JPH05152810A - ループスロツト給電式アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通信用アンテナあるいは放送用アンテナなど
に用いられる円形スロットアンテナに関し、特に導波管
による給電を可能にした点に特徴をもつループスロット
給電式アンテナの提供を目的とする。 【構成】 多数の電力放射用スロット１ａが穿設された
円形の放射板１と、放射板１とほぼ同大の円形の底板２
と、これら放射板１および底板２を相互に結合する固定
手段３とから構成され、内部に導波空間Ｓが形成された
円形スロットアンテナにおいて、底板１の中央部に給電
用ループスロット２ａを形成し、給電用ループスロット
２ａと同大のループスロットが形成された導波管を、両
ループスロットを接合するように接続することにより、
円形スロットアンテナの導波空間に電力が供給されるよ
うにした点に特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信用アンテナあるい
は放送用アンテナなどに用いられる円形スロットアンテ
ナに関し、特に導波管による給電を可能にした点に特徴
をもつループスロット給電式アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の円形スロットアンテナは、図８あ
るいは図９に示すものがあり、図８に示す例では、円偏
波を発生させるための多数のスロット11aを穿設された
円形放射板11と、円形放射板11とほぼ同じ直径を有する
円形底板12と、これら円形放射板11および円形底板12の
各周縁部を相互に結合する電波吸収体からなる側壁板13
とからなり、内部に導波空間Ｓが形成されている。

【０００３】また、図９に示す例は、導波空間Ｓを上下
２層のＳ１とＳ２とに円形中間板14で仕切った２層円形
スロットアンテナである。これら導波空間には、必要に
応じて、間隔保持材あるいは遅波手段として誘電体が配
設される。

【０００４】これらの円形スロットアンテナは、円形底
板12の中央部に給電用開口12aが設けられており、この
給電用開口12aに給電手段としての同軸線路15が配設さ
れ、その外部導体15bは円形底板12に接続されて、その
内部導体15aは導波空間Ｓ内に突出するように設けられ
ている。

【０００５】このような同軸線路15内では、図８,９に
矢印Ａで示す電界方向をもつＴＥＭモードが励振され、
その同軸線路15から給電用開口12aを介して電力が供給
されると、導波空間Ｓ内では、矢印Ｂで示す電界方向を
もつような同軸線路のＴＥＭモードから90°モード変換
されたＴＥＭモードが励振され、給電電力は給電用開口
12aを中心として同心円状に伝播する。そして、その
際、多数のスロット11aが穿設された円形放射板11から
円偏波が発生する。

【０００６】なお、図中の符号16は導波空間に配設され
た整合手段を示し、また、符号17は電波吸収体を示して
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の円形スロットアンテナでは、導波管による給電
が不可能であるとともに、円形底板に給電手段と接続す
るための給電用開口を形成する必要があるので、円形底
板に用いる材料次第では加工が困難であり、また、アン
テナの気密性を保持することも困難であった。

【０００８】さらに、導波空間内部に誘電体が配設され
る場合には、同軸線路の内部導体が導波空間に突出する
ので、誘電体に内部導体を通す穴などの加工を施す必要
があった。

【０００９】本発明は、このような問題点の解決を図ろ
うとするもので、底板に形成されたループスロットを介
して給電手段より電力を供給することによって、導波管
による給電を可能とするとともに、気密性が高く簡易構
造のループスロット給電式アンテナを提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載のループスロット給電式ア
ンテナは、多数の電力放射用スロットが穿設された円形
の放射板と、同放射板とほぼ同大の円形の底板と、これ
ら放射板および底板を相互に結合する固定手段とから構
成され、内部に導波空間が形成された円形スロットアン
テナにおいて、上記底板の中央部に給電用ループスロッ
トが形成され、同ループスロットと結合して上記導波空
間に電力を供給する給電手段が配設され、同給電手段
が、給電用開口を形成された導波管として構成され、上
記の給電用開口を上記ループスロットと接合することに
より上記円形スロットアンテナの導波空間に電力が供給
されることを特徴としている。

【００１１】さらに、本発明の請求項２に記載のループ
スロット給電式アンテナは、上記の導波空間の内部に整
合手段が配設されることを特徴としている。

【００１２】

【作用】上述の本発明のループスロット給電式アンテナ
では、底板に形成された給電用ループスロットが、それ
を介して導波空間内に電力を供給することで、導波空間
内をＴＥＭモードで励振するように作用する。

【００１３】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例としてのル
ープスロット給電式アンテナについて説明する。

【００１４】図１は一部を切除して示した斜視図、図２
(a),(b),(C)は放射板に形成されたスロットパターンの
説明図、図３(a)は底板に形成されたループスロットの
斜視図、図３(b)は導波管に形成されたループスロット
の拡大図、図４は導波管の斜視図、図５(a),(b)は導波
管のループスロット部の斜視図、図６(a),(b),(C)は給
電部の断面図、図７(a),(b)は整合手段をそなえた給電
部の要部断面図である。

【００１５】本実施例のループスロット給電式アンテナ
は、図１に示すように、相互に離隔して対向するよう配
設されたほぼ同大の円形の放射板１と底板２と、これら
の放射板１と底板２とを相互に結合するように配設され
た固定手段としての側壁板３とから構成され、放射板１
と底板２と側壁板３とで囲まれて（その内部に）円形の
導波空間Ｓが形成されている。この導波空間Ｓ内には、
必要に応じて、間隔保持部材あるいは遅波手段としての
誘電体５が配設される。また、側壁板３を用いずに、誘
電体５を放射板１と底板２との固定手段として用いて、
放射板１と底板２とを結合することも可能である。

【００１６】そして、放射板１には電力放射用開口とし
ての複数のスロット１aが形成されている。放射板１に
穿設されるスロットとしては、図２(a)に示すように、
互いにほぼ90°の角度をもって対をなすスロット対１b,
１cを螺旋Ｒ上に配列したもの、図２(b)に示すように、
スロット１d,１eを２組の螺旋Ｒ₁,Ｒ₂上に沿って配列し
たもの、図２(c)に示すように、スロット１f,１g,１hを
３組の螺旋（図示せず）上に沿ってそれぞれ配列したも
のなどがあり、これらスロットを形成された放射板１か
らは円偏波が有効に放射される。スロットの長さや配置
角度あるいは配置間隔は、所望の電力が放射されるよう
に設定されている。

【００１７】一方、底板２のほぼ中央部には、図３(a)
に示すようなループスロット２aが形成され、このルー
プスロット２aが給電用開口として作用する。

【００１８】給電手段としては導波管４（図４参照）が
配設され、導波管の上面に形成された給電用開口として
のループスロット４aと、底板２に形成されたループス
ロット２aを互いに一致するように接合することによ
り、両ループスロット２a,４aを介して導波管４から円
形導波空間Ｓ内に電力が供給される。

【００１９】導波管４は図４に実線ｉで示すような電流
分布をもつＴＥ₁,₀モードで励振されているが、導波管
の上面に形成されたループスロット４aから放射されて
導波空間Ｓ内に供給される電力は、ループスロット２a
を介して導波空間Ｓ内では、図６(a)に矢印Ｂで示す電
界方向をもつＴＥＭモードで励振され、ループスロット
２aを中心として同心円状に伝播する。この時、底板２
に形成されたループスロット２a付近の給電電力は、図
３(b)に実線で示す電界Ｅ方向と点線で示す磁界Ｈ方向
をもつ。

【００２０】また、導波管４に形成される給電用開口
を、図５(a)に示すように円形開口４bとしたり、図５
(b)に示すように十字スロット４cとしたりしても、底板
２に形成されたループスロット２aを介して円形導波空
間Ｓ内へ供給された電力は、ＴＥＭモードで同心円状に
伝播する。

【００２１】これら放射板１、底板２および導波管４は
金属製であり、スロット１aやループスロット２a、導波
管４に形成される給電用開口はエッチング加工等によっ
て形成される。例えば、その１つの例として、合成樹脂
フィルムに金属箔を貼着した後にエッチング加工を施す
ことによって形成されるが、このように、放射板１、底
板２および導波管４の上面を金属箔を貼着した合成樹脂
フィルムで構成した場合には、スロット１aやループス
ロット２aおよび導波管４に形成される給電用開口は金
属箔のみに形成されるのでフィルムに穴が開くことはな
い。

【００２２】また、導波管４に形成される給電用開口を
ループスロット４aや円形開口４bとした場合には、導波
管４の給電用開口が形成された面と底板２を１枚の金属
を共用して一体に構成することも可能である。

【００２３】このように構成されたループスロット給電
式アンテナでは、導波管４から両ループスロット２a,４
aを介して導波空間Ｓに供給された電力が、導波空間Ｓ
内をその中央部から端部へ向けて同心円状にＴＥＭモー
ドで伝播し、放射板１上に形成されたスロット１aから
円偏波が発生される。

【００２４】図６(c)は上述のものの変形例を示してお
り、この変形例が上述のものと異なる点は、導波管４に
整合手段６aが設けられている点である。このような構
成では、励振モードが安定するとともに、給電手段であ
る導波管４と導波空間Ｓとの間の整合がとれるために、
給電電力を有効に取り出すことができ、効果的な給電が
行なえる。

【００２５】また、図６(c)は導波空間Ｓ内に誘電体５
が充填された例でもある。

【００２６】上述の構成により、本実施例は次のような
利点を有する。

【００２７】底板に形成された給電用のループスロット
を介して給電手段より電力を供給することで、従来は不
可能であった導波管による給電が可能となる。

【００２８】また、底板を金属箔を貼着された合成樹脂
フィルムで構成する場合は、金属箔のみにループスロッ
トが形成されフィルムには穴が開かないので、従来必要
であった給電手段を連結するための給電用開口としての
穴が形成された底板に比較して、気密性を保持すること
が容易となり、耐侯性が向上する。

【００２９】さらに、底板に形成されるループスロット
が、エッチング加工によって形成されるので、底板の材
質次第では困難であった給電用開口としての穴の加工が
不要となり、底板の形成が容易になるばかりか、従来の
同軸線路による給電では不可欠であった導波空間内への
同軸線路の内部導体の突出がなくなるので、導波空間内
に配設された誘電体への加工が不要となり、簡易構造で
製造が容易なため安価なループスロット給電式アンテナ
の供給が可能となる。

【００３０】なお、整合手段として、図７(a),(b)に示
すように、整合手段８をループスロット２a内の円形の
底板２上に配設したり（図７(a)参照）、放射板１の中
央部に配設したり（図７(b)参照）してもよい。

【００３１】このような構成では、導波空間Ｓ内におけ
る給電部付近の整合がとれ、給電電力が導波空間Ｓ中を
有効に伝播するので、効果的な伝送が可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のループス
ロット給電式アンテナでは、アンテナを構成する底板に
給電用ループスロットを形成し、このループスロットを
介して導波空間内に給電手段より電力が供給されるの
で、従来は不可能であった導波管による給電が可能とな
る。

【００３３】また、底板が金属箔を貼着された合成樹脂
フィルムで構成されている場合は、金属箔のみにループ
スロットが形成されフィルムには穴は開かないので、従
来必要であった給電手段と連結するための給電用開口と
しての穴が形成された底板に比較して、気密性を保持す
ることが容易となり、耐侯性が向上する。

【００３４】さらに、底板に形成されるループスロット
がエッチング加工によって形成される場合、底板の材質
次第では困難であった給電用開口としての穴の加工が不
要となり、底板の形成が容易となるばかりか、従来の同
軸線路による給電では不可欠であった導波空間内への加
工が不要となり、簡易構造で製造が容易なため安価な円
形スロットアンテナの供給が可能となる。また、導波空
間に整合手段を配設する場合には、給電電力が有効に伝
播するので、効果的な給電が行なわれ、アンテナの効率
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのループスロット給電
式アンテナの一部切除斜視図である。

【図２】(a),(b),(C)はいずれも同放射板に形成された
スロットパターンの説明図である。

【図３】(a)は同底板に形成されたループスロットの斜
視図である。(b)は同導波管に形成されたループスロッ
トの拡大図である。

【図４】同給電手段としての導波管の斜視図である。

【図５】(a),(b)はいずれも同導波管のループスロット
部の斜視図である。

【図６】(a),(b),(C)はいずれも同給電部の断面図であ
る。

【図７】(a),(b)はいずれも同整合手段をそなえた給電
部の要部断面図である。

【図８】,

【図９】いずれも従来の円形スロットアンテナの一部切
除斜視図である。

【符号の説明】

１ 放射板 １a スロット ２ 底板 ２a,４a ループスロット ３ 側壁板 ４ 導波管 ６a,８ 整合手段

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の電力放射用スロットが穿設された
   円形の放射板と、同放射板とほぼ同大の円形の底板と、
   これら放射板および底板を相互に結合する固定手段とか
   ら構成され、内部に導波空間が形成された円形スロット
   アンテナにおいて、上記底板の中央部に給電用ループス
   ロットが形成され、同ループスロットと結合して上記導
   波空間に電力を供給する給電手段が配設され、同給電手
   段が、給電用開口を形成された導波管として構成され、
   上記給電用開口を上記ループスロットと接合することに
   より上記円形スロットアンテナの導波空間に電力が供給
   されるように構成されたことを特徴とする、ループスロ
   ット給電式アンテナ。
2. 【請求項２】 上記の導波空間の内部に整合手段が配設
   されることを特徴とする、請求項１に記載のループスロ
   ット給電式アンテナ。