、リッジは幅広面（Ｈ面）の片方のみに示しで
あるが、両面にあってもよい、リッジの位置は幅広面の
どこにつくることも可能であるが、導波管内を伝播する
電磁波を乱さず、できるだけ単一のモードのみを通すた
め、幅広面の中心におくのがよい。
みが第３図（Ｂ）に比べ薄くなっている。また第３図（
Ｃ） は矩形導波管の中に導体板を置き接着した構造を
示す。要は、導波管内部の電６１波が伝播する中空の部
分の形状が、尾根状の連続的な凸部を有すればよい、第
３図では、リッジは幅広面（Ｈ面）の片方のみに示しで
あるが、両面にあってもよい、リッジの位置は幅広面の
どこにつくることも可能であるが、導波管内を伝播する
電磁波を乱さず、できるだけ単一のモードのみを通すた
め、幅広面の中心におくのがよい。
再び第１図に戻り、本発明の一実施例を説明する。第１
図に示した実施例は、リッジの高さを一定にしてリッジ
の幅ａ°を給電部側から遠ざかるにつれて狭くしていっ
たものである。給電部側から遠ざかるにつれて放射用ス
ロットによる管内波長短縮化の傾向を打ち消すため、リ
ッジの高さを一定のまま幅を広くするか狭くするかは、
最も給電部側のりッジの幅により決まってくる。すなわ
ち、ｂ／ｃ一定でａ’／ａを変化させると、ある一定の
値のとき遮断周波数はピークをもち、そのピークから遠
ざかるにつれ遮断周波数は小さくなり、リッジを設けな
い場合の値に近づく。このピーク値はほぼａ’／ａ−０
，５の位置にあり、最も給電部側のりッジの幅ａ°をａ
’／ａがピーク値よりも大きくなる様にとった場合には
、管軸方向に給電部側から遠ざかるにつれリッジの幅を
広くすればよい。
図に示した実施例は、リッジの高さを一定にしてリッジ
の幅ａ°を給電部側から遠ざかるにつれて狭くしていっ
たものである。給電部側から遠ざかるにつれて放射用ス
ロットによる管内波長短縮化の傾向を打ち消すため、リ
ッジの高さを一定のまま幅を広くするか狭くするかは、
最も給電部側のりッジの幅により決まってくる。すなわ
ち、ｂ／ｃ一定でａ’／ａを変化させると、ある一定の
値のとき遮断周波数はピークをもち、そのピークから遠
ざかるにつれ遮断周波数は小さくなり、リッジを設けな
い場合の値に近づく。このピーク値はほぼａ’／ａ−０
，５の位置にあり、最も給電部側のりッジの幅ａ°をａ
’／ａがピーク値よりも大きくなる様にとった場合には
、管軸方向に給電部側から遠ざかるにつれリッジの幅を
広くすればよい。
リッジの幅を狭くする、或いは広くするいずれの場合に
おいても、幅の変化のさせ方は放射用スロットによる放
射管内の電磁場と自由空間の結合の度合に応じて決めれ
ばよい。この場合、たとえばリッジの幅を給電部側から
狭めていって、最終的に幅がなくなっても、放射用スロ
ットによる管内波長短縮の効果を補正し得ないことが考
えられるが、これはりッジの高さＣを大きくとるか、小
さくとるかぐより、放射用スロットによる管内波長短縮
の効果を充分補正できる様にすることが可能である。
おいても、幅の変化のさせ方は放射用スロットによる放
射管内の電磁場と自由空間の結合の度合に応じて決めれ
ばよい。この場合、たとえばリッジの幅を給電部側から
狭めていって、最終的に幅がなくなっても、放射用スロ
ットによる管内波長短縮の効果を補正し得ないことが考
えられるが、これはりッジの高さＣを大きくとるか、小
さくとるかぐより、放射用スロットによる管内波長短縮
の効果を充分補正できる様にすることが可能である。
なお第１図ではりッジの幅を変化させる際にテーバ状に
徐々に変化する場合を示しているが、階段状に変化させ
てもよい。
徐々に変化する場合を示しているが、階段状に変化させ
てもよい。
第４図は本発明の他の実施例を示す図である。
本実施例においてはりッジの幅を一定にして、リッジの
高さＣｏを徐々に低くしていったものである。本実施例
でもリッジの高さはテーバ状に徐々に変化させたが、階
段状に変化させることも可能である。
高さＣｏを徐々に低くしていったものである。本実施例
でもリッジの高さはテーバ状に徐々に変化させたが、階
段状に変化させることも可能である。
第１図および第４図において、リッジは放射用スロット
を設けた面に対向する面に設けた。放射用スロットを設
けた面にリッジを設けることも可能ではある。しかし、
その場合には、放射用スロットの大きさ次第でリッジの
位置や幅に制限がつくことになる。また第１図および第
４図いずれの実施例においても、リッジの高さ１幅の設
計にはりッジ導波管の設計手法としてよく知られている
横共振法を用いることができる。
を設けた面に対向する面に設けた。放射用スロットを設
けた面にリッジを設けることも可能ではある。しかし、
その場合には、放射用スロットの大きさ次第でリッジの
位置や幅に制限がつくことになる。また第１図および第
４図いずれの実施例においても、リッジの高さ１幅の設
計にはりッジ導波管の設計手法としてよく知られている
横共振法を用いることができる。
これまで説明してきた実施例は、いずれも管軸方向に給
電側から遠ざかるにつれて管内波長が短縮化する場合で
あったが、用途によっては帯域を広げる為中心周波数に
おける開口効率を若干犠牲にして、各放射用スロットか
らの放射量を一様とせず分布をもたせることが必要にな
る０例えば、放射管の長さ方向に沿った両端付近では放
射量を少なくし、中央付近の放射量を多くする分布が考
えられる。この場合、中央付近で管内波長が大きく短縮
した後は給電側から遠ざかるにつれ短縮度が少なくなる
結果、逆に管内波長が増大していく場合も生じ得るが、
この様な場合にもリッジの幅や高さを変化させていくこ
とで充分管内波長を一定に保つことができる。
電側から遠ざかるにつれて管内波長が短縮化する場合で
あったが、用途によっては帯域を広げる為中心周波数に
おける開口効率を若干犠牲にして、各放射用スロットか
らの放射量を一様とせず分布をもたせることが必要にな
る０例えば、放射管の長さ方向に沿った両端付近では放
射量を少なくし、中央付近の放射量を多くする分布が考
えられる。この場合、中央付近で管内波長が大きく短縮
した後は給電側から遠ざかるにつれ短縮度が少なくなる
結果、逆に管内波長が増大していく場合も生じ得るが、
この様な場合にもリッジの幅や高さを変化させていくこ
とで充分管内波長を一定に保つことができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明においては放射用導波管と
してリッジ導波管を用い、リッジの大きさを給電部側か
ら管軸方向に沿って遠ざかるにつれて変化さすることに
より、放射用スロットによる管内波長短縮化の効果を補
正して管内波長を一定に保つことができ、このことによ
り各放射用スロットから放射される電波が最も強め合う
方向をそろえることができ、開口効率をより増大させる
効果がある。
してリッジ導波管を用い、リッジの大きさを給電部側か
ら管軸方向に沿って遠ざかるにつれて変化さすることに
より、放射用スロットによる管内波長短縮化の効果を補
正して管内波長を一定に保つことができ、このことによ
り各放射用スロットから放射される電波が最も強め合う
方向をそろえることができ、開口効率をより増大させる
効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図、
第２図および第３図は第１の実施例を説明するための参
考図、 第４図は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。 第１図 第３図 第２図
考図、 第４図は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。 第１図 第３図 第２図
Claims (1)
- １）放射用導波管として給電部側から管軸方向に沿って
遠ざかるにつれてリッジの大きさを変化させたリッジ導
波管を用いたことを特徴とする漏洩型導波管スロットア
レーアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10029989A JPH02280504A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 漏洩型導波管スロットアレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10029989A JPH02280504A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 漏洩型導波管スロットアレーアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280504A true JPH02280504A (ja) | 1990-11-16 |
Family
ID=14270292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10029989A Pending JPH02280504A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 漏洩型導波管スロットアレーアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02280504A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6359590B2 (en) | 2000-05-26 | 2002-03-19 | Kyocera Corporation | Antenna feeder line, and antenna module provided with the antenna feeder line |
| JP2002515662A (ja) * | 1998-05-12 | 2002-05-28 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン（パブル） | アンテナ構造を製作する方法と前記方法に従って製作されたアンテナ構造 |
| JP2007228313A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Japan Radio Co Ltd | 導波管スロットアレーアンテナ |
| JP2010045037A (ja) * | 1997-10-01 | 2010-02-25 | Energy Conversion Devices Inc | 適合可能なアプリケータを備えた大面積マイクロ波プラズマ装置 |
| CN106785433A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-05-31 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种基于脊隙波导技术的无隙扫描漏波天线 |
| JPWO2018029807A1 (ja) * | 2016-08-10 | 2018-11-22 | 三菱電機株式会社 | アレーアンテナ装置及びアレーアンテナ装置の製造方法 |
| WO2022124297A1 (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | Ａｇｃ株式会社 | アンテナ |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP10029989A patent/JPH02280504A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045037A (ja) * | 1997-10-01 | 2010-02-25 | Energy Conversion Devices Inc | 適合可能なアプリケータを備えた大面積マイクロ波プラズマ装置 |
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| WO2022124297A1 (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | Ａｇｃ株式会社 | アンテナ |
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