JPH05199030A - Dual mode horn antenna - Google Patents
Dual mode horn antennaInfo
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- JPH05199030A JPH05199030A JP31845792A JP31845792A JPH05199030A JP H05199030 A JPH05199030 A JP H05199030A JP 31845792 A JP31845792 A JP 31845792A JP 31845792 A JP31845792 A JP 31845792A JP H05199030 A JPH05199030 A JP H05199030A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複モードホーンアンテナにおいて、不要モー
ドであるTE12モードによる放射パターンの劣化を軽減
する。
【構成】 ホーン開口から見て一段目のテーパ導波管2
の両端で発生するTE12モードが互いに打消すように、
二段のテーパ導波管3のテーパ角度と一段目のテーパ導
波管2の長さを選択する。
(57) [Abstract] [Purpose] To reduce the deterioration of the radiation pattern due to the TE 12 mode which is an unnecessary mode in a multi-mode horn antenna. [Configuration] Tapered waveguide 2 at the first stage as seen from the horn opening
So that the TE 12 modes occurring at both ends of
The taper angle of the two-stage tapered waveguide 3 and the length of the first-stage tapered waveguide 2 are selected.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はマイクロ波またはミリ
波帯で用いられるホーンアンテナで、円形導波管の基本
モードであるTE11モードと高次モードを用いて励振さ
れる複モードホーンアンテナに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a horn antenna used in a microwave or millimeter wave band, and relates to a multimode horn antenna excited by using a TE 11 mode which is a fundamental mode of a circular waveguide and a higher order mode. It is a thing.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2は従来のフレアアングル形複モード
ホーンアンテナの断面図であり、図2において1は円錐
ホーン、2は一段目テーパ導波管、3は二段目テーパ導
波管、4は開口側フレア、5は給電側フレアである。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional flare angle type multimode horn antenna. In FIG. 2, 1 is a conical horn, 2 is a first stage tapered waveguide, 3 is a second stage tapered waveguide, Reference numeral 4 is an opening side flare, and 5 is a power feeding side flare.
【0003】図3は円形導波管のモードを示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing modes of a circular waveguide.
【0004】次に動作について説明する。通常、円錐ホ
ーンを円形導波管の基本モードであるTE11モードを用
いて励振した場合、E面およびH面の放射パターンに差
があり、また、交差偏波成分の放射レベルも高くなる。
これを改善するためにフレアアングル形複モードホーン
アンテナでは、給電側より励振されたTE11モードの一
部を給電側フレア5、開口側フレア4で円形導波管の高
次モードの1つであるTM11モードに変換し、かつ、円
錐ホーン1および一段目のテーパ導波管2の長さを、ホ
ーン開口において給電側フレア5と開口側フレア4とで
発生するTM11モードが、ともにTE11モードに対して
位相差0゜になるようにしている。これにより複モード
ホーンアンテナのホーン開口での電界分布は、図3
(a)に示すTE11モードの電界分布と図3(b)に示
すTM11モードの電界分布の合成となり、図3(c)に
示すように交差偏波成分の電界が打消された形の電界分
布となる。この結果、E面、H面の放射パターンが一致
し、かつ、交差偏波成分の放射レベルの低い良好な特性
が得られる。Next, the operation will be described. Usually, when a conical horn is excited by using the TE 11 mode which is the fundamental mode of a circular waveguide, there are differences in the radiation patterns on the E and H planes, and the radiation level of cross-polarized components also increases.
In order to improve this, in the flare angle type multi-mode horn antenna, a part of the TE 11 mode excited from the feeding side is divided into a feeding side flare 5 and an opening side flare 4 and one of the higher modes of the circular waveguide is used. converted to a TM 11 mode and the length of the conical horn 1 and the first-stage tapered waveguide 2, TM 11 mode generated by the feeding side flare 5 and the opening side flare 4 in the horn aperture, both TE The phase difference is 0 ° with respect to 11 modes. As a result, the electric field distribution at the horn aperture of the multimode horn antenna is shown in FIG.
The electric field distribution of the TE 11 mode shown in (a) and the electric field distribution of the TM 11 mode shown in FIG. 3 (b) are combined, and the electric field of the cross polarization component is canceled as shown in FIG. 3 (c). It has an electric field distribution. As a result, good characteristics are obtained in which the radiation patterns on the E and H planes match and the radiation level of the cross polarization component is low.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のフレアアングル形複モードホーンアンテナは、一段
目のテーパ導波管2と二段目のテーパ導波管3の各々の
傾き角度θ2 、θ3 はTM11モードの発生量が所望の値
となるように決定し、一段目のテーパ導波管2および円
錐ホーン1の長さは、給電側フレア5、開口側フレア4
で発生するTM11モードがそれぞれ開口でTE11モード
に対して位相差0゜となるように決定しているものの、
フレア部分でTM11モードと同時に発生する図3(d)
に示すTE12モードに対する考慮がないために、開口分
布がTE11モードとTM11モードの合成で得られる所望
の形と異なったものとなり、E面とH面の放射パターン
の一致度が劣化するという問題点があった。As described above, in the conventional flare angle type multi-mode horn antenna, the inclination angles θ of the first-stage tapered waveguide 2 and the second-stage tapered waveguide 3 are respectively formed. 2 and θ 3 are determined so that the amount of TM 11 mode generated becomes a desired value, and the lengths of the first-stage tapered waveguide 2 and the conical horn 1 are the feed flare 5 and the opening flare 4
Although it is decided that the TM 11 mode generated in 1) has a phase difference of 0 ° with respect to the TE 11 mode at each aperture,
Fig. 3 (d), which occurs at the same time as TM 11 mode in the flare part
Since there is no consideration for the TE 12 mode shown in, the aperture distribution becomes different from the desired shape obtained by combining the TE 11 mode and the TM 11 mode, and the degree of coincidence of the radiation patterns of the E surface and the H surface deteriorates. There was a problem.
【0006】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、ホーン開口で所望のTM11モ
ード発生量とTE11モードに対する位相差を得ると共に
TE12モードが開口で打消されるフレアアングル形複モ
ードホーンアンテナを得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and obtains a desired TM 11 mode generation amount and a desired phase difference with respect to the TE 11 mode at the horn opening and cancels the TE 12 mode at the opening. It is intended to obtain a flared angle type multimode horn antenna.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係るフレアア
ングル形複モードホーンアンテナは、一段目のテーパ導
波管2と二段目のテーパ導波管3のテーパ角度および円
錐ホーン1と一段目のテーパ導波管2の長さを、開口で
TE12モードが打消されるような値にすることにより、
TE12モードによる放射パターンの劣化を除去したもの
である。A flare angle type multi-mode horn antenna according to the present invention has a taper angle of a first-stage tapered waveguide 2 and a second-stage tapered waveguide 3 and a conical horn 1 and a first-stage tapered waveguide. By setting the length of the tapered waveguide 2 of 1 to such a value that the TE 12 mode is canceled by the aperture,
This is the one that eliminates the deterioration of the radiation pattern due to the TE 12 mode.
【0008】[0008]
【作用】この発明に係るフレアアングル形複モードホー
ンアンテナは、一段目のテーパ導波管2と二段目のテー
パ導波管3のテーパ角度を、開口側フレア4と給電側フ
レア5で発生するTE12モードの発生量が等しくなる角
度とし、かつ一段目のテーパ導波管2の長さを、開口側
フレア4と給電側フレア5とで発生するTE12モードの
ホーン開口での位相差が180゜となる値にすることに
より、ホーン開口においてTE12モードを打消すように
作用する。In the flare angle type multi-mode horn antenna according to the present invention, the taper angles of the first-stage tapered waveguide 2 and the second-stage tapered waveguide 3 are generated by the opening-side flare 4 and the feeding-side flare 5. phase difference at TE 12 the equal angular amount of generated modes, and the first stage of the length of the tapered waveguide 2, TE 12 mode of the horn opening generated in the opening side flare 4 and the feeding side flare 5 Is set to 180 ° so that the TE 12 mode is canceled at the horn opening.
【0009】[0009]
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図を
用いて説明する。図1において1は円錐ホーン、2は一
段目テーパ導波管、3は二段目テーパ導波管、4は開口
側フレア、5は給電側フレアである。EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a conical horn, 2 is a first stage tapered waveguide, 3 is a second stage tapered waveguide, 4 is an opening side flare, and 5 is a feeding side flare.
【0010】次にこの発明におけるフレアアングル形複
モードホーンアンテナの動作を説明する。フレア部分に
おけるTM11モードの発生量CTM11とTE12モードの
発生量CTE12は数2で示されるようにフレア部分の直
径d、フレア部分の角度の変化幅Δθ、波長λによって
決まる。Next, the operation of the flare angle type dual mode horn antenna according to the present invention will be described. The TM 11 mode generation amount CTM 11 and the TE 12 mode generation amount CTE 12 in the flare portion are determined by the diameter d of the flare portion, the change width Δθ of the flare portion, and the wavelength λ, as shown in Equation 2.
【0011】[0011]
【数2】 [Equation 2]
【0012】円錐ホーン1のテーパ角度と一段目のテー
パ導波管2の角度の差をΔθ1 、開口側フレア4の直径
をd1 、一段目のテーパ導波管2と二段目のテーパ導波
管3の角度の差をΔθ2 、給電側フレア5の直径をd2
とした時に、開口側フレア4で発生するTE12モードの
発生量と、給電側フレア5で発生するTE12モードの発
生量は数3で示される。The difference between the taper angle of the conical horn 1 and the taper waveguide 2 of the first stage is Δθ 1 , the diameter of the flare 4 on the opening side is d 1 , and the taper waveguide 2 of the first stage and the taper of the second stage are tapered. The angle difference of the waveguide 3 is Δθ 2 and the diameter of the feeding flare 5 is d 2
Was when the, the generation amount of TE 12 mode generated by the opening side flare 4, the amount of TE 12 mode generated by the power supply side flare 5 is indicated by the number 3.
【0013】[0013]
【数3】 [Equation 3]
【0014】数3より、開口側フレア4と、給電側フレ
ア5とで発生するTE12モードの発生量を等しくする条
件は数4となる。From Equation 3, the condition for equalizing the amounts of TE 12 mode generated in the opening flare 4 and the power supply flare 5 is Equation 4.
【0015】[0015]
【数4】 [Equation 4]
【0016】またテーパ導波管の中を進行するTE11モ
ードとTE12モードの位相差φ12は数5で表わせる。Further, the phase difference φ 12 between the TE 11 mode and the TE 12 mode traveling in the tapered waveguide can be expressed by equation 5.
【0017】[0017]
【数5】 [Equation 5]
【0018】給電側フレア5では、TE12モードはTE
11モードに対して−π/2の位相で発生し、開口側フレ
ア4では、TE12モードはTE11モードに対して+π/
2の位相で発生する。故に、一段目のテーパ導波管2の
長さL 1 を数6を満足する値とすることにより、給電側
フレア5で発生したTE12モードと開口側フレア4で発
生したTE12モードはホーン開口で位相が逆相となる。In the flare 5 on the feeding side, the TE 12 mode is TE
It occurs at a phase of -π / 2 with respect to the 11 mode, and in the flare 4 on the aperture side, the TE 12 mode is + π / with respect to the TE 11 mode.
It occurs in the phase of 2. Thus, by a value which satisfies the number 6 a length L 1 of the tapered waveguide 2 in the first stage, TE 12 mode generated by the TE 12 mode and the opening side flare 4 generated in the power feeding side flare 5 Horn The phase becomes opposite at the aperture.
【0019】[0019]
【数6】 [Equation 6]
【0020】この発明におけるフレアアングル形複モー
ドホーンアンテナは、ホーン開口において所望のTM11
モードの発生量およびTE11モードに対する位相差を得
ることを前提とし、数4および数6の条件を厳密または
近似的に満足する寸法なので、開口でTE12モードがほ
とんど打消される。The flare angle type dual mode horn antenna according to the present invention has a desired TM 11 at the horn opening.
Assuming that the amount of generated modes and the phase difference with respect to the TE 11 mode are obtained, the TE 12 mode is almost canceled at the aperture because the size satisfies the conditions of Formulas 4 and 6 strictly or approximately.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、TE12モードの影響を低減することにより、E面、
H面のビーム幅のそろった良好な放射パターンが得られ
る。As described above, according to the present invention, by reducing the influence of the TE 12 mode, the E plane,
A good radiation pattern with a uniform beam width on the H-plane can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】この発明によるフレアアングル形複モードホー
ンの構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a flare angle type multi-mode horn according to the present invention.
【図2】従来のフレアアングル形複モードホーンの構成
を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional flare angle type multi-mode horn.
【図3】円形導波管の開口分布を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an aperture distribution of a circular waveguide.
1 円錐ホーン 2 一段目テーパ導波管 3 二段目テーパ導波管 4 開口側フレア 5 給電側フレア 1 Conical horn 2 1st stage tapered waveguide 3 2nd stage tapered waveguide 4 Opening flare 5 Feeding flare
Claims (1)
パ角度の異なる二段のテーパ導波管を順次接続した複モ
ードホーンアンテナにおいて、円錐ホーンのテーパ角度
と一段目のテーパ導波管の角度の差をΔθ1 、その接合
部分の直径をd1 、一段目のテーパ導波管と二段目のテ
ーパ導波管の角度の差をΔθ2 、その接合部分の直径を
d2 、一段目のテーパ導波管の中を進行する間に変化す
るTE11モードの位相量をφ1 、TE12モードの位相量
をφ2 とした時にホーン開口において所望のTM11モー
ドの発生量及びTE11モードに対する位相差を得る条件
のもとでΔθ1 、Δθ2 、d1 、d2 、φ1 、φ2 の値
が 【数1】 を厳密又は近似的に満足することを特徴とする複モード
ホーンアンテナ。1. In a multi-mode horn antenna in which two stages of tapered waveguides having different taper angles are sequentially connected to a conical horn when viewed from the horn opening side, a taper angle of the conical horn and an angle of the first stage tapered waveguide are provided. Is Δθ 1 , the diameter of the joint is d 1 , the angle difference between the first-stage tapered waveguide and the second-stage tapered waveguide is Δθ 2 , the diameter of the joint is d 2 , the first-stage. When the phase amount of the TE 11 mode that changes while traveling in the tapered waveguide is φ 1 and the phase amount of the TE 12 mode is φ 2 , the desired TM 11 mode generation amount and TE 11 Under the condition that the phase difference for the mode is obtained, the values of Δθ 1 , Δθ 2 , d 1 , d 2 , φ 1 and φ 2 are A multimode horn antenna characterized by satisfying exactly or approximately.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31845792A JPH0732324B2 (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Multimode horn antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31845792A JPH0732324B2 (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Multimode horn antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05199030A true JPH05199030A (en) | 1993-08-06 |
| JPH0732324B2 JPH0732324B2 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=18099337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31845792A Expired - Lifetime JPH0732324B2 (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Multimode horn antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732324B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1267445A1 (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-18 | Alcatel | Multimode horn antenna |
| JP2007251595A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Nec Corp | Horn antenna |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP31845792A patent/JPH0732324B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1267445A1 (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-18 | Alcatel | Multimode horn antenna |
| JP2007251595A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Nec Corp | Horn antenna |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0732324B2 (en) | 1995-04-10 |
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