JPH0619202Y2

JPH0619202Y2 - アンテナの回転軸構造

Info

Publication number: JPH0619202Y2
Application number: JP14540787U
Authority: JP
Inventors: 孝比田井
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1987-09-25
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2002-09-25
Also published as: JPS6451302U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、アンテナを回転制御して目標となる物標の方
向に向け電波を照射したり、あるいは物標からの電波を
受信したりして、物標の位置を感知するレーダに用いら
れるアンテナの回転軸構造に関するものである。

［従来の技術］物標に照射される電波ビームを走査する場合には、例え
ば、アンテナ全体を機械的に回転制御することによって
行われている。そして、この場合、アンテナの回転部分
における可動部分と固定部分との電気的結合には導波管
が用いられており、この導波管を介してアンテナと送・
受信部間における電波の伝送が行われるようになってい
る。

第３図はこうした導波管を用いた従来のレーダアンテナ
の概略構造を示している。このレーダアンテナは、基台
をなす固定部１、回転部２、アンテナ部３によって概略
構成されている。固定部１はその中心部分に方形導波管
４が形成されたもので、この導波管４の上部には先端に
プローブ５の形成された同軸部６が設けられている。回
転部２は３個のベアリング７によって固定部１に回転自
在に支持されている。また、アンテナ部３には固定部１
と同様に方形導波管８が形成されており、このアンテナ
部３は固定部１のプローブ５が方形導波管４内に入り込
んだ状態で固定部１および回転部２に対して回転自在に
支持されチョーク結合されている。

そして、上述したレーダアンテナでは、方形導波管４
（８）に分布するＴＥ_０１モードの電磁界を一旦同軸部
６で同軸に変換した後、再度方形導波管８（４）にてＴ
Ｅ_０１モードの電磁界に変換してアンテナと送・受信部
間における電波の伝送を行っている。

また、第４図は別のレーダアンテナの概略構造を示して
いる。このレーダアンテナは上述したレーダアンテナと
はその構成が多少異なり、円形導波管９の形成された回
転部２が、方形導波管４の形成された固定部１に対して
２個のベアリング７によって回転自在に支持されている
とともに、回転部２には方形導波管８の形成されたアン
テナ部３が回転自在にチョーク結合されている。

そして、上述したレーダアンテナでは、方形導波管４
（８）に分布するＴＥ_０１モードの電磁界を一旦円形導
波管９にてＴＭ_０１モードの電磁界に変換した後、再度
方形導波管８（４）にてＴＥモードの電磁界に変換して
アンテナと送・受信部間における電波の伝送を行ってい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ところが、前述した第３図に示すレーダアンテナでは、
ベアリング７による結合部分が多いため構造が複雑とな
るという欠点があった。また、アンテナ部３の方形導波
管８はこの方形導波管８内に入り込んだ状態で設けられ
た固定部１のプローブ５によって結合されているため、
方形導波管８へのプローブ５の入り具合、プローブ５の
傾斜の度合、固定部１と回転部２のガタツキ具合によっ
て導波管内部の定在波の変化するという問題点があっ
た。

また、第４図に示すレーダアンテナでは、方形導波管８
の形成されたアンテナ部３の一端が回転部２にチョーク
結合されており、アンテナ部３の方形導波管８は図中一
点鎖線で示す回転中心軸に対して非対称な構造なので、
ＴＥ_０１モードの電磁界がＴＭ_０１モードの電磁界にす
べて変換されずその一部がＴＥ_０１モードのまま円形導
波管９の方へに導かれてしまい、アンテナ部３の回転角
度によって定在波が変化するという欠点があった。この
ため、方形導波管４、８と円形導波管９との間に第５図
に示すようなＴＭ_０１円形モードのモードフィルタ１０
を取付る必要があった。

ところが、導体によって形成されたモードフィルタ１０
を導波管４、８に対して正確に位置決め固定しようとす
る場合、取付けに余分なスペースを要するとともに、そ
の固定方法が難しいという問題点があった。

そこで、本考案は上述した問題点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、アンテナの回転による定在波の
変動が少く、簡素な構造で安価に製造できるアンテナの
回転軸構造を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するため本考案によるアンテナの回転軸
構造は、基台をなす固定部１１および該固定部１１に対
して回転自在に支持されるアンテナ部１３の各々に設け
られた一対のＴＥ_０１モードの方形導波管１５，２７
と、前記一対の方形導波管１５，２７の間に設けられるＴＭ
_０１モードの円形導波管２２を有し、前記アンテナ部１
３とともに前記固定部に対し回転自在な回転部１２と、前記方形導波管１５，２７から少なくとも１／４波長以
上の電気長に相当する長さＬ１，Ｌ２を有し、互いに前
記円形導波管２２の内方向に向けて同軸状に対向配置さ
れ、前記一方の方形導波管１５（あるいは２７）より伝
送される電波を前記円形導波管２２を介して他方の方形
導波管２７（あるいは１５）に導く一対の同軸部１７，
２５と、前記一対の同軸部１７，２５にそれぞれ対応して設けら
れ、かつ互いが前記円形導波管２２の内方向に向けて対
向する略テーパー面状に形成されることにより、前記Ｔ
Ｅ_０１モードの方形導波管１５と前記ＴＭ_０１モードの
円形導波管２２との間を前記同軸部１７，２５を介して
徐々にモード変換する変換部２０とを備えたことを特徴
としている。

［作用］固定部１１に設けられた方形導波管１５より伝送された
ＴＥ_０１モードの電波は、略テーパー面状の変換部２０
により一方の同軸部１７を介して徐々にモード変換され
て回転部１２のＴＭ_０１モード円形導波管２２に導かれ
る。

ＴＭ_０１モードの円形導波管２２とアンテナ部１３のＴ
Ｅ_０１モードの方形導波管２７との間にも同様に同軸部
２４，変換部２０が設けられており、徐々にモード変換
されて方形導波管２７に伝送され、アンテナと送・受信
部間における電波の伝送が行われる。

ここで回転部１２はアンテナ部１３とともに固定部１１
に対し回転自在であるとともに、同軸部１７，２４は互
いに方形導波管１５，２７から円形導波管２２の内方向
に同軸状に設けられており、アンテナ部１３の回転で定
在波が変動することがない。

［実施例］第１図は本考案によるアンテナの回転軸構造の一実施例
を示し、レーダアンテナの概略構造を示す図である。な
お、この図では回転可能な部分にのみハッチングを施し
ている。

この実施例によるレーダアンテナは、固定部１１、回転
部１２、アンテナ部１３によって概略構成されており、
各部１１、１２、１３に形成された導波管および同軸を
介してアンテナと送・受信部間における電波の伝送が行
われ、アンテナを回転制御して目標となる物標の方向に
向け、物標への電波の照射あるいは物標からの電波の受
信を行い物標の位置を感知している。

固定部１１はレーダアンテナの基台をなし、略凹状に形
成されており、その中心の突出部分１４の中央下部に方
形導波管１５が形成されている。この方形導波管１５は
図示しない送・受信部に接続されており、方形導波管１
５を通じて電波の送・受が行われる。また、方形導波管
１５の上方には、その先端にプローブ１６を備えた同軸
部１７が傾斜面１８を介して設けられている。この同軸
部１７は最低１／４波長の電気長に相当する長さ（図中
Ｌ_１）に形成されており、方形導波管１５と後述する円
形導波管２２との間においてその導波管モードが直接相
互に伝送されないようになっている。また、これによっ
て特に円形導波管２２内でＴＥ_１１モードが発生しにく
くなっている。

ところで、方形導波管１５の上部には小径部１９を経て
突出部分１４の上部内面に変換部２０としてのテーパ面
が形成されている。このテーパ面をなす変換部２０は、
方形導波管１５と後述する回転部１２に形成された円形
導波管２２との間におけるモード変換をスムーズに行う
ものである。

回転部１２は固定部１１に対し、その下端部分が固定部
１１の突出部分１４を覆うようにして２個のベアリング
２１によって回転自在に支持されており、回転部１２の
中央で固定部１１の同軸部１７上方には、円形導波管２
２が形成されている。また、回転部１２の中央で円形導
波管２２の上方には、固定部１１の傾斜面１８と同様の
傾斜面２３が形成されており、この傾斜面２３には先端
にプローブ２４を備えた同軸部２５が、固定部１１の同
軸部１７に対向して設けられている。すなわち、同軸部
１７，２５は互いに円形導波管２２の内方向に向けて対
向配置されることになる。従って、固定部１１に対して
回転部１２やアンテナ部１３が回転しても、この回転動
作によって同軸部１７，２５の相対位置は変わらないの
で、従来のようにプローブの傾斜の度合に応じて定在波
が変動するようなことはない。

ここで、同軸部２５も前述した同軸部１７と同様に最低
１／４波長の電気長に相当する長さ（図中Ｌ_２）に形成
されており、円形導波管２２と後述する方形導波管２７
との間においてその導波管のモードが直接相互に伝送さ
れないようにしている。

さらに、円形導波管２２上部と後述するアンテナ部１３
の方形導波管２７との間には、固定部１１の変換部２０
をなすテーパ面と対向して同様の変換部２０をなすテー
パ面が小径部２６を介して形成されており、円形導波管
２２と後述する方形導波管２７との間におけるモード変
換をスムーズに行っている。

ここに、上述した固定部１１並びに回転部１２に形成さ
れる導波管１５，２２および同軸１７，２５は、中心よ
り互いに向き合って同一直線上に配置された対称構造と
なっている。

アンテナ部１３は回転部１２に対して回転自在にチョー
ク結合により支持されている。また、このアンテナ部１
３には、傾斜面２３を介して回転部１２の同軸部に結合
される方形導波管２７が形成されている。さらに、この
方形導波管２７は図示しないアンテナに接続されてお
り、方形導波管２７とアンテナ間において電波の送受が
行われるようになっている。

以上説明した構成において、図示しない送・受信部より
固定部１１の方形導波管１５に対して電波が伝送される
と、このＴＥ_０１モードの電磁界分布を示す電波は、固
定部１１の傾斜面１８を介して同軸部１７により同軸に
変換された後、変換部２０をなすテーパ面にて円形導波
管２２へ徐々に伝送され、ＴＭ_０１モードの電磁界に変
換される。そして、再び変換部２０をなすテーパ面によ
って徐々に回転部１２の同軸部２５へ同軸変換された
後、傾斜面２３を介してアンテナ部１３の方形導波管２
７へ伝送され、アンテナより目標となる物標に対して電
波が照射される。さらに、アンテナが目標となる物標よ
り反射される電波を受信したときには、上述した場合と
は逆の変換が行われる。

ところで、上述した実施例において定在波の調整は、プ
ローブ１６，２４の寸法形状またはテーパ面の傾斜角や
掘り込み深さ等を変化させることによって行われるが、
従来に比べその構造が簡単であることから無調整化を図
るためダイカスト製法等によって一括成型しても良い。

また、固定部１１と回転部１２との間のガタツキによる
定在波の変動は、回転部１２の円形導波管２２部分の定
在波を低く設定することで防ぐことができる。

さらに、上述した実施例では、同軸部１７，２５が最低
１／４波長の電気長に相当する長さに形成され、導波管
間においてその導波管のモードが直接相互に伝送されな
いようになっており、特にＴＥ_１１モードの発生を防い
でいるので、従来のようにモードフィルタを用いなくて
も良い。

次に、第２図は他の実施例によるレーダアンテナの概略
構造を示す図である。

なお、この実施例において上述したアンテナと同一の構
成要素には同一番号を符し、その説明を省略する。

このレーダアンテナは、上述したアンテナにおいて回転
部１２側に設けられた同軸部２５が、プローブ２４を円
形導波管２２の内方向に向けた状態でアンテナ部１３側
に設けられており、その他の構造は略同一であり、この
場合にも上述したアンテナと同様の効果が得られる。

ところで、上述した実施例では、円形導波管２２と方形
導波管１５，２７との間におけるモード変換をスムーズ
に行うために形成された変換部２０が、テーパ面となっ
ているが、これに限ることなくテーパ面を階段状に形成
させても良い。

［考案の効果］以上説明したように本考案によるアンテナの回転軸構造
によれば、同軸部は、ＴＥ_０１モードの方形導波管から
ＴＭ_０１モードの円形導波管の内方向に向けて突出して
設けられているので、同軸部の傾斜の度合いに応じてモ
ード変換時における定在波が変動するようなことはな
い。

また、方形導波管が設けられる固定部およびアンテナ部
に対し、円形導波管が設けられた回転部はアンテナ部と
ともに固定部に対し回転自在に構成されており、ダイカ
スト製法による一括成形で無調整化が行えるので、安価
なレーダアンテナを製作することができる。

さらに、ＴＥ_０１モードの方形導波管とＴＭ_０１モード
の円形導波管との間におけるモード変換を略テーパー面
状の変換部により同軸部を介して徐々に行いモード変換
を完全に行えるとともに、同軸部は少なくとも１／４波
長の電気長に相当する長さに形成されているため、導波
管間においてその導波管のモードが直接相互に伝送され
ないようになっているとともに、特にＴＥ_１１モードの
発生を防いでおり、従来のようなモードフィルタを必要
とせず構造を簡単化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるアンテナの回転軸構造の一実施例
を示し、レーダアンテナの概略構造を示す図、第２図は
他の実施例によるレーダアンテナの概略構造を示す図、
第３図は従来のレーダアンテナの概略構造を示す図、第
４図は従来の別のレーダアンテナの概略構造を示す図、
第５図は第４図のレーダアンテナに用いられるモードフ
ィルタの一例についての平面図である。１１…固定部、１２…回転部、１３…アンテナ部、１
５，２７…方形導波管、１７，２５…同軸部、２０…変
換部、２２…円形導波管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基台をなす固定部（１１）および該固定部
（１１）に対して回転自在に支持されるアンテナ部（１
３）の各々に設けられた一対のＴＥ_０１モードの方形導
波管（１５），（２７）と、前記一対の方形導波管（１５），（２７）の間に設けら
れるＴＥ_０１モードの円形導波管（２２）を有し、前記
アンテナ部（１３）とともに前記固定部に対し回転自在
な回転部（１２）と、前記方形導波管（１５），（２７）から少なくとも１／
４波長以上の電気長に相当する長さ（Ｌ１），（Ｌ２）
を有し、互いに前記円形導波管（２２）の内方向に向け
て同軸状に対向配置され、前記一方の方形導波管（１
５）より伝送される電波を前記円形導波管（２２）を介
して他方の方形導波管（２７）に導く一対の同軸部（１
７），（２５）と、前記一対の同軸部（１７），（２５）にそれぞれ対応し
て設けられ、かつ互いが前記円形導波管（２２）の内方
向に向けて対向する略テーパー面状に形成されることに
より、前記ＴＥ_０１モードの方形導波管（１５）と前記
ＴＥ_０１モードの円形導波管（２２）との間を前記同軸
部（１７），（２５）を介して徐々にモード変換する変
換部（２０）とを備えたことを特徴とするアンテナの回
転軸構造。