JPH03236614A - コルゲートホーンアンテナ - Google Patents

コルゲートホーンアンテナ

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JPH03236614A
JPH03236614A JP3296190A JP3296190A JPH03236614A JP H03236614 A JPH03236614 A JP H03236614A JP 3296190 A JP3296190 A JP 3296190A JP 3296190 A JP3296190 A JP 3296190A JP H03236614 A JPH03236614 A JP H03236614A
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JP
Japan
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waveguide
mode
inner diameter
frequency
circular
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JP3296190A
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Takashi Hirukoi
蛭子井 貴
Takumi Yamaguchi
巧 山口
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、反射鏡アンテナの一次ホーンとして使用さ
れるコルゲートホーンアンテナに関するものである。
〔従来の技術〕
第2図は、例えば電子情報通信学会アンテナ伝播研究会
資料A−PO2−22,1)、17 (1989−6−
16)に示された、従来のコルゲートホーンアンテナの
構成説明図である0図において、1は円錐ホーンの内部
に多数のひれを管軸にそって周期的に配列したコルゲー
ト円錐ホーン、2a。
2bは低い周波数帯用の給電導波管、3は円形導波管4
a、4b及びテーパ導波管5a、5bから構成されるT
 M 、モードの高次モード発生部、6は高い周波数帯
用の給電導波管である。
このように構成されたコルゲートホーンアンテナにおい
て、低い周波数帯の電波は給電導波管2a、2bから給
電された後、コルゲート円錐ホーン1で良好な放射特性
を有するコルゲートモードに変換され、開口部から放射
される。給電導波管’la、’lbを設定する位置の導
波管の内径は低い周波数の値よりその大きさが定まるた
めに、内径が十分に小さい高周波数の給電導波管6の近
傍の部分までひれを設けることは困難である。従って、
給電導波管6より給電した高い周波数帯の電波の一部が
コルゲート円錐ホーン1へ入射する部分で不要高次モー
ドに変換される。そこで、この不要高次モードを相殺す
るために高次モード発生部3を設けている。コルゲート
円錐ホーン1へ入射する部分で発生する高次モードは主
にHE + tモードであり、このモードは円形導波管
のT M + +モードに対応する。従って、高次モー
ド発生部3では所望の量のT M l rモードを発生
させることにより、不要のHE、、モードを相殺するこ
とができる。さらに上記高次モード発生部3は、高い周
波数の2つの周波数において良好な放射特性を得るため
に、内径の異なる2つの円形導波管と2つのテーパ導波
管を組み合わせた構造を有し、2つの周波数においてT
 M r +モードの所望の発生量を得ることができる
〔発明が解決しようとする課題〕
第2図に示すように従来のコルゲートホーンアンテナは
以上のように構威されているので、良好な放射特性を必
要とする高い周波数帯の2つの周波数ft 、fz  
(rz >r、)が大きく離れている場合、周波数f、
においてTM、モードを発生させると、周波数ftにお
いてはTM、モードの他にTE、、モードが発生する。
従って、周波数f2においては所望のTM、モードの他
に不要のTE+zモードが発生するために、コルゲート
ホーンアンテナの反射パターンが劣化するという問題点
がある。
さらに周波数f、においては、設計パラメータの自由度
の点からTM、モードの発生量とTEIzモードの発生
量の両方を制御することが難しいため、これら2つの高
次モードを有効に利用することは困難であり、コルゲー
トホーンアンテナにおいて良好な反射パターンを得るこ
とが難しいという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、多数の周波数帯及び大きく離れた周波数にお
いても、交差偏波酸分が小さく、かつ主偏波成分が所望
の形状をした良好な放射特性を有するコルゲートホーン
アンテナを得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかるコルゲートホーンアンテナは、高次モ
ード発生部を内径の異なる3つの円形導波管(給電導波
管側からA、B、C)と、上記各円形導波管及び上記給
電導波管を接続する3つのテーパ導波管で構威し、上記
円形導波管Bの内径を使用最高周波数の波長の1.22
倍から1.7倍の範囲内の値とし、かつ上記円形導波管
Aの内径を使用最高周波数の波長の1.7倍から2.2
3倍の範囲内の値としたものである。
〔作用) この発明においては、良好な放射特性を必要とする高い
周波数帯の2つの周波数をf、、ft (f、>f、)
とした場合、周波数f Ii?TM++モードの所望の
発生量を得るために円形導波管Cの長さとこの円形導波
管Cに接続されるテーパ導波管の開き角を設計できる。
この場合、周波数fよでは円形導波管Cの両端の不連続
部でTM、モード及びT E + tモードが発生する
0次に、周波数f2で先に発生したTE、!モードを考
慮した後にTE1!モードの所望の発生量を求め、この
発生量を実現するように円形導波管Bの長さとこの円形
導波管Bに接続されるテーパ導波管の開き角を設計する
。従って、円形導波管Cの両端及び円形導波管Bの両端
の不連続部で発生するT E s zモードを考慮し、
その発生量を制御することができる。具体的にはその発
生量を零とすることもできる。次にこれらの不連続部で
TM、モードも発生するので、この発生量を考慮した後
に、TMl、モードの所望の発生量を求め、この発生量
を実現するように円形導波管Aの長さとこの円形導波管
Aに接続されるテーパ導波管の開き角を設計する。この
円形導波管Aの内径はTEI!モードが伝播しないよう
に定めであるのでTE、!モードは発生せず、TM、モ
ードだけに注目して設計することができる。
以上のことより、周波数f、においてはTM、モ−ドの
所望の発生量を得ることができ、かつ周波数f、におい
てはT M + +モード及びTE目モードの両方にお
いて所望の発生量を得ることができるので、両方の周波
数において良好な放射特性を得ることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図を用いて説明する。
第1図は本発明の一実施例によるコルゲートホーンアン
テナの槽底を示す図であり、図において、1はコルゲー
ト円錐ホーン、2a、  2bは低い周波数帯f0の電
波を給電する給電導波管、4c。
5Cは周波数f0より高い周波数帯の周波数f。
用の円形導波管とテーパ導波管、4b、5bは周波数f
o及びf、より高い周波数帯の周波数f2用で、TEl
!モードの発生量を制御する円形導波管とテーパ導波管
、4a、5aは周波数ft用で、TM、モードの発生量
を制御する円形導波管とテーパ導波管である。ここで円
形導波管4cの内径DCは周波数f、においてT E 
+ tモードが伝搬せずにTM、モードが伝搬する寸法
とする0次に円形導波管4bの内径Dbは周波数f1に
おいてTM、モードが伝搬せず、かつ周波数f2におい
てTMl、モードが伝搬せずにTEI!モードが伝搬す
る寸法とする。さらに円形導波管4aの内径り。
は周波数f2においてTE、、モードが伝搬せずにT 
M r +モードが伝搬する寸法とする。以上より、各
円形導波管の内径は次式で与えられる。
ただし、(11式〜(3)式において、Cは光速、Kt
□1(=3.83)はTM、モードの遮断波数、K。
1□(=5.33)はTE、tモードの遮断波数、Kr
N1t (= 7. 02)はTM、、モードの遮断波
数を示す。さらに、各周波数f、、f、の波長をλ。
λ2とすると、(11式〜(3)式は、1.22λI 
<I)c<1.70λ+   −(4)1.70λz 
<Db 〈(2,23λ8又は1.22λ、の小さい方
) −(5) 1.22λm <[)a<1.70λffi   −(
6)となる。
このような構造のコルゲートホーンアンテナにおいて、
高い周波数帯用の給電導波管6から給電した周波数f、
とf2の電波は、コルゲート円錐ホーン1の給電側のひ
れの部分で不要の高次モード、主にHE、!モードに一
部変換されるので、上記不要の高次モードを相殺するた
めに、高次モード発生部3においてTM、Iモードを所
定の量だけ発生させる必要がある。
以上のように、高次モード発生部3を槽底している円形
導波管の内径を先に示したように定めているので、周波
数f、では円形導波管4C内をTM、モードが伝搬し、
周波数ftでは円形導波管4b及び4C内をTMIIモ
ードとTE、、モードが伝搬し、円形導波管4a内をT
 M r +モードが伝搬する。従って、円形導波管4
Cの長さとテーパ導波管5Cの開き角を所定の値にする
ことにより、周波数f、においてTM、モードの所望の
発生量を得ることができる0次に周波数ftにおいては
上記円形導波管4Cの両端で発生するTE、!モードの
発生量を考慮したうえで、TEl!モードの所望の発生
量が得られるように円形導波管4bの長さとテーパ導波
管5bの開き角を設定する。さらに周波数f8において
は、上記円形導波管4b及び4Cの両端で発生するTM
、モードの発生量を考慮したうえで、TM、モードの所
望の発生量が得られるように円形導波管4aの長さとテ
ーパ導波管5aの開き角を設定する。従って、周波数f
2においては、TM、モード、TE+zモードの各高次
モードについて所望の発生量を得ることができる。
このような本実施例においては、複数の周波数帯におい
てそれぞれ交差偏波成分を打ち消すことができるので各
周波数帯において交差偏波成分を小さくでき、また、主
偏波成分のE面とH面を補正できる所望の高次モードの
発生量を得ることができるので、広帯域にわたって主偏
波成分が回転対称で良好な放射特性を得ることができる
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、高次モード発生部を内径
の異なる給電導波管側からA、B、Cの3つの円形導波
管と、各円形導波管及び上記給電導波管を接続する3つ
のテーパ導波管で構成し、上記円形導波管Bの内径を使
用最高周波数の波長の1.22倍から1.7倍の範囲内
の値とし、かつ上記円形導波管Aの内径を使用最高周波
数の波長の1.7倍から2.23倍の範囲内の値とした
ので、周波数f1においてはTM、モードの所望の発生
量を得ることができ、かつ周波数ftにおいてはT M
 + rモード及びTEI!モードの両方において所望
の発生量を得ることができ、両方の周波数において良好
な放射特性を得ることができる。
従って、複数の周波数帯においてそれぞれ交差偏波成分
を打ち消すことができるとともに、主偏波成分のE面と
H面を補正できる所望の高次モードの発生量を得ること
ができるので、各周波数帯において交差偏波成分が小さ
く、主偏波成分が回転対称である良好な放射パターンを
得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるコルゲートホーンア
ンテナの構成を示す図、第2図は従来のコルゲートホー
ンアンテナの構成を示す図である。 図において、■はコルゲート円錐ホーン、2a。 2bは給電導波管、3は高次モード発生部、4a〜4C
は円形導波管、5a〜5Cはテーパ導波管、6は給電導
波管である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の周波数帯で使用され、開口側からコルゲー
    ト円錐ホーン,高次モード発生部,給電導波管を順次接
    続したコルゲートホーンアンテナにおいて、 上記高次モード発生部を内径の異なる3つの円形導波管
    (給電導波管側からA,B,Cとする)と、上記各円形
    導波管及び上記給電導波管を接続する3つのテーパ導波
    管とで構成し、 上記円形導波管Aの内径D_aを使用最高周波数の波長
    の1.22倍から1.7倍の範囲内の値とし、かつ上記
    円形導波管Bの内径D_bを使用最高周波数の波長の1
    .7倍から2.23倍の範囲内の値としたことを特徴と
    するコルゲートホーンアンテナ。
JP3296190A 1990-02-13 1990-02-13 コルゲートホーンアンテナ Expired - Lifetime JP2922562B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0805511A3 (en) * 1996-05-01 1998-02-11 Trw Inc. Dual frequency feed horn for an antenna

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0805511A3 (en) * 1996-05-01 1998-02-11 Trw Inc. Dual frequency feed horn for an antenna

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