JPH0449704A - 小形アンテナ空間整合方式 - Google Patents
小形アンテナ空間整合方式Info
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- JPH0449704A JPH0449704A JP16068190A JP16068190A JPH0449704A JP H0449704 A JPH0449704 A JP H0449704A JP 16068190 A JP16068190 A JP 16068190A JP 16068190 A JP16068190 A JP 16068190A JP H0449704 A JPH0449704 A JP H0449704A
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- waveguide
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（概 要）
３種の誘電体を用いた小形アンテナ空間整合方式に関し
、 アンテナ素子の配列ピッチに厳しい制約の受２」る広帯
域フェーズドアレイアンテナ及び小形化が必要な電界測
定用プローブを提供することをｒ−１的とし、 複数の矩形リッジ導波管をアンテナ素子として用いるも
のにおいて、前記ｉｂ形リッジ導波管の開口部面に、第
一誘電体Ａと第二誘電体と第三誘電体の順に３種の誘電
体を配設しかつ前記第三誘電体が前記開口部に密着する
ように設け、更に前記第一誘電体Ａは高域整合特性をも
ち、中間の前記第二誘電体は低域整合特性をもち、更に
前記開口部面に密着した前記第三誘電体（１３）は低域
・中域整合特性をもつようにし、前記矩形リッジ導波管
と自由空間の間において１′Ａクタ一ブ以上の広帯域に
わたりインピーダンス整合できるように構成す゛る。
、 アンテナ素子の配列ピッチに厳しい制約の受２」る広帯
域フェーズドアレイアンテナ及び小形化が必要な電界測
定用プローブを提供することをｒ−１的とし、 複数の矩形リッジ導波管をアンテナ素子として用いるも
のにおいて、前記ｉｂ形リッジ導波管の開口部面に、第
一誘電体Ａと第二誘電体と第三誘電体の順に３種の誘電
体を配設しかつ前記第三誘電体が前記開口部に密着する
ように設け、更に前記第一誘電体Ａは高域整合特性をも
ち、中間の前記第二誘電体は低域整合特性をもち、更に
前記開口部面に密着した前記第三誘電体（１３）は低域
・中域整合特性をもつようにし、前記矩形リッジ導波管
と自由空間の間において１′Ａクタ一ブ以上の広帯域に
わたりインピーダンス整合できるように構成す゛る。
また前記矩形リッジ導波管を円形リッジ導波管とした構
成にする。
成にする。
本発明は、３種の誘電体を用いた小形アンテナ空間整合
方式に関する。
方式に関する。
第５図は矩形リッジ導波管の構成を示す図であり、ダブ
ルリッジのものである。図中、５１は第一リッジ、５２
は第二リッジである。
ルリッジのものである。図中、５１は第一リッジ、５２
は第二リッジである。
通常のりソジ導波管は第５図に示すように、長辺側の管
内横寸法をａ、短辺側の管内縦寸法をｂとし、内部長辺
上に幅Ｗの導体の第一リッジ５１と第二リッジ５２を間
隔りにて設け、所要の特性インピーダンスや通過帯域周
波数などを得るようにしたものである。
内横寸法をａ、短辺側の管内縦寸法をｂとし、内部長辺
上に幅Ｗの導体の第一リッジ５１と第二リッジ５２を間
隔りにて設け、所要の特性インピーダンスや通過帯域周
波数などを得るようにしたものである。
通常、リッジ導波管の特性インピーダンスＺｒは、自由
空間の特性インピーダンスＺｏ （Ｚｏ ＝３７７Ω）
より低くなり、特にダブルリッジ導波管の場合の特性イ
ンピーダンスＺｒは一般に２００Ω前後である。従って
、リッジ導波管をそのまま空間に開放すると両特性イン
ピーダンスの２００Ωと３７７Ωとの間の不整合により
、リッジ導波管から自由空間への電磁波の放射効率は低
いものとなる。
空間の特性インピーダンスＺｏ （Ｚｏ ＝３７７Ω）
より低くなり、特にダブルリッジ導波管の場合の特性イ
ンピーダンスＺｒは一般に２００Ω前後である。従って
、リッジ導波管をそのまま空間に開放すると両特性イン
ピーダンスの２００Ωと３７７Ωとの間の不整合により
、リッジ導波管から自由空間への電磁波の放射効率は低
いものとなる。
又、周波数帯域を保ちつつ、リッジ導波管の内寸法ａ、
ｂを動作下限周波数ｆＬにおいてλＬ／４（λＬ −Ｃ
／ｆＬ 、Ｃは光速）の値以下にした場合は、特性イン
ピーダンスＺｒが自由空間の特性インピーダンスＺｏの
約１７３（約１２０Ω）以下となり、リッジ導波管の開
放の状態での自由空間への電磁波の放射効率は極めて低
いものとなる。
ｂを動作下限周波数ｆＬにおいてλＬ／４（λＬ −Ｃ
／ｆＬ 、Ｃは光速）の値以下にした場合は、特性イン
ピーダンスＺｒが自由空間の特性インピーダンスＺｏの
約１７３（約１２０Ω）以下となり、リッジ導波管の開
放の状態での自由空間への電磁波の放射効率は極めて低
いものとなる。
このような特性をもつりソジ導波管を用いて、アンテナ
を形成した例を第６図〜第８図に示す。
を形成した例を第６図〜第８図に示す。
第６図はダブルリッジホーンアンテナの一例の構造図、
第７図はダブルリッジホーンアンテナの他の例の構造図
、また第８図はダブルリッジ導波管の開１１部に薄膜と
誘電体を用いたアンテナの一例の構造図である。
第７図はダブルリッジホーンアンテナの他の例の構造図
、また第８図はダブルリッジ導波管の開１１部に薄膜と
誘電体を用いたアンテナの一例の構造図である。
従来、リッジ導波管と自由空間とのインピーダンス整合
には、 ０） リッジ導波管の開口部６４の内ｉ１法ａ’、 ｂ
’の寸法をＭｊ形リッジ導波管の内寸法ａ、ｂより広げ
、先端の開口部６４の第一 リッジ６１および第二リッ
ジ６２をテーバ形状にする。
には、 ０） リッジ導波管の開口部６４の内ｉ１法ａ’、 ｂ
’の寸法をＭｊ形リッジ導波管の内寸法ａ、ｂより広げ
、先端の開口部６４の第一 リッジ６１および第二リッ
ジ６２をテーバ形状にする。
（第６図参照）
（２） リッジ導波管の内寸法ａ、ｂを、規定の導波
管内寸法より若干大きくするようにし、す・／ジ導波管
の根元７５から開口部７４までの間で第一リッジ７１と
第二リッジ７２の高さを徐々に小さくするようにする。
管内寸法より若干大きくするようにし、す・／ジ導波管
の根元７５から開口部７４までの間で第一リッジ７１と
第二リッジ７２の高さを徐々に小さくするようにする。
（第７図参照）
（３） リッジ導波管の開口部８４の内側にアルミや
銅などを、内側に金属薄膜８１、外側に誘電体８２を重
ねた構造にし、インピーダンス整合を図る。
銅などを、内側に金属薄膜８１、外側に誘電体８２を重
ねた構造にし、インピーダンス整合を図る。
（第８図参照）
などがある。しかし、！１１はリッジ導波管の開口寸法
を広げてインピーダンス整合を容易にしているが、開口
部６４０寸法は大きくなる。又（２）は通常のリッジ導
波管の形状に対し面積比を１．５〜２倍の大きさにして
いるが、やはりλＬ／４程度寸法のリッジ導波管に対す
る広帯域インピーダンス整合は得られない。なお（３）
は形状を小形化したとき、インピーダンス変化幅が大き
いため広曽域インビダンス整合が得られなくなる。
を広げてインピーダンス整合を容易にしているが、開口
部６４０寸法は大きくなる。又（２）は通常のリッジ導
波管の形状に対し面積比を１．５〜２倍の大きさにして
いるが、やはりλＬ／４程度寸法のリッジ導波管に対す
る広帯域インピーダンス整合は得られない。なお（３）
は形状を小形化したとき、インピーダンス変化幅が大き
いため広曽域インビダンス整合が得られなくなる。
一般にアンテナの小形化と広帯域化は相反する技術であ
る。特に、下限周波数を低くすればする程小形化が回能
となる。
る。特に、下限周波数を低くすればする程小形化が回能
となる。
第９図にフェーズドアレイアンテナの構成を示す。第９
図においてのアンテナ素子９０は、第６図〜第８図に示
すアンテナの複数個を平面上に直列に並べたもである。
図においてのアンテナ素子９０は、第６図〜第８図に示
すアンテナの複数個を平面上に直列に並べたもである。
一般にフェーズドアレイアンテナではアンテナ素子間の
配列間１ｑｄが次の条件を満足していない場合、メイン
ビーム以夕（の方向に不要ビーム（グレーティングと称
し、メインビームと同レベル）が発生ずる。第９図の直
線配列のフェーズド７レイアンテナにおいて、不要ビー
ムが発生しないための配列間隔ｄの条件は、 ハ で与えられる。
配列間１ｑｄが次の条件を満足していない場合、メイン
ビーム以夕（の方向に不要ビーム（グレーティングと称
し、メインビームと同レベル）が発生ずる。第９図の直
線配列のフェーズド７レイアンテナにおいて、不要ビー
ムが発生しないための配列間隔ｄの条件は、 ハ で与えられる。
なおここで、λＨ：ｃ／（イ （Ｃは光速）ｆＨ：動作
上限周波数 十〇：ビーム走査範囲 弐（１）が示すように、間隔ｄはλ８が小さくなる（周
波数が人になる）はど小となり、このため周波数帯域を
確保しよ・）とすれば、アンテナに対する形状寸法の制
約も大となってくる。
上限周波数 十〇：ビーム走査範囲 弐（１）が示すように、間隔ｄはλ８が小さくなる（周
波数が人になる）はど小となり、このため周波数帯域を
確保しよ・）とすれば、アンテナに対する形状寸法の制
約も大となってくる。
例えば、周波数帯域２：１．ビーム走査範囲上３０°の
とき、不要ビームを発生しない直線配列の配列ピッチｄ
は、ｄ＝０．６７λ、 ＝０．３３２．如何に設定する
必要があり、アンテナ素子は小形化を強いられる。
とき、不要ビームを発生しない直線配列の配列ピッチｄ
は、ｄ＝０．６７λ、 ＝０．３３２．如何に設定する
必要があり、アンテナ素子は小形化を強いられる。
従って、高帯域化したフェーズドアレイアンテナのアン
テナ素子は寸法」−において大きな制約を受け、かつア
ンテナ素子のインピーダンス整合は帯域が広くなればな
るほど困難になるという課題がある。
テナ素子は寸法」−において大きな制約を受け、かつア
ンテナ素子のインピーダンス整合は帯域が広くなればな
るほど困難になるという課題がある。
本発明は、アンテナ素子の配列ピッチに厳しい制約の受
ける広帯域フェーズドアし・イアンテナ及び小形化が必
要な電界測定用プローブを捉供することを目的とする。
ける広帯域フェーズドアし・イアンテナ及び小形化が必
要な電界測定用プローブを捉供することを目的とする。
本発明は、複数の矩形リッジ導波管１Ｏａをアンテナ素
子として用いるものにおいて、前記矩形リッジ導波管１
０ａの開ｌ］部１６面に、１１ａの第一誘電体Ａと第二
誘電体１２と第三誘電体１３の順に３１！の誘電体を配
設しかつ前記第三誘電体１３が前記開口部１６に密着す
るように設け、更に前記１１，１の第一誘電体Ａは高域
整合特性をもち、中間の前記第二誘電体１２は低域整合
特性をもち、更に前記開口部１６面に密着した前記第三
誘電体１３は低域・中域整合特性をもつようにし、前記
矩形リッジ導波管１０ａと自由空間の間において１オク
タ一ブ以上の広帯域にわたりインピーダンス整合ができ
るように構成する。
子として用いるものにおいて、前記矩形リッジ導波管１
０ａの開ｌ］部１６面に、１１ａの第一誘電体Ａと第二
誘電体１２と第三誘電体１３の順に３１！の誘電体を配
設しかつ前記第三誘電体１３が前記開口部１６に密着す
るように設け、更に前記１１，１の第一誘電体Ａは高域
整合特性をもち、中間の前記第二誘電体１２は低域整合
特性をもち、更に前記開口部１６面に密着した前記第三
誘電体１３は低域・中域整合特性をもつようにし、前記
矩形リッジ導波管１０ａと自由空間の間において１オク
タ一ブ以上の広帯域にわたりインピーダンス整合ができ
るように構成する。
また、前記矩形リッジ導波管１０ａを円形リッジ導波管
１０ｂとした構成とする。
１０ｂとした構成とする。
本発明では第１図に示す如き構成において、矩形リッジ
導波管１０ａの開口部１６面に、外側に高域整合特性を
もつ１１ａの第一誘電体Ａを配設し、中間には低域整合
特性をもつ第二誘電体１２を配設し、更に前記開口部１
６面に密着して低域・中域整合特性をもつ第三誘電体（
１３）を配設している。
導波管１０ａの開口部１６面に、外側に高域整合特性を
もつ１１ａの第一誘電体Ａを配設し、中間には低域整合
特性をもつ第二誘電体１２を配設し、更に前記開口部１
６面に密着して低域・中域整合特性をもつ第三誘電体（
１３）を配設している。
従って、前記矩形リッジ導波管１０ａと自由空間の間に
おいて１オクタ一ブ以上の広帯域にわたりインピーダン
ス整合が可能になる。
おいて１オクタ一ブ以上の広帯域にわたりインピーダン
ス整合が可能になる。
また、矩形リッジ導波管１０ａを第２図の円形リッジ導
波管１０ｂに置き換えることにより、前記矩形リッジ導
波管１０ａを用いた場合と同一特性を得るようにしてい
る。
波管１０ｂに置き換えることにより、前記矩形リッジ導
波管１０ａを用いた場合と同一特性を得るようにしてい
る。
更に、３種の各誘電体１１ａまたは１１ｂ、 １２．１
３０外形を前記開口部１６と同一形状とし、かつ前記第
三誘電体１３は平面板状に、前記第二誘電体１２は中空
構造として前記１１ａの第一誘電体Ａまたはｌ ｌ ｂ
の第一誘電体Ｂと嵌め合い構造にして−・体層固定を可
能にしている。
３０外形を前記開口部１６と同一形状とし、かつ前記第
三誘電体１３は平面板状に、前記第二誘電体１２は中空
構造として前記１１ａの第一誘電体Ａまたはｌ ｌ ｂ
の第一誘電体Ｂと嵌め合い構造にして−・体層固定を可
能にしている。
第１図は本発明の構成を示す図であり、矩形リッジ導波
管の場合について記載する。また第２図は本発明の一実
施例の構成を示す図であり、円形リッジ導波管の場合に
ついて記載する。なお第１図と第２図において、ｆａ）
は分解斜視図、ｆｂｌは要部平面図（その１ ） 、（
Ｃ）は要部平面図（その２）、（ｄ）はＡ−Ａ’断面図
である。更に、第３図は本発明の一実施例の詳細構造を
示す図であり、前記第２図に対応し７ている。そして、
第４図は本発明の他の実施例の詳細構造を示す図であり
、第３図の変形である。
管の場合について記載する。また第２図は本発明の一実
施例の構成を示す図であり、円形リッジ導波管の場合に
ついて記載する。なお第１図と第２図において、ｆａ）
は分解斜視図、ｆｂｌは要部平面図（その１ ） 、（
Ｃ）は要部平面図（その２）、（ｄ）はＡ−Ａ’断面図
である。更に、第３図は本発明の一実施例の詳細構造を
示す図であり、前記第２図に対応し７ている。そして、
第４図は本発明の他の実施例の詳細構造を示す図であり
、第３図の変形である。
図中、１０ａは矩形リッジ導波管、ｌＯｂは円形リッジ
導波管である。また１１ａ（又は１１ｂ）は高域整合用
の第一誘電体Ａ（又は第一誘電体Ｂ）、！２は低域整合
用の第二誘電体、１３は低域〜中域整合用の第三誘電体
である。なお１４は第一 リッジ、１５は第ごり・／ジ
、１６は開口部である。更に、１７は誘電体の固定用の
ねじ、１）３はねし、止め用穴、１９は貫通穴１．２０
は電界壁、２１は磁壁、２２は切削部である。
導波管である。また１１ａ（又は１１ｂ）は高域整合用
の第一誘電体Ａ（又は第一誘電体Ｂ）、！２は低域整合
用の第二誘電体、１３は低域〜中域整合用の第三誘電体
である。なお１４は第一 リッジ、１５は第ごり・／ジ
、１６は開口部である。更に、１７は誘電体の固定用の
ねじ、１）３はねし、止め用穴、１９は貫通穴１．２０
は電界壁、２１は磁壁、２２は切削部である。
第１図はソｊ、−ズドアレイアンテナを実ｙするための
アンテナ全周を示し７、矩形リッジ導波管１０ａと自由
空間との間の急激なインピーダンス変化を避けるために
、３種の１１ａの第−ｍ電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電
体Ｂ）と第７４誘電体１２および第一゛誘電体１３を用
いている。
アンテナ全周を示し７、矩形リッジ導波管１０ａと自由
空間との間の急激なインピーダンス変化を避けるために
、３種の１１ａの第−ｍ電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電
体Ｂ）と第７４誘電体１２および第一゛誘電体１３を用
いている。
第１図１ａ）に示す如く、矩形リッジ導波管１０ａはダ
ブルリッジタイプであり、又内寸法ａ、ｂば月。
ブルリッジタイプであり、又内寸法ａ、ｂば月。
／／４以１ミとして、基本モード１゛Ｅ、。のカットオ
フ周波数を０．８〜０．９ ｆＬ （ｆｌ は動作下限
周波数）となる様に矩形リッジ導波管１０ａの内寸法ａ
、 ｂｗ、ｈを決定する。この矩形リッジ導波管１０
ａの特性インピーダンスＺｒは、自由空間の特性インピ
ーダンスＺｏに対し約１７３〜１／４となる。ＴＩｉ形
リブリッジ導波管１０ａ口部１６面側の第一・リッジ１
４と第二リッジ１５の先端は、自由空間とのインピーダ
ンス整合を行いやずくするため、若干部分を削り取る。
フ周波数を０．８〜０．９ ｆＬ （ｆｌ は動作下限
周波数）となる様に矩形リッジ導波管１０ａの内寸法ａ
、 ｂｗ、ｈを決定する。この矩形リッジ導波管１０
ａの特性インピーダンスＺｒは、自由空間の特性インピ
ーダンスＺｏに対し約１７３〜１／４となる。ＴＩｉ形
リブリッジ導波管１０ａ口部１６面側の第一・リッジ１
４と第二リッジ１５の先端は、自由空間とのインピーダ
ンス整合を行いやずくするため、若干部分を削り取る。
この３種の１１ａの第一・誘電体Ａ（又は１１ｂの第一
・誘電体Ｂ）と第二誘電体Ｊ２および第三誘電体１３の
構成は第１図（ａ）、（ｌｉｌ、 （Ｃ）に示すように
、第三誘電体１３は開口部１６に密着させるようにし、
又１．１ ａの第一誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電体
Ｂ）と第三誘電体１３は、第二誘電体１２を中心にして
第三誘電体１３を内側にしかつ１１ａの第−Ｆ電体Ａ（
又は１１ｂの第一誘電体Ｂ）を夕（側にした嵌め合い構
造にする。１１ａの第一誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘
電体Ｂ）、第二誘電体１２．第二誘電体１３の比誘電率
は異なった値とし、１１ａの第一誘電体Ａ（又は１１ｂ
の第一・誘電体Ｂ）の比誘電率ε１は低めの値とし７、
第三誘電体１３の比誘電率ε３は高めの値とし、かつ第
二誘電体１２の比誘電率ε、はε１とε３の中間の値（
ε、くεｚくε３）に設定する。
・誘電体Ｂ）と第二誘電体Ｊ２および第三誘電体１３の
構成は第１図（ａ）、（ｌｉｌ、 （Ｃ）に示すように
、第三誘電体１３は開口部１６に密着させるようにし、
又１．１ ａの第一誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電体
Ｂ）と第三誘電体１３は、第二誘電体１２を中心にして
第三誘電体１３を内側にしかつ１１ａの第−Ｆ電体Ａ（
又は１１ｂの第一誘電体Ｂ）を夕（側にした嵌め合い構
造にする。１１ａの第一誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘
電体Ｂ）、第二誘電体１２．第二誘電体１３の比誘電率
は異なった値とし、１１ａの第一誘電体Ａ（又は１１ｂ
の第一・誘電体Ｂ）の比誘電率ε１は低めの値とし７、
第三誘電体１３の比誘電率ε３は高めの値とし、かつ第
二誘電体１２の比誘電率ε、はε１とε３の中間の値（
ε、くεｚくε３）に設定する。
なお、３種の誘電体である１１ａの第一誘電体Ａと第二
二、誘電体１２および第三誘電体１３との固定は、１１
ａの第一・誘電体Ａと第二誘電体１２とは嵌め合い固定
し２、また１１ａの第一誘電体Δど第一誘電体１２と第
三誘電体１３および第三誘電体１３と矩形リッジ導波管
１ （ｌ ｉｔ との同定は、例えば接着によるものと
する。
二、誘電体１２および第三誘電体１３との固定は、１１
ａの第一・誘電体Ａと第二誘電体１２とは嵌め合い固定
し２、また１１ａの第一誘電体Δど第一誘電体１２と第
三誘電体１３および第三誘電体１３と矩形リッジ導波管
１ （ｌ ｉｔ との同定は、例えば接着によるものと
する。
第２図は）Ｊ、−＝ズ１゛アレイアンデナに第１図のも
のを用いたときよりも更にフェーズ１゛アＬノイアンう
〜すの素子配列性を向−１−さセるためアンテナ全周を
円形としたものである。
のを用いたときよりも更にフェーズ１゛アＬノイアンう
〜すの素子配列性を向−１−さセるためアンテナ全周を
円形としたものである。
リッジ導波管の構造はアンテナ全周に合わ−Ｕ、導波管
内部の磁壁に丸味を持たゼた円形り・７ジ導波管構造で
ある。そして円形リッジ導波管１０ｂの開口部１６は、
３種の１１ａの第一・誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電
体Ｂ）と第二誘電体１２および第三誘電体１３との固定
を考慮し２、円形リッジ導波管１０ｂの外側および円形
リッジ導波管１０ｂの内部の磁壁２１お。１、び３種の
１１ａの第一・誘電体Ａ（又は１１［〕の第一誘電体Ｂ
Ｂと第二誘電体１２および第三誘電体１３の形状を円形
構造とし°ζいる。また３種の１１ａの第一誘電体Ａ（
又は１１ｂの第一・誘電体Ｂ）と第一誘電体１２および
第三誘電体１３の円形リッジ導波管１０１１の開口部■
６との固定は、ねじ１７とねし止め用穴１８と貫通穴１
９を用いて行う。この場合、第２図（ａ）、 ＋１））
、 ｆｃ）、 ＋ｄ＋に示す如く、１円形す、／ジ導波
管１０ｂの開Ｌ１部１６の電界壁２０の夕（側の切削部
２２を例えば平面になるように削り取り、３種の１１ａ
の第一誘電体Δ（又は１１ｂの第一誘電体１１３ ）と
第ニア誘電体１２および第三誘電体１３の取りつけスペ
ースを確保する。削り取った切削部２２には、円形リッ
ジ導波管１． Ｏｌ：＋の内部にねじ１７が挿入されな
いように穴１８を５−☆ける。このような構造にするこ
とに。凱り、円形リッジ導波管１０ｂ−＝の３種の１１
ａの第一・誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電体Ｂ）と第
−二−誘電体１２および第三誘電体１３の固定が確実に
行うことができ、フェーズドアレイアンテナの素子配列
性を向」ユさせることができる。
内部の磁壁に丸味を持たゼた円形り・７ジ導波管構造で
ある。そして円形リッジ導波管１０ｂの開口部１６は、
３種の１１ａの第一・誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電
体Ｂ）と第二誘電体１２および第三誘電体１３との固定
を考慮し２、円形リッジ導波管１０ｂの外側および円形
リッジ導波管１０ｂの内部の磁壁２１お。１、び３種の
１１ａの第一・誘電体Ａ（又は１１［〕の第一誘電体Ｂ
Ｂと第二誘電体１２および第三誘電体１３の形状を円形
構造とし°ζいる。また３種の１１ａの第一誘電体Ａ（
又は１１ｂの第一・誘電体Ｂ）と第一誘電体１２および
第三誘電体１３の円形リッジ導波管１０１１の開口部■
６との固定は、ねじ１７とねし止め用穴１８と貫通穴１
９を用いて行う。この場合、第２図（ａ）、 ＋１））
、 ｆｃ）、 ＋ｄ＋に示す如く、１円形す、／ジ導波
管１０ｂの開Ｌ１部１６の電界壁２０の夕（側の切削部
２２を例えば平面になるように削り取り、３種の１１ａ
の第一誘電体Δ（又は１１ｂの第一誘電体１１３ ）と
第ニア誘電体１２および第三誘電体１３の取りつけスペ
ースを確保する。削り取った切削部２２には、円形リッ
ジ導波管１． Ｏｌ：＋の内部にねじ１７が挿入されな
いように穴１８を５−☆ける。このような構造にするこ
とに。凱り、円形リッジ導波管１０ｂ−＝の３種の１１
ａの第一・誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電体Ｂ）と第
−二−誘電体１２および第三誘電体１３の固定が確実に
行うことができ、フェーズドアレイアンテナの素子配列
性を向」ユさせることができる。
第３図（こおいて、円形リッジ導波管１０ｂの切回形の
寸法７！ｉ１． ！！３□は９１Ｘ５ｍｍであり、動
作ト限周波数ｆ、においでｌ：１１は０．２４λＬｍｍ
、＃３２は０．１６λ）、になるように形成した変形の
円形リッジ導波管１ Ｏｌ：：＋と３種の１１ａの第一
誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電体Ｂ）と第二誘電体１
２オ９よび第三誘電体１３とで構成される。また第一・
す・７ジ１４と第一リッジ１５の横幅Ｗは２市、また間
隔りは０．５〜・Ｏ，６■であり、周波数帯域は８〜・
１８ＧＨｚである。
寸法７！ｉ１． ！！３□は９１Ｘ５ｍｍであり、動
作ト限周波数ｆ、においでｌ：１１は０．２４λＬｍｍ
、＃３２は０．１６λ）、になるように形成した変形の
円形リッジ導波管１ Ｏｌ：：＋と３種の１１ａの第一
誘電体Ａ（又は１１ｂの第一誘電体Ｂ）と第二誘電体１
２オ９よび第三誘電体１３とで構成される。また第一・
す・７ジ１４と第一リッジ１５の横幅Ｗは２市、また間
隔りは０．５〜・Ｏ，６■であり、周波数帯域は８〜・
１８ＧＨｚである。
、：こで円形リッジ導油管１０ｂの遮断周波数の値は、
基本モードＴＥ、Ｏでｆｃｌ。＝６．７ Ｇ Ｈｙ、
、高次干−ｒ′Ｉ″Ｅ２０でｆ Ｃｚｏ ＝４５Ｇ Ｈ
ｚである。なお円形リッジ導波管ｌＯｂの特性インピー
ダンスＺｒは、８ 、１８Ｇ Ｈｚにおいて各々１３０
Ωと７８Ωである。１１ａの第一誘電体Ａと第二誘電体
１２と第三誘電体１３は、前記特性インピーダンスＺｒ
を８〜１８Ｃ”、Ｉ Ｈｚの広帯域にわたり、自由空間
の特性インビダンスＺｏ （Ｚｏ −３７７）と整合
させるために用いられる。 １１ａの第−誘電体へと第
二誘電体１２のイれぞれは厚めを変えることにより、周
波数帯域内の定在波比（以下ＶＳＷＲとも称す）を劣化
させることなくアンテナのビー１、幅を変えることがで
きる。この構成により、円形リッジ導波管１０ｂにより
実現したアンテナ素子の外寸法Ｉ、ｏは直径１０ｍｍ
（０，２７λ１．）となる。なお１１ａの第一誘電体Ａ
の長さ７！ｉ１５は２ ””” ５１１１１１，７！
：１６は４ニ５ｍｍであり、また第三誘電体１３の厚み
ｅｌ、は０．５ ＝−０，８ｍｍである。このＩｌａの
第−誘電体へと第二誘電体１２と第三誘電体１３の固定
は、２木のねじ１７にて行う。
基本モードＴＥ、Ｏでｆｃｌ。＝６．７ Ｇ Ｈｙ、
、高次干−ｒ′Ｉ″Ｅ２０でｆ Ｃｚｏ ＝４５Ｇ Ｈ
ｚである。なお円形リッジ導波管ｌＯｂの特性インピー
ダンスＺｒは、８ 、１８Ｇ Ｈｚにおいて各々１３０
Ωと７８Ωである。１１ａの第一誘電体Ａと第二誘電体
１２と第三誘電体１３は、前記特性インピーダンスＺｒ
を８〜１８Ｃ”、Ｉ Ｈｚの広帯域にわたり、自由空間
の特性インビダンスＺｏ （Ｚｏ −３７７）と整合
させるために用いられる。 １１ａの第−誘電体へと第
二誘電体１２のイれぞれは厚めを変えることにより、周
波数帯域内の定在波比（以下ＶＳＷＲとも称す）を劣化
させることなくアンテナのビー１、幅を変えることがで
きる。この構成により、円形リッジ導波管１０ｂにより
実現したアンテナ素子の外寸法Ｉ、ｏは直径１０ｍｍ
（０，２７λ１．）となる。なお１１ａの第一誘電体Ａ
の長さ７！ｉ１５は２ ””” ５１１１１１，７！
：１６は４ニ５ｍｍであり、また第三誘電体１３の厚み
ｅｌ、は０．５ ＝−０，８ｍｍである。このＩｌａの
第−誘電体へと第二誘電体１２と第三誘電体１３の固定
は、２木のねじ１７にて行う。
本実施例によれば１．前記（１）弐から、同周波数帯域
においてビーノ、走査範囲が±３０６を越えるフェーズ
ドアし／イアンテナの実現が可能になる。
においてビーノ、走査範囲が±３０６を越えるフェーズ
ドアし／イアンテナの実現が可能になる。
実測値はつぎの通り、
Ｖ ＳＷＲ−＝−＝−２： １以下
アンテナ利得 −０ａＢｉ以上＜ｔａａｘ ７ ｄ １
３ ｉ）ビーム幅 −＝７０〜１５０ なお第４図は、第３図の第一誘電体１１ａの形状を第一
誘電体１１ｂに変えたものであり、その特性は第３図の
ものとほぼ同一である。
３ ｉ）ビーム幅 −＝７０〜１５０ なお第４図は、第３図の第一誘電体１１ａの形状を第一
誘電体１１ｂに変えたものであり、その特性は第３図の
ものとほぼ同一である。
なお補足説明をする乙こ、この種のリッジ導波管に対し
、例えば１種の誘電体を用いて導波管の開口部を覆いイ
ンピーダンス整合さセた場合、１オクタ一ブ程度の整合
周波数を得ることは極めて困■である（ＶＳＷＲ２８１
種度の周波数帯域）。
、例えば１種の誘電体を用いて導波管の開口部を覆いイ
ンピーダンス整合さセた場合、１オクタ一ブ程度の整合
周波数を得ることは極めて困■である（ＶＳＷＲ２８１
種度の周波数帯域）。
また２柿の誘電体を用いて導波管の開口部を覆−４，た
場合、形状及び誘電率等の適切な選択により、ｌオクタ
ーブ程度の周波数帯域が確保される場合もある。この場
合、リッジ導波管の開口部の誘電体の大きさがりソジ導
波管間Ｌｊ部の周囲力量に大きくなってしまうため、フ
ェーズドアレ・ｆアンテナの素子配列に制約が生じる（
即ら、導波管のり（・１をできるだけ小さくし２ても、
誘電体の外寸が大きくなるので、所望の配列ピッチが得
られなくなる場合が発生する。）。
場合、形状及び誘電率等の適切な選択により、ｌオクタ
ーブ程度の周波数帯域が確保される場合もある。この場
合、リッジ導波管の開口部の誘電体の大きさがりソジ導
波管間Ｌｊ部の周囲力量に大きくなってしまうため、フ
ェーズドアレ・ｆアンテナの素子配列に制約が生じる（
即ら、導波管のり（・１をできるだけ小さくし２ても、
誘電体の外寸が大きくなるので、所望の配列ピッチが得
られなくなる場合が発生する。）。
し、かし１、第１図〜第４図に記載しまた本発明の力武
を採用することにより、導波管外寸と誘電体舊＝ｊ−は
同一にできるため、フェーズドアレイアンテナの素子配
列の制約性が大きく向ｌ−させることができる。
を採用することにより、導波管外寸と誘電体舊＝ｊ−は
同一にできるため、フェーズドアレイアンテナの素子配
列の制約性が大きく向ｌ−させることができる。
また、誘電体夕（寸が小さ（なる分、即ち、フェズトア
レ・イアンテナの各アンテナ素子の誘電体同志の距齢が
大きくなる分、各アンテナ素子同志の近接により発生す
る相！ｆ−ｆ′−渉（相互結合）も小さくすることがで
きる。
レ・イアンテナの各アンテナ素子の誘電体同志の距齢が
大きくなる分、各アンテナ素子同志の近接により発生す
る相！ｆ−ｆ′−渉（相互結合）も小さくすることがで
きる。
以−ト、の説明から明らかなように本発明によれば、導
波管−・の誘電体の固定が確実にできかつ小形にできる
ため、フェーズドアレイアンテナの素子配列性を向−１
ニさせることができる。
波管−・の誘電体の固定が確実にできかつ小形にできる
ため、フェーズドアレイアンテナの素子配列性を向−１
ニさせることができる。
第１図は本発明の構成を示す図、
第２図は本発明の一実施例の構成を示す図、第３図は本
発明の一実施例の詳細構造を示す図、第４図は本発明の
他の実施例の詳細構造を示す図、 第５図は矩形リッジ導波管の構成を示す図、第６図はダ
ブルリ・ノジホーンアンテナの一例の構造図、 第７図はダブルリッジホーンアンテナの他の例の構造図
、 第８図はりソジ導波管の開口部に薄膜と誘電体を用いた
アンテナの一例の構造図、 第９図はフェーズドアレイアンテナの構成を示す図 である。 図において、 １０ａは矩形リッジ導波管、 １０ｂは円形リッジ導波管、 １１ａは第一誘電体Ａ、 １１ｂは第一誘電体Ｂ、 １２は第二誘電体、 １３は第三誘電体、 １６は開口部、 （ｃ＋ を号平市図（者１２１２） ネト４６ｇ８／１−フζ井（りづ＾イ→［ｒＥそズトＴ
図第２図 ｔｃ）平４子平市図（÷／＋２） ４：ｉ５ρ月のオ算Ａをネ↑Ｇり 第１ｗ ／１３７ １０すｇＨ針 ゝ１７．ＭＬ ＩＱ） イνり市１ Ｇ召 １３辱二耽任 ｃｂｒ ｉ−冴７１７＋ ２十’ｉ’ｌ”Ｒｆｌ’Ｐｔｓ ’１Ｊｔ４５’ｌｑ’
；、■ａＪｉｉｔｅ：’ＦＴｉ＠４１ｇ！ ｙＰ形゛人、〕、゛１１４／ＩｊＪ１造１１４／ＩｊＪ
１ 造会ン ９−７ノＬソ〉シ゛才、 〉アンテアの一イ列（清、造図 ｔｓ ６ 図
発明の一実施例の詳細構造を示す図、第４図は本発明の
他の実施例の詳細構造を示す図、 第５図は矩形リッジ導波管の構成を示す図、第６図はダ
ブルリ・ノジホーンアンテナの一例の構造図、 第７図はダブルリッジホーンアンテナの他の例の構造図
、 第８図はりソジ導波管の開口部に薄膜と誘電体を用いた
アンテナの一例の構造図、 第９図はフェーズドアレイアンテナの構成を示す図 である。 図において、 １０ａは矩形リッジ導波管、 １０ｂは円形リッジ導波管、 １１ａは第一誘電体Ａ、 １１ｂは第一誘電体Ｂ、 １２は第二誘電体、 １３は第三誘電体、 １６は開口部、 （ｃ＋ を号平市図（者１２１２） ネト４６ｇ８／１−フζ井（りづ＾イ→［ｒＥそズトＴ
図第２図 ｔｃ）平４子平市図（÷／＋２） ４：ｉ５ρ月のオ算Ａをネ↑Ｇり 第１ｗ ／１３７ １０すｇＨ針 ゝ１７．ＭＬ ＩＱ） イνり市１ Ｇ召 １３辱二耽任 ｃｂｒ ｉ−冴７１７＋ ２十’ｉ’ｌ”Ｒｆｌ’Ｐｔｓ ’１Ｊｔ４５’ｌｑ’
；、■ａＪｉｉｔｅ：’ＦＴｉ＠４１ｇ！ ｙＰ形゛人、〕、゛１１４／ＩｊＪ１造１１４／ＩｊＪ
１ 造会ン ９−７ノＬソ〉シ゛才、 〉アンテアの一イ列（清、造図 ｔｓ ６ 図
Claims (2)
- （１）複数の矩形リッジ導波管（１０ａ）をアンテナ素
子として用いるものにおいて、 前記矩形リッジ導波管（１０ａ）の開口部（１６）面に
、第一誘電体Ａ（１１ａ）と第二誘電体（１２）と第三
誘電体（１３）の順に３種の誘電体を配設しかつ前記第
三誘電体（１３）が前記開口部（１６）に密着するよう
に設け、更に前記第一誘電体Ａ（１１ａ）は高域整合特
性をもち、中間の前記第二誘電体（１２）は低域整合特
性をもち、更に前記開口部（１６）面に密着した前記第
三誘電体（１３）は低域・中域整合特性をもつようにし
、前記矩形リッジ導波管（１０ａ）と自由空間の間にお
いて１オクターブ以上の広帯域にわたりインピーダンス
整合ができることを特徴とする小形アンテナ空間整合方
式。 - （２）前記請求項１項に記載する矩形リッジ導波管（１
０ａ）を円形リッジ導波管（１０ｂ）としたことを特徴
とする小形アンテナ空間整合方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2160681A JP2546034B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 小形アンテナ空間整合方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2160681A JP2546034B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 小形アンテナ空間整合方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0449704A true JPH0449704A (ja) | 1992-02-19 |
| JP2546034B2 JP2546034B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=15720168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2160681A Expired - Fee Related JP2546034B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 小形アンテナ空間整合方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546034B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09162631A (ja) * | 1995-12-06 | 1997-06-20 | Fujitsu Ltd | アンテナ |
| JP2001168635A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-06-22 | Tokimec Inc | 誘電体ロッドアンテナ |
| WO2001056114A1 (fr) * | 2000-01-27 | 2001-08-02 | Tokimec Inc. | Antenne tige dielectrique |
| WO2006118324A1 (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Yokowo Co., Ltd. | 広帯域アンテナ |
| WO2017105549A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Raytheon Company | Ultra-wideband rf/optical aperture |
| JP2017207464A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | アンリツ株式会社 | アンテナ測定システム及びアンテナ測定方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564902A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna unit |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2160681A patent/JP2546034B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564902A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna unit |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09162631A (ja) * | 1995-12-06 | 1997-06-20 | Fujitsu Ltd | アンテナ |
| JP2001168635A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-06-22 | Tokimec Inc | 誘電体ロッドアンテナ |
| WO2001056114A1 (fr) * | 2000-01-27 | 2001-08-02 | Tokimec Inc. | Antenne tige dielectrique |
| WO2006118324A1 (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Yokowo Co., Ltd. | 広帯域アンテナ |
| JP2006311408A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Yokowo Co Ltd | 広帯域アンテナ |
| US8068064B2 (en) | 2005-05-02 | 2011-11-29 | Yokowo, Co., Ltd. | Wide band antenna |
| WO2017105549A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Raytheon Company | Ultra-wideband rf/optical aperture |
| JP2017207464A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | アンリツ株式会社 | アンテナ測定システム及びアンテナ測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2546034B2 (ja) | 1996-10-23 |
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Legal Events
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