JPH0454703A - Feeder - Google Patents
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- JPH0454703A JPH0454703A JP16593290A JP16593290A JPH0454703A JP H0454703 A JPH0454703 A JP H0454703A JP 16593290 A JP16593290 A JP 16593290A JP 16593290 A JP16593290 A JP 16593290A JP H0454703 A JPH0454703 A JP H0454703A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、例えば、衛星放送や、衛星通信などの準ミ
リ波帯を受信するラジアルラインスロットアンテナに用
いて好適な給電装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a power feeding device suitable for use in a radial line slot antenna that receives sub-millimeter wave bands for satellite broadcasting, satellite communications, etc., for example.
「従来の技術」
近年、衛星放送の実用化に伴って各種の平面アンテナが
開発されており、これらの内に、ラジアル導波路を利用
したラジアルラインスロットアンテナがある。このラジ
アルラインスロットアンテナの構造を第7図に示す。"Prior Art" In recent years, various planar antennas have been developed with the practical use of satellite broadcasting, and among these is a radial line slot antenna that uses a radial waveguide. The structure of this radial line slot antenna is shown in FIG.
この図において、lは方形導波管部、2は伝送波の電界
方向に挿入されてTE、11波をピックアップするプロ
ーブであり、同軸線路3の中心導体と共通に形成されて
いる。同軸線路3の軸対称形のTEM波は、整合素子4
を介して下部ラジアル導波管5の中心から周辺部へ放射
状に供給される。In this figure, 1 is a rectangular waveguide section, 2 is a probe inserted in the electric field direction of the transmitted wave to pick up the TE, 11 waves, and is formed in common with the center conductor of the coaxial line 3. The axially symmetrical TEM wave of the coaxial line 3 is transmitted through the matching element 4
The light is supplied radially from the center of the lower radial waveguide 5 to the periphery via the lower radial waveguide 5.
そして、これら方形導波管部1、プローブ2、同軸線路
3および整合素子4で給電装置が構成されている。The rectangular waveguide section 1, the probe 2, the coaxial line 3, and the matching element 4 constitute a power feeding device.
次に、下部ラジアル導波管5は、金属円板のフレーム6
および中板7と、これらの間に充填される高発泡誘電体
(誘電率は空気とほぼ等しい)とから構成されている。Next, the lower radial waveguide 5 is attached to a metal disc frame 6.
and a middle plate 7, and a highly foamed dielectric (having a dielectric constant approximately equal to that of air) filled between these.
一方、この中板7およびスロット板8と、これらの間に
充填される低発泡誘電体とで上部ラジアル導波管9が構
成されている。ここで、この低発泡誘電体の誘電率をε
とすると、上部ラジアル導波管9における伝送波の管内
波長は、l/rεだけ短縮されるため、この上部ラジア
ル導波管9は遅波回路と呼ばれる。On the other hand, an upper radial waveguide 9 is composed of the intermediate plate 7, the slot plate 8, and a low-foaming dielectric material filled between them. Here, the permittivity of this low foam dielectric is ε
Then, the internal wavelength of the transmitted wave in the upper radial waveguide 9 is shortened by l/rε, so the upper radial waveguide 9 is called a slow wave circuit.
スロット板8には、金属円板にエツチング加工等によっ
て形成されたスロットアレーが配列されている。lOは
下部ラジアル導波管5からラジアル方向へ放射される伝
送波を屈曲させて上部ラジアル導波管9へ導入するため
のダブルコーナである。このダブルコーナ10は、フレ
ーム6の周縁を折り曲げて形成されている。11は円筒
形導体12に裏打ちされた吸収体である。この吸収体l
lは、円筒形導体12の表面に流れる電流により発生す
る磁界を吸収減衰させる。13はアンテナ前面を覆いつ
つ、フレーム6と共に、このアンテナを密閉構造とする
レドームである。このレドーム13とスロット板8との
間には、高発泡誘電体の上部スペーサ14が充填されて
おり、これにより中板7およびスロット板8をそれぞれ
各誘電体に密着させ、これらの電気的性能を安定化させ
ている。15は周辺保護用ゴムリングである。The slot plate 8 has a slot array formed on a metal disk by etching or the like. IO is a double corner for bending the transmission wave emitted in the radial direction from the lower radial waveguide 5 and introducing it into the upper radial waveguide 9. This double corner 10 is formed by bending the peripheral edge of the frame 6. 11 is an absorber lined with a cylindrical conductor 12. This absorber l
l absorbs and attenuates the magnetic field generated by the current flowing on the surface of the cylindrical conductor 12. A radome 13 covers the front surface of the antenna and, together with the frame 6, makes the antenna a sealed structure. An upper spacer 14 made of a highly foamed dielectric is filled between the radome 13 and the slot plate 8, which allows the middle plate 7 and the slot plate 8 to adhere to each dielectric, thereby improving their electrical performance. is stabilized. 15 is a rubber ring for peripheral protection.
上記構造によれば、方形導波管部1に入力された伝送波
のTE10波がプローブ2によって同軸線路3に導かれ
、軸対称波形のTEM波に変換される。そして、同軸線
路3に進行した伝送波は、整合素子4を介して滑らかに
下部ラジアル導波管5へ進行し、中心より周辺部へと放
射状に伝送する。According to the above structure, the TE10 wave of the transmission wave inputted into the rectangular waveguide section 1 is guided to the coaxial line 3 by the probe 2 and converted into a TEM wave having an axisymmetric waveform. The transmission wave that has proceeded to the coaxial line 3 then smoothly proceeds to the lower radial waveguide 5 via the matching element 4, and is transmitted radially from the center to the periphery.
次に、下部ラジアル導波管5の伝送波は、周縁のダブル
コーナ10で屈曲されて上部ラジアル導波管9に進行す
る。このダブルコーナIOで屈曲された伝送波の大部分
は、スロット板8に配設されたスロットアレーがら空間
へ放射され、その残りは上部ラジアル導波管9の中心に
向って進行し、吸収体11で吸収減衰される。Next, the transmitted wave in the lower radial waveguide 5 is bent at the double corner 10 on the periphery and proceeds to the upper radial waveguide 9. Most of the transmitted waves bent at this double corner IO are radiated into space through the slot array disposed on the slot plate 8, and the rest travels toward the center of the upper radial waveguide 9 and is absorbed into the absorber. It is absorbed and attenuated by 11.
このようなラジアルラインスロットアンテナにあっては
、スロット板8に配設される各スロットアレーの形状お
よびその配置に応じて偏波が決まる。例えば、スロット
板8に所定のスパイラル線上に、互いに位相が90°異
なるように“バの字状のスロット対を順次配設させた場
合には、左旋または右旋の単一円偏波用のアンテナとな
る。In such a radial line slot antenna, polarization is determined according to the shape and arrangement of each slot array arranged on the slot plate 8. For example, if the slot plate 8 is sequentially arranged with a pair of square-shaped slots on a predetermined spiral line so that their phases differ by 90 degrees from each other, It becomes an antenna.
「発明が解決しようとする課題」
ところで、衛星通信においては、垂直偏波と水平偏波と
を同時に使用する偏波共用方式が採られており、これら
に上述したラジアルラインスロットアンテナを適用させ
るには、このアンテナを偏波共用のものにする必要があ
る。"Problem to be Solved by the Invention" Incidentally, in satellite communications, a polarization sharing system is adopted in which vertically polarized waves and horizontally polarized waves are used simultaneously, and it is difficult to apply the above-mentioned radial line slot antenna to these systems. This antenna needs to be polarized.
しかしながら、上述した従来の給電装置にあっては、垂
直または水平偏波の伝送波を給電しても、同軸線路3を
介することにより軸対称のTEM波に変換されてしまう
。この結果、単一の偏波、すなわち、スロット板8のス
ロット形状に依存した偏波面だけが放射されるので、偏
波共用にすることができないという問題があった。加え
て、偏波共用にする際には、アンテナの開口能率を低下
させないようにする必要もある。However, in the conventional power feeding device described above, even if a vertically or horizontally polarized transmission wave is fed, it is converted into an axially symmetrical TEM wave through the coaxial line 3. As a result, only a single polarized wave, ie, only a polarized wave plane depending on the slot shape of the slot plate 8, is radiated, so there is a problem that polarization cannot be shared. In addition, when polarization is shared, it is necessary to prevent the aperture efficiency of the antenna from decreasing.
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ラジ
アルラインスロットアンテナを偏波共用とする上、当該
アンテナの開口能率を向上させる給電装置を提供するこ
とを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a power feeding device that uses a radial line slot antenna for dual polarization and improves the aperture efficiency of the antenna.
「課題を解決するための手段」
請求項1記載の発明によれば、水平および垂直偏波をそ
れぞれ独立して同時に伝送する円形導波管と、この円形
導波管の基本姿態であるTE、11波を拡散させるため
の第1の開口面を有するコニカルホーンと、前記第1の
開口面に対向する位置に設けられる導体円板であって、
前記円形導波管の管軸を中心として前記円形導体板の板
面上に配設された中心整合板と、前記管軸を中心とする
所定長の導体円柱であって、前記中心整合板上に立てら
れた整合ポストと、この整合ポストの先端に設けられ、
導体小円板で形成された先端ローディングとを具備する
ことを特徴としている。"Means for Solving the Problem" According to the invention described in claim 1, there is provided a circular waveguide that transmits horizontally and vertically polarized waves simultaneously and independently, and TE, which is the basic form of this circular waveguide. a conical horn having a first aperture surface for diffusing the 11 waves, and a conductor disk provided at a position facing the first aperture surface,
a center alignment plate disposed on the plate surface of the circular conductor plate with the tube axis of the circular waveguide as the center; and a conductor cylinder of a predetermined length centered on the tube axis, the center alignment plate being arranged on the center alignment plate. A matching post erected on the
It is characterized by having a tip loading formed of a small conductor disk.
また、請求項2記載の発明によれば、水平および垂直偏
波をそれぞれ独立して同時に伝送する方形導波管と、こ
の方形導波管の基本姿態であるTE10波を拡散させる
ための開口面を有するピラミダルホーンと、前記開口面
に対向する位置に設けられる導体円板であって、前記方
形導波管の管軸を中心として前記円形導体板の板面上に
配設された中心整合板と、前記管軸を中心とする所定長
の導体円柱であって、前記中心整合板上に立てられた整
合ポストと、この整合ポストの先端に設けられ、導体小
円筒で形成された先端ローディングとを具備することを
特徴としている。Further, according to the invention as claimed in claim 2, there is provided a rectangular waveguide that transmits horizontally and vertically polarized waves independently and simultaneously, and an aperture surface for diffusing the TE10 wave, which is the basic form of this rectangular waveguide. a conductor disk provided at a position opposite to the opening surface, the center alignment plate being arranged on the plate surface of the circular conductor plate with the tube axis of the rectangular waveguide as the center. a conductor cylinder of a predetermined length centered on the tube axis, an alignment post erected on the center alignment plate, and a tip loading provided at the tip of the alignment post formed of a small conductor cylinder. It is characterized by having the following.
また、請求項3記載の発明にあっては、前記コニカルホ
ーンの第1の開口面の周縁にチョークを設け、これを第
2の開口面とする同軸形ホーンを形成したことを特徴と
している。Further, the invention as set forth in claim 3 is characterized in that a coaxial horn is formed by providing a choke around the periphery of the first opening surface of the conical horn and using this choke as the second opening surface.
「作用」
請求項1に記載の発明によれば、円形導波管を介して供
給されたTE、11波がコニカルホーンによって拡散さ
れてラジアル導波管へ進行する。この時、中心整合板が
コニカルホーンの第1の開口面に正対する円形導体板か
らのリアクシロンを打ち消し、整合ポストおよび先端ロ
ーディングがその他のアンテナ各部からの反射波を打ち
消すと共に、整合ポストの先端をローディングすること
により、さらに、広帯域整合させる。"Operation" According to the invention described in claim 1, the TE, 11 waves supplied through the circular waveguide are diffused by the conical horn and proceed to the radial waveguide. At this time, the center matching plate cancels the reaxilon from the circular conductor plate directly facing the first aperture of the conical horn, and the matching post and tip loading cancel the reflected waves from other parts of the antenna, and the tip of the matching post Further broadband matching is achieved by loading.
また、請求項2に記載の発明によれば、方形導波管を介
して供給されたTE10波がピラミダルホーンによって
拡散されてラジアル導波管へ進行する。この時、中心整
合板がピラミダルホーンの開口面に正対する円形導体板
からのリアクシロンを打ち消し、整合ポストおよび先端
ローディングがその他のアンテナ各部からの反射波を打
ち消すと共に、整合ポストの先端をローディングするこ
とにより、さらに、広帯域整合させる。According to the second aspect of the invention, the TE10 wave supplied through the rectangular waveguide is diffused by the pyramidal horn and travels to the radial waveguide. At this time, the center matching plate cancels the reaxilon from the circular conductor plate directly facing the aperture of the pyramidal horn, and the matching post and tip loading cancel the reflected waves from other parts of the antenna, and the tip of the matching post is loaded. This further provides broadband matching.
また、請求項3に記載の発明によれば、コニカルホーン
の放射波は、電界面がシャープで磁界面がブロードの指
向性、即ち、放射軸に直交する平面への投射が楕円形で
あって、円形開口面のアンテナの励振波としては開口能
率を向上させない。Further, according to the invention as claimed in claim 3, the radiation wave of the conical horn has a directivity in which the electric surface is sharp and the magnetic surface is broad, that is, the projection onto the plane perpendicular to the radiation axis is elliptical. , does not improve the aperture efficiency as an excitation wave for an antenna with a circular aperture surface.
これを同軸形ホーンによって軸対称形の等ビーム幅のビ
ームに成形する。これにより、放射軸に直交する平面に
おけるビームパターンが円形となり、円形開口面を有す
るアンテナを励振すれば、開口効率が著しく向上する。This is shaped into an axially symmetrical beam of equal beam width using a coaxial horn. As a result, the beam pattern in a plane perpendicular to the radiation axis becomes circular, and if an antenna with a circular aperture is excited, the aperture efficiency will be significantly improved.
「実施例」
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施例]
第1図はこの発明による偏波供用給電装置を適用したラ
ジアルラインスロットアンテナの構造を示す斜視断面図
である。この図において、第7図の各部に対応す不耶分
には同一の番号を付け、その説明を省略する。この図が
第7図に示したものと興なる点は、給電装置が円形導波
管20−と、コニカルホーン21と、後述する整合部材
とにょって構成されていることである。[First Embodiment] FIG. 1 is a perspective sectional view showing the structure of a radial line slot antenna to which a polarized wave supply power supply device according to the present invention is applied. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 7 are given the same numbers, and their explanations will be omitted. The difference between this figure and the one shown in FIG. 7 is that the power supply device is composed of a circular waveguide 20-, a conical horn 21, and a matching member to be described later.
まず、第1図において、円形導波管20は、垂直および
水平の両偏波をそれぞれ独立して同時(こ伝送可能とす
るものであり、コニカルホーン21は、この円形導波管
20の基本姿態であるTE、。First, in FIG. 1, a circular waveguide 20 is capable of transmitting both vertically and horizontally polarized waves independently and simultaneously. TE, which is the appearance.
波を拡散させるようになっている。このコニカルホーン
の開口面は、使用周波数の波長をλとすると、その直径
は1.2λ程度とする小形ホーンとするのが一般的であ
る。It is designed to spread the waves. The aperture of this conical horn is generally a small horn with a diameter of about 1.2λ, where λ is the wavelength of the frequency used.
次に、第2図はこの給電装置の構造を示すための断面図
である。図において、22は中心整合板であり、これは
円形導波管20の管軸を中心とするように中板7の板面
上に設けられた導体円板である。この中心整合板22上
には、これの中心軸と同一の軸を有する導体円柱の整合
ポスト23が設けられている。さらに、この整合ポスト
23の先端には、導体小円筒で形成された先端ローディ
ング24が設けられている。Next, FIG. 2 is a sectional view showing the structure of this power supply device. In the figure, 22 is a center alignment plate, which is a conductor disk provided on the plate surface of the intermediate plate 7 so as to be centered on the tube axis of the circular waveguide 20. A conductor cylindrical alignment post 23 having the same axis as the center axis of the center alignment plate 22 is provided on the center alignment plate 22 . Furthermore, a tip loading 24 formed of a small conductive cylinder is provided at the tip of the alignment post 23.
上記構造によれば、円形導波管20内の伝送波はTE1
1波であり、これがコニカルホーン21によって拡散さ
れて下部ラジアル導波管5へ進行する。ところが、コニ
カルホーン21の開口部に正対する中板7からのリアク
シジンが存在し、これが円形導波管20へ戻ると、アン
テナの入力反射損失を劣化させてしまう。そこで、この
リアクシジンと中心整合板22表面の反射波とを相殺さ
せるため、上述した中心整合板22が設けられている。According to the above structure, the transmitted wave within the circular waveguide 20 is TE1
One wave is diffused by the conical horn 21 and travels to the lower radial waveguide 5. However, there is a reactor from the middle plate 7 directly facing the opening of the conical horn 21, and when this returns to the circular waveguide 20, it degrades the input return loss of the antenna. Therefore, the center alignment plate 22 described above is provided in order to cancel out this rear axis and the reflected wave on the surface of the center alignment plate 22.
すなわち、コニカルホーン21が見込む角度範囲内の中
板7からのリアクシジンと、中心整合板22からの反射
量とが相等しく、かつ、それら反射波の位相が互いに逆
相となるように中心整合板22の大きさおよび板厚を設
定すれば、このコニカルホーン21に正対する中板7か
らのリアクシジンは打ち消される。That is, the center matching plate is arranged so that the amount of reflection from the middle plate 7 within the angle range that the conical horn 21 sees is equal to the amount of reflection from the center matching plate 22, and the phases of the reflected waves are opposite to each other. By setting the size and thickness of the conical horn 22, the rear axis from the middle plate 7 directly facing the conical horn 21 can be canceled out.
一方、下部ラジアル導波管5の中心から周辺部へ放射状
に伝搬する伝送波は、ダブルコーナ10、スロット板8
および吸収体11等においても反射されるが、これらの
反射波は整合ポスト23で整合される。この場合、整合
ポスト23の高さに応じて反射波が打ち消され、さらに
、この整合においては、先端ローディング24の直径と
高さを適切な大きさにすることによって、さらに、広帯
域整合を可能としている。On the other hand, the transmission waves propagating radially from the center of the lower radial waveguide 5 to the periphery are transmitted through the double corner 10 and the slot plate 8.
The reflected waves are also reflected by the absorber 11 and the like, but these reflected waves are matched by the matching post 23. In this case, the reflected waves are canceled according to the height of the matching post 23, and furthermore, in this matching, by appropriately sizing the diameter and height of the tip loading 24, broadband matching is made possible. There is.
次に、スロット板8においては、上述した給電装置を介
して上部ラジアル導波管9に導入された水平偏波および
垂直偏波を等量、かつ、個別に放射するため、このスロ
ット板8の中心から所定の半径によった複数の同心円上
に十字状のスロットを複数配設する。この結果、これら
スロットアレーから水平、または垂直偏波が放射され、
偏波共用になる。Next, in the slot plate 8, in order to radiate the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave introduced into the upper radial waveguide 9 through the above-mentioned power supply device in equal amounts and separately, the slot plate 8 A plurality of cross-shaped slots are arranged on a plurality of concentric circles with a predetermined radius from the center. As a result, horizontally or vertically polarized waves are emitted from these slot arrays,
It becomes polarized.
上記実施例による給電装置の入出力端に円偏波発生装置
を接続し、所定の間隔の同心円上にX字形スロットを配
列したスロットアレーからなるスロット板8を使1すれ
ば、円偏波の偏波共用アンテナとなる。隣接国が互いに
異なる偏波が割り当てられるヨーロッパ、アフリカ地域
の放送衛星では、隣接国に居住していても、同時に自国
の衛星放送も視聴できる。By connecting a circularly polarized wave generator to the input/output end of the power supply device according to the above embodiment and using a slot plate 8 consisting of a slot array in which X-shaped slots are arranged on concentric circles at predetermined intervals, circularly polarized waves can be generated. It becomes a polarized antenna. Broadcasting satellites in Europe and Africa, where neighboring countries are assigned different polarizations, allow people living in neighboring countries to simultaneously watch their own satellite broadcasts.
[第2の実施例]
本発明による給電装置は、上述した偏波面のTE II
波に対して、これと直交する偏波面の励振波であるT
E Io波についても全く同様に動作・作用する給電装
置である。そこで、垂直、水平偏波をそれぞれ独立して
同時に伝送可能な、いま一つの導波管として方形導波管
があり、これを用いた第2の実施例について説明する。[Second Embodiment] The power supply device according to the present invention has a TE II polarization plane as described above.
T, which is an excitation wave with a plane of polarization perpendicular to the wave,
This is a power supply device that operates and acts in exactly the same way for E Io waves. Therefore, there is a rectangular waveguide as another waveguide that can transmit vertically and horizontally polarized waves independently and simultaneously, and a second embodiment using this will be described.
第3図は、第2の実施例を適用したラジアルラインスロ
ットアンテナの構造を示す斜視断面図である。この図に
示すように、正方形導波管30を上述した給電装置に適
用させる場合には、コニカルホーン21に替えてピラミ
ダルホーン31とすれば、上述したTE11波がTB1
0波となり、前記の動作・作用と全く同様に成立する。FIG. 3 is a perspective sectional view showing the structure of a radial line slot antenna to which the second embodiment is applied. As shown in this figure, when the square waveguide 30 is applied to the above-described power supply device, if a pyramidal horn 31 is used instead of the conical horn 21, the above-mentioned TE11 wave is
The wave becomes 0, and the operation and effect are exactly the same as those described above.
[第3の実施例]
ところで、前述した円形導波管20の基本姿態であZ’
I’B、11波のエネルギー分布は、電界面内では一様
分布であり、磁界面内では余弦分布である。[Third Example] By the way, in the basic configuration of the circular waveguide 20 described above, Z'
The energy distribution of the I'B and 11 waves is a uniform distribution within the electric surface and a cosine distribution within the magnetic surface.
したがって、給電装置における主ビーム指向性は、第4
図に示す如く、電界面においては実線40で示すように
シャープであり、かつ、サイドローブレベルが高く、一
方、磁界面においては点線41で示すようにブロードで
あり、かつ、サイドローブレベルが低い特性を示す。こ
のような指向性を放射軸に直交する平面に射影すると、
楕円形のビームパターンになる。このため、円形開口面
を持つアンテナに、こうしたビームパターンで励振した
場合、このアンテナの開口能率は低い。Therefore, the main beam directivity in the power supply device is
As shown in the figure, the electric surface is sharp as shown by the solid line 40 and has a high sidelobe level, while the magnetic surface is broad and has a low sidelobe level as shown by the dotted line 41. Show characteristics. When we project this directivity onto a plane perpendicular to the radiation axis, we get
This results in an oval beam pattern. Therefore, when an antenna with a circular aperture is excited with such a beam pattern, the aperture efficiency of this antenna is low.
そこで、第3の実施例においては、偏波共用としつつ、
開口能率を向上させた給電装置について説明する。第5
図および第6図は、第3の実施例の構造を示す斜視断面
図および断面図である。この図において、第1図および
第2図の各部に対応する部分には同一の番号を付け、そ
の説明を省略する。これら図が第1図および第2図に示
した給電装置と異なる点は、コニカルホーン21の開口
部の周縁にチョーク25を設け、同軸形ホーン50を形
成したことである。すなわち、チョーク25は、コニカ
ルホーン21の開口部周囲に沿って環状の空洞を設けた
ものであり、これはコニカルホーン2!と一体形成され
ている。そして、この同軸形ホーン50は、2J、(x
)/xで示される(但し、J +(x)は−次のベッセ
ル関数)周知の設計基準に基づいて、コニカルホーン2
1単体の第1の開口径と、チョーク25を含む第2の開
口径が規定されている。ここで、チョーク25の深さは
、はぼλ/4である。Therefore, in the third embodiment, while polarization is shared,
A power supply device with improved aperture efficiency will be described. Fifth
The figure and FIG. 6 are a perspective sectional view and a sectional view showing the structure of the third embodiment. In this figure, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are given the same numbers, and their explanations will be omitted. These figures differ from the power supply device shown in FIGS. 1 and 2 in that a choke 25 is provided around the opening of the conical horn 21 to form a coaxial horn 50. That is, the choke 25 has an annular cavity provided along the periphery of the opening of the conical horn 21, and this is the conical horn 2! It is integrally formed with. This coaxial horn 50 is 2J, (x
)/x (where J + (x) is a Bessel function of order -) Based on well-known design standards, the conical horn 2
A first aperture diameter of the choke 25 and a second aperture diameter including the choke 25 are defined. Here, the depth of the choke 25 is approximately λ/4.
このような構造による同軸形ホーン50は、円形導波管
20からの放射波を軸対称形の等ビーム幅にビーム成形
することができる。すなわち、TE II波にTM11
波が重畳されることにより、当該ホーン50のビームパ
ターンの放射軸に直交する平面に射影した形が円形にな
るため、同位相で等振幅な励振波、すなわち、軸対称形
の等ビーム幅の励振波が円形開口面に供給され、開口効
率は著しく向上する。また、このようにすることで形状
がコンパクトで平面アンテナの給電装置としてふされし
い。The coaxial horn 50 having such a structure can beam-form the radiation waves from the circular waveguide 20 into an axially symmetric beam with equal beam width. That is, TM11 is added to the TE II wave.
As the waves are superimposed, the shape projected onto a plane perpendicular to the radiation axis of the beam pattern of the horn 50 becomes circular. Therefore, excitation waves with the same phase and equal amplitude, that is, an axially symmetric beam with an equal beam width, are generated. The excitation wave is supplied to the circular aperture surface, and the aperture efficiency is significantly improved. Moreover, by doing so, the shape is compact and suitable as a power feeding device for a flat antenna.
また、第3図に図示した正方形導波管30とピラミダル
ホーン31との組み合わせによる場合は、一般にTE1
0波の電界は壁面に垂直方向になるように使用するが、
これをホーン軸回りに45°回転して電界方向を対角線
方向にする。すなわち、ピラミダルホーン31をダイア
ゴナルホーンとして使用することで、ラジアル導波管へ
の伝送波が軸対称形の等ビーム幅となり一1開口能率を
著しく向上させることができる。Furthermore, in the case of a combination of the square waveguide 30 and the pyramidal horn 31 shown in FIG.
The zero-wave electric field is used in a direction perpendicular to the wall, but
This is rotated 45 degrees around the horn axis to make the electric field direction diagonal. That is, by using the pyramidal horn 31 as a diagonal horn, the transmitted wave to the radial waveguide becomes an axially symmetric beam with equal beam width, and the aperture efficiency can be significantly improved.
なお、上述した同軸形ホーン50によらず軸対称形の等
ビーム幅にビーム成形を行う場合、例えば、コニカルホ
ーン21の軸方向の口径を急激に変えて段付きとするダ
ブルフレヤーホーンとか、コニカルホーン内に誘電体リ
ングを挿入する誘電体装荷ホーンがある。これらは、ホ
ーンの第1開口径と軸長とが共に大となり、平面アンテ
ナの励振用としては好ましくない。また、コルゲートホ
ーンは量産に適せず、経済的でない。In addition, when beam shaping is performed to have an axially symmetrical uniform beam width without using the coaxial horn 50 described above, for example, a double flare horn in which the diameter of the conical horn 21 in the axial direction is abruptly changed to create a step, or a conical horn 21 is used. There are dielectric loaded horns in which a dielectric ring is inserted into the horn. These horns have large first aperture diameters and large axial lengths, and are not suitable for excitation of planar antennas. Further, corrugated horn is not suitable for mass production and is not economical.
以上、上述した実施例は、送信系として説明したが、こ
れは“可逆の理“で受信系でも全く同一のことが成立す
ることは言うまでもない。例えば、水平および垂直偏波
が混在した伝送波から各偏波を分離して受信する場合に
は、前述した円形導波管20に直交偏波分離用分波器(
OMT)を接続し、さらに、このOMTの各偏波出力端
にLNB(ローノイズブロックコンバータ)を接続する
。このようにすると、LNBによって中間周波数に変換
された垂直または水平偏波の信号を受信機入力端の切替
スイッチにより選択することで各偏波を受信することが
できる。The above-described embodiments have been described as a transmitting system, but it goes without saying that this is a "reversible principle" and the same thing holds true for a receiving system. For example, if you want to separate and receive each polarized wave from a transmission wave containing a mixture of horizontal and vertical polarized waves, the above-mentioned circular waveguide 20 is equipped with a branching device for orthogonal polarization separation (
An LNB (low noise block converter) is connected to each polarized wave output terminal of this OMT. In this way, each polarized wave can be received by selecting a vertically or horizontally polarized signal converted into an intermediate frequency by the LNB using a changeover switch at the input end of the receiver.
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、円形導波管(
または方形導波管)を介して供給されたTE11波(ま
たはTB10波)がコニカルホーン(またはピラミダル
ホーン)によって拡散されてラジアル導波管へ進行する
。この時、中心整合板がコニカルホーン(またはピラミ
ダルホーン)の開口部に正対する円形導体板からのりア
クレジンを打ち消し、整合ポストおよび先端ローディン
グが他のアンテナ各部からの反射波を打ち消すと共に、
広帯域整合させるので、ラジアルラインスロットアンテ
ナを偏波共用にすることができる。"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, the circular waveguide (
A TE11 wave (or TB10 wave) supplied through a conical horn (or a rectangular waveguide) is diffused by a conical horn (or a pyramidal horn) and travels to a radial waveguide. At this time, the center matching plate cancels the accresine from the circular conductor plate directly facing the opening of the conical horn (or pyramidal horn), and the matching post and tip loading cancel the reflected waves from other parts of the antenna.
Since broadband matching is performed, the radial line slot antenna can be used for polarization.
また、円形導波管を介して供給されたTE、11波が同
軸形ホーンによって軸対称形ビームに成形されるので、
放射軸に直交する平面におけるビームパターンが円形に
なる。これにより、円形開口面を有するアンテナの開口
効率を著しく向上させることができる。In addition, since the TE, 11 waves supplied through the circular waveguide are shaped into an axisymmetric beam by the coaxial horn,
The beam pattern in the plane perpendicular to the radiation axis becomes circular. Thereby, the aperture efficiency of the antenna having a circular aperture surface can be significantly improved.
第1図は第1の実施例を適用したラジアルラインスロッ
トアンテナの構造を示す斜視断面図、第2図は第1の実
施例の構造を示す断面図、第3図は第2の実施例を適用
したラジアルラインスロットアンテナの構造を示す斜視
断面図、第4図はホーンアンテナ21の指向性を示す図
、第5図は第3の実施例を適用したラジアルラインスロ
ットアンテナの構造を示す斜視断面図、第6図は第3の
実施例の構造を示す断面図、第7図は従来例を説明する
ための図である。
2・・・・・・中心整合板、23・・・・・・整合ポス
ト、4・・・・・・先端ローディング、
0・・・・・・正方形導波管、
l・・・・・・ピラミダルホーン、
5・・・・・・チョーク、50・・・・・・同軸形ホー
ン。FIG. 1 is a perspective sectional view showing the structure of a radial line slot antenna to which the first embodiment is applied, FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the first embodiment, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the directivity of the horn antenna 21, and FIG. 5 is a perspective cross-sectional view showing the structure of the radial line slot antenna to which the third embodiment is applied. 6 are cross-sectional views showing the structure of the third embodiment, and FIG. 7 is a view for explaining the conventional example. 2... Center alignment plate, 23... Alignment post, 4... Tip loading, 0... Square waveguide, l... Pyramidal horn, 5...Choke, 50...Coaxial horn.
Claims (3)
スロット板に対向する円形導体板とで形成されるラジア
ル導波管を具備してなる平面アンテナの給電装置におい
て、 水平および垂直偏波をそれぞれ独立して同時に伝送する
円形導波管と、 この円形導波管の基本姿態であるTE_1_1波を拡散
させるための第1の開口面を有するコニカルホーンと、 前記第1の開口面に対向する位置に設けられる導体円板
であって、前記円形導波管の管軸を中心として前記円形
導体板の板面上に配設された中心整合板と、 前記管輪を中心とする所定長の導体円柱であって、前記
中心整合板上に立てられた整合ポストと、この整合ポス
トの先端に設けられ、導体小円筒で形成された先端ロー
ディングと を具備することを特徴とする給電装置。(1) In a power supply device for a planar antenna that includes a radial waveguide formed by a slot plate with a plurality of slots and a circular conductor plate facing the slot plate, horizontal and vertical polarization is possible. a circular waveguide that transmits the TE_1_1 waves independently and simultaneously; a conical horn having a first aperture surface for diffusing the TE_1_1 wave, which is the basic configuration of the circular waveguide; and a conical horn facing the first aperture surface. a center alignment plate disposed on the plate surface of the circular conductor plate with the tube axis of the circular waveguide as the center; and a center alignment plate provided at a position centered on the tube ring; What is claimed is: 1. A power supply device comprising: a conductor cylinder, comprising: an alignment post erected on the center alignment plate; and a tip loading provided at the tip of the alignment post and formed of a small conductor cylinder.
スロット板に対向する円形導体板とで形成されるラジア
ル導波管を具備してなる平面アンテナの給電装置におい
て、 水平および垂直偏波をそれぞれ独立して同時に伝送する
方形導波管と、 この方形導波管の基本姿態であるTE_1_0波を拡散
させるための開口面を有するピラミダルホーンと、 前記開口面に対向する位置に設けられる導体円板であっ
て、前記方形導波管の管軸を中心として前記円形導体板
の板面上に配設された中心整合板と、 前記管軸を中心とする所定長の導体円柱であって、前記
中心整合板上に立てられた整合ポストと、この整合ポス
トの先端に設けられ、導体小円筒で形成された先端ロー
ディングと を具備することを特徴とする給電装置。(2) In a power feeding device for a planar antenna comprising a radial waveguide formed by a slot plate with a plurality of slots and a circular conductor plate facing the slot plate, horizontal and vertical polarization is possible. A rectangular waveguide that transmits the TE_1_0 waves independently and simultaneously, a pyramidal horn having an aperture for diffusing the TE_1_0 wave, which is the basic configuration of this rectangular waveguide, and a conductor provided at a position facing the aperture. A center alignment plate that is a circular plate and is arranged on the plate surface of the circular conductor plate with the tube axis of the rectangular waveguide as the center, and a conductor cylinder of a predetermined length that is centered on the tube axis. . A power feeding device comprising: an alignment post erected on the center alignment plate; and a tip loading provided at the tip of the alignment post and formed of a small conductive cylinder.
ークを設け、これを第2の開口面とする同軸形ホーンを
形成したことを特徴とする請求項1記載の給電装置。(3) The power feeding device according to claim 1, wherein a choke is provided at the periphery of the first opening surface of the conical horn, forming a coaxial horn with this choke as the second opening surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16593290A JP2817363B2 (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16593290A JP2817363B2 (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Power supply device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0454703A true JPH0454703A (en) | 1992-02-21 |
| JP2817363B2 JP2817363B2 (en) | 1998-10-30 |
Family
ID=15821755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16593290A Expired - Lifetime JP2817363B2 (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Power supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2817363B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009231875A (en) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Nec Toshiba Space Systems Ltd | Broadband feed circuit and antenna equipped with the same |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP16593290A patent/JP2817363B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009231875A (en) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Nec Toshiba Space Systems Ltd | Broadband feed circuit and antenna equipped with the same |
| US9048534B2 (en) | 2008-03-19 | 2015-06-02 | Nec Toshiba Space Systems, Ltd. | Wide-band feeder circuit and antenna having the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2817363B2 (en) | 1998-10-30 |
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