JPH0795652B2 - ホーンアンテナ - Google Patents
ホーンアンテナInfo
- Publication number
- JPH0795652B2 JPH0795652B2 JP9249789A JP9249789A JPH0795652B2 JP H0795652 B2 JPH0795652 B2 JP H0795652B2 JP 9249789 A JP9249789 A JP 9249789A JP 9249789 A JP9249789 A JP 9249789A JP H0795652 B2 JPH0795652 B2 JP H0795652B2
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- horn antenna
- antenna
- horn
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マイクロ波帯パラボラアンテナなどに使用さ
れるホーンアンテナに関する。
れるホーンアンテナに関する。
［従来の技術］ マイクロ波帯パラボラアンテナなどの一次放射器として
ホーンアンテナが広く一般に用いられる。円錐形ホーン
アンテナは円形導波管の基本モードであるTE11モード波
等で励振される。この場合、Ｅ面のビーム幅がＨ面のビ
ーム幅よりも狭く、かつ、Ｅ面のサイドローブよりも高
くなる。また、45°面内の交差偏波レベルも高く、円偏
波の場合には正面方向からずれると楕円偏波率が高くな
ってしまう。
ホーンアンテナが広く一般に用いられる。円錐形ホーン
アンテナは円形導波管の基本モードであるTE11モード波
等で励振される。この場合、Ｅ面のビーム幅がＨ面のビ
ーム幅よりも狭く、かつ、Ｅ面のサイドローブよりも高
くなる。また、45°面内の交差偏波レベルも高く、円偏
波の場合には正面方向からずれると楕円偏波率が高くな
ってしまう。
このような不都合な点を解決するために、複モードホー
ンアンテナや、例えばコルゲートホーンアンテナなどの
ハイブリッドモードホーンアンテナが用いられていた。
ンアンテナや、例えばコルゲートホーンアンテナなどの
ハイブリッドモードホーンアンテナが用いられていた。
［発明が解決しようとする課題］ しかして、従来の複モードホーンアンテナは円形導波管
の基本モードであるTE11モード波と高次モードの一つで
あるTM11モード波とをその開口面で同相となるように合
成するもので、円形導波管内にステップ状の不連続部を
設けたものや、ホーン内壁に誘電体スリーブを装荷する
もの、複数のフレアを用いたもの、アイリスとフレアと
を用いたもの等、多くの種類のものが提案されている
が、いずれも加工する手間を要し、安定性に欠けるなど
の問題があった。
の基本モードであるTE11モード波と高次モードの一つで
あるTM11モード波とをその開口面で同相となるように合
成するもので、円形導波管内にステップ状の不連続部を
設けたものや、ホーン内壁に誘電体スリーブを装荷する
もの、複数のフレアを用いたもの、アイリスとフレアと
を用いたもの等、多くの種類のものが提案されている
が、いずれも加工する手間を要し、安定性に欠けるなど
の問題があった。
一方、コルゲートホーンアンテナは円形導波管内壁に櫛
の歯状の薄いフィンを設け、ハイブリッドモードの一つ
であるEH11モード波を伝搬させるもので、コルゲート導
波管内の歯の高さが約λ/4（λ＝波長）となるときに軸
対称ビームと交差偏波特性が良好となるが、アンテナ構
造が複雑となり、コストの高いものとなってしまう。
の歯状の薄いフィンを設け、ハイブリッドモードの一つ
であるEH11モード波を伝搬させるもので、コルゲート導
波管内の歯の高さが約λ/4（λ＝波長）となるときに軸
対称ビームと交差偏波特性が良好となるが、アンテナ構
造が複雑となり、コストの高いものとなってしまう。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、構
造を充分簡単なものとしながら、アンテナ特性の良好な
ホーンアンテナを提供することを目的とする。
造を充分簡単なものとしながら、アンテナ特性の良好な
ホーンアンテナを提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ EH11モード波の開口面電解分布は半径方向にほぼガウス
分布になると共に、周回方向に変化のない軸対称の形と
なる。すなわち、コルゲートホーンでは内径でのＥθ,H
θの分布が対称となっている。誘電体被膜を装荷した導
波管では導波管の内壁（ｒ＝ｂ）で電界の接線成分
Ｅθ，EZは０であるが、Ｈθ，HZは存在している。
分布になると共に、周回方向に変化のない軸対称の形と
なる。すなわち、コルゲートホーンでは内径でのＥθ,H
θの分布が対称となっている。誘電体被膜を装荷した導
波管では導波管の内壁（ｒ＝ｂ）で電界の接線成分
Ｅθ，EZは０であるが、Ｈθ，HZは存在している。
第５図は通常のホーンアンテナの特性を示すもので、導
波管内壁になんら特殊処理を施さない「ｒ＝ｂ」の状態
の通常のホーンアンテナでは、図示の如く「Y/b＝1.0」
で「Ｅθ＝０」となり、Ｈθと対称とはならない。そこ
で、コルゲートホーンのようにＥθ,Hθの分布を対称と
するためには、ＥθをＨθと同レベルまで引上げるか、
あるいはＨθをＥθと同レベルまで引下げることが考え
られる。
波管内壁になんら特殊処理を施さない「ｒ＝ｂ」の状態
の通常のホーンアンテナでは、図示の如く「Y/b＝1.0」
で「Ｅθ＝０」となり、Ｈθと対称とはならない。そこ
で、コルゲートホーンのようにＥθ,Hθの分布を対称と
するためには、ＥθをＨθと同レベルまで引上げるか、
あるいはＨθをＥθと同レベルまで引下げることが考え
られる。
第６図は導波管管壁で発生する電界Ｅθの概念を示すも
のである。同図に示すように導波管の管壁にHZが存在す
ると電流密度Ｊが発生し、周方向に流れる。管壁が完全
導体（Ｒ＝０）であれば「Ｅθ＝０」であるが、管壁に
抵抗膜を形成するとそこに電位差を生じ、周方向に電界
Ｅθを誘起させることとなる。
のである。同図に示すように導波管の管壁にHZが存在す
ると電流密度Ｊが発生し、周方向に流れる。管壁が完全
導体（Ｒ＝０）であれば「Ｅθ＝０」であるが、管壁に
抵抗膜を形成するとそこに電位差を生じ、周方向に電界
Ｅθを誘起させることとなる。
本発明はこの点を利用し、導体にて構成されたアンテナ
内壁に抵抗体膜を介在して誘電体膜を形成し、導波管管
壁に電界Ｅθを誘起させてＥθとＨθの分布を対称とす
るようにしたものである。
内壁に抵抗体膜を介在して誘電体膜を形成し、導波管管
壁に電界Ｅθを誘起させてＥθとＨθの分布を対称とす
るようにしたものである。
［作用］ 上記のようにすれば、複雑な構造とすることなく軸対称
ビームと良好な交差偏波特性を有するホーンアンテナを
得ることができる。
ビームと良好な交差偏波特性を有するホーンアンテナを
得ることができる。
［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は一実施例の構造を示すものであり、第１図
（Ａ）が軸方向の断面を、第１図（Ｂ）が同図（Ａ）の
Ｉ−Ｉ線に沿った開口断面を示す。図中、11は導体で構
成された円錐形ホーンアンテナ、12は円錐形ホーンアン
テナ11の内壁全面に装着される抵抗体膜、13は抵抗体膜
12を介在してやはり円錐形ホーンアンテナ11の内壁全面
に装着される誘電体膜である。
（Ａ）が軸方向の断面を、第１図（Ｂ）が同図（Ａ）の
Ｉ−Ｉ線に沿った開口断面を示す。図中、11は導体で構
成された円錐形ホーンアンテナ、12は円錐形ホーンアン
テナ11の内壁全面に装着される抵抗体膜、13は抵抗体膜
12を介在してやはり円錐形ホーンアンテナ11の内壁全面
に装着される誘電体膜である。
このような構造とすることにより、円錐形ホーンアンテ
ナ11の管壁上での電界の接線成分Ｅθ，EZは０である
が、Ｈθ，HZは存在するようになる。このHZが存在する
と円錐形ホーンアンテナ11の開口部に周方向に電流が流
れる。このとき、円錐形ホーンアンテナ11には上記した
如く抵抗体膜12が設けられているため、電位差を生じ、
周方向の電界Ｅθを誘起する。したがって、抵抗体膜12
の膜厚を適宜選択し、その抵抗値を設定することによ
り、「Ｅθ≒Ｈθ」とすることができる。これにより、
導波管内のTEモードとTMモードとは振幅が同じで対称と
なり、Ｅ面及びＨ面のビーム幅を等しくし、円偏波発生
器を付加することにより交差偏波特性を著しく向上させ
ることができる。
ナ11の管壁上での電界の接線成分Ｅθ，EZは０である
が、Ｈθ，HZは存在するようになる。このHZが存在する
と円錐形ホーンアンテナ11の開口部に周方向に電流が流
れる。このとき、円錐形ホーンアンテナ11には上記した
如く抵抗体膜12が設けられているため、電位差を生じ、
周方向の電界Ｅθを誘起する。したがって、抵抗体膜12
の膜厚を適宜選択し、その抵抗値を設定することによ
り、「Ｅθ≒Ｈθ」とすることができる。これにより、
導波管内のTEモードとTMモードとは振幅が同じで対称と
なり、Ｅ面及びＨ面のビーム幅を等しくし、円偏波発生
器を付加することにより交差偏波特性を著しく向上させ
ることができる。
また、誘電体膜13はその厚さを変えることにより表面イ
ンピーダンスを変化させ、HZの大きさを制御することが
できるものである。
ンピーダンスを変化させ、HZの大きさを制御することが
できるものである。
第２図は上記一実施例の指向特性を示すものである。周
波数12GHz、円錐形ホーンアンテナ11の開口部内径75m
m、抵抗体膜12はフェライト系で膜厚1mm、誘電体膜13は
ポリエチレンで膜厚3mmとし、Ｚ方向を正面、指向性角
度０°とする。相対電界強度を測定したところ、同図に
示すようにＥ面とＨ面の指向性はほとんど対称の形とな
る。これは、抵抗体膜12、誘電体膜13を装着しない円錐
形ホーンアンテナ11のみの場合と比較して、±50°内の
範囲で数dBの改善がはかられたことになる。
波数12GHz、円錐形ホーンアンテナ11の開口部内径75m
m、抵抗体膜12はフェライト系で膜厚1mm、誘電体膜13は
ポリエチレンで膜厚3mmとし、Ｚ方向を正面、指向性角
度０°とする。相対電界強度を測定したところ、同図に
示すようにＥ面とＨ面の指向性はほとんど対称の形とな
る。これは、抵抗体膜12、誘電体膜13を装着しない円錐
形ホーンアンテナ11のみの場合と比較して、±50°内の
範囲で数dBの改善がはかられたことになる。
続く第３図は他の実施例の構造を示すものであり、第３
図（Ａ）が軸方向の断面を、第３図（Ｂ）が同図（Ａ）
のIII−III線に沿った開口断面を示す。図中、21は導体
で構成された角錐形ホーンアンテナ、22は角錐形ホーン
アンテナ21の内壁の相対する一対の対面に装着される抵
抗体膜、23は抵抗体膜22を介在してやはり角錐形ホーン
アンテナ21の内壁の相対する一対の対面に装着される誘
電体膜である。
図（Ａ）が軸方向の断面を、第３図（Ｂ）が同図（Ａ）
のIII−III線に沿った開口断面を示す。図中、21は導体
で構成された角錐形ホーンアンテナ、22は角錐形ホーン
アンテナ21の内壁の相対する一対の対面に装着される抵
抗体膜、23は抵抗体膜22を介在してやはり角錐形ホーン
アンテナ21の内壁の相対する一対の対面に装着される誘
電体膜である。
このような構造とすることにより、角錐形ホーンアンテ
ナ21の管壁上での電界の接線成分EX，EZは０であるが、
EX，EZは存在するようになる。このHZが存在すると角錐
形ホーンアンテナ21の開口部に周方向に電流が流れる。
このとき、角錐形ホーンアンテナ21には上記した如く抵
抗体膜22が設けられているため、電位差を生じ、周方向
の電界EXを誘起する。したがって、抵抗体膜22の膜厚を
適宜選択し、その抵抗値を設定することにより、「EX≒
HX」とすることができる。これにより、導波管内のTEモ
ードとTMモードとは振幅が同じで対称となり、Ｅ面及び
Ｈ面のビーム幅を等しくする。したがって、第３図
（Ａ）の右側より円偏波発生器により、EX＝HXの電界を
発生させることにより、ホーンアンテナは円偏波で励振
され、交差偏波特性の良好な電波を放射することができ
る。
ナ21の管壁上での電界の接線成分EX，EZは０であるが、
EX，EZは存在するようになる。このHZが存在すると角錐
形ホーンアンテナ21の開口部に周方向に電流が流れる。
このとき、角錐形ホーンアンテナ21には上記した如く抵
抗体膜22が設けられているため、電位差を生じ、周方向
の電界EXを誘起する。したがって、抵抗体膜22の膜厚を
適宜選択し、その抵抗値を設定することにより、「EX≒
HX」とすることができる。これにより、導波管内のTEモ
ードとTMモードとは振幅が同じで対称となり、Ｅ面及び
Ｈ面のビーム幅を等しくする。したがって、第３図
（Ａ）の右側より円偏波発生器により、EX＝HXの電界を
発生させることにより、ホーンアンテナは円偏波で励振
され、交差偏波特性の良好な電波を放射することができ
る。
尚、ここではホーンアンテナとして角錐形ホーンアンテ
ナ21を用いたが、扇型ホーンアンテナでもその効果は全
く同様であるので、その説明は省略する。
ナ21を用いたが、扇型ホーンアンテナでもその効果は全
く同様であるので、その説明は省略する。
次の第４図もやはり他の実施例の構造を示すものであ
り、第４図（Ａ）が軸方向の断面を、第４図（Ｂ）が同
図（Ａ）のIV−IV線に沿った開口断面を示す。図中、31
は導体で構成された円錐形ホーンアンテナ、32は円錐形
ホーンアンテナ31の内壁に相対するように装着された一
対の抵抗体膜、33は抵抗体膜32を介在してやはり円錐形
ホーンアンテナ31の内壁に相対するように装着された一
対の誘電体膜である。
り、第４図（Ａ）が軸方向の断面を、第４図（Ｂ）が同
図（Ａ）のIV−IV線に沿った開口断面を示す。図中、31
は導体で構成された円錐形ホーンアンテナ、32は円錐形
ホーンアンテナ31の内壁に相対するように装着された一
対の抵抗体膜、33は抵抗体膜32を介在してやはり円錐形
ホーンアンテナ31の内壁に相対するように装着された一
対の誘電体膜である。
このような構造とすることにより、円錐形ホーンアンテ
ナ31の管壁上での電界の接線成分EX，EZは０であるが、
HX，HZは存在するようになる。このHZが存在すると円錐
形ホーンアンテナ31の開口部に周方向に電流が流れる。
このとき、円錐形ホーンアンテナ31には上記した如く抵
抗体膜32が設けられているため、電位差を生じ、周方向
の電界EXを誘起する。したがって、抵抗体膜32の膜厚を
適宜選択し、その抵抗値を設定して、例えばTE11モード
で給電することにより、「EX≒HX」とすることができ
る。
ナ31の管壁上での電界の接線成分EX，EZは０であるが、
HX，HZは存在するようになる。このHZが存在すると円錐
形ホーンアンテナ31の開口部に周方向に電流が流れる。
このとき、円錐形ホーンアンテナ31には上記した如く抵
抗体膜32が設けられているため、電位差を生じ、周方向
の電界EXを誘起する。したがって、抵抗体膜32の膜厚を
適宜選択し、その抵抗値を設定して、例えばTE11モード
で給電することにより、「EX≒HX」とすることができ
る。
このホーンアンテナにコルゲートホーンアンテナなどの
他のアンテナを接続し、対称なモードの発生器として使
用することも考えられる。
他のアンテナを接続し、対称なモードの発生器として使
用することも考えられる。
［発明の効果］ 以上詳記した如く本発明によれば、導体にて構成された
アンテナ内壁に抵抗体膜を介在して誘電体膜を形成した
ので、構造を充分簡単なものとしながら、広い周波数帯
域にわたって軸対称のビームと良好な交差偏波特性を有
し、衛星通信や衛星放送に用いられる直線偏波または円
偏波の二つの直交する偏波を用いた周波数再利用技術と
して大きい効果を得ることが可能なホーンアンテナを提
供することができる。
アンテナ内壁に抵抗体膜を介在して誘電体膜を形成した
ので、構造を充分簡単なものとしながら、広い周波数帯
域にわたって軸対称のビームと良好な交差偏波特性を有
し、衛星通信や衛星放送に用いられる直線偏波または円
偏波の二つの直交する偏波を用いた周波数再利用技術と
して大きい効果を得ることが可能なホーンアンテナを提
供することができる。
第１図（Ａ）は本発明の一実施例の構造を示す断面図、
第１図（Ｂ）は同図（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿った開口断面
図、第２図は第１頭のホーンアンテナの指向性特性図、
第３図（Ａ）は本発明の他の実施例の構造を示す断面
図、第３図（Ｂ）は同図（Ａ）のIII−III線に沿った開
口断面図、第４図（Ａ）は本発明の他の実施例の構造を
示す断面図、第４図（Ｂ）は同図（Ａ）のIV−IV線に沿
った開口断面図、第５図及び第６図は本発明の概念を示
すための図である。 11,31…円錐形ホーンアンテナ、12,22,32…抵抗体膜、1
3,23,33…誘電体膜、21…角錐形ホーンアンテナ。
第１図（Ｂ）は同図（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿った開口断面
図、第２図は第１頭のホーンアンテナの指向性特性図、
第３図（Ａ）は本発明の他の実施例の構造を示す断面
図、第３図（Ｂ）は同図（Ａ）のIII−III線に沿った開
口断面図、第４図（Ａ）は本発明の他の実施例の構造を
示す断面図、第４図（Ｂ）は同図（Ａ）のIV−IV線に沿
った開口断面図、第５図及び第６図は本発明の概念を示
すための図である。 11,31…円錐形ホーンアンテナ、12,22,32…抵抗体膜、1
3,23,33…誘電体膜、21…角錐形ホーンアンテナ。
Claims (4)
- 【請求項１】導体にて構成されたホーン形アンテナ内壁
に抵抗体膜を介在して誘電体膜を形成し、電界の接線成
分（Ｅθ）と磁界の接線成分（Ｈθ）が略等しくなるよ
うに、前記抵抗体膜の抵抗値及び寸法、並びに前記誘電
体膜の誘電率及び寸法を定めたことを特徴とするホーン
アンテナ。 - 【請求項２】前記ホーンアンテナは円錐形ホーンアンテ
ナからなり、前記抵抗体膜を介在した誘電体膜はアンテ
ナ内壁全面に形成されたことを特徴とする請求項（１）
記載のホーンアンテナ。 - 【請求項３】前記ホーンアンテナは四角錐形ホーンアン
テナからなり、前記抵抗体膜を介在した誘電体膜はアン
テナ内壁の相対する面に形成されたことを特徴とする請
求項（１）記載のホーンアンテナ。 - 【請求項４】前記ホーンアンテナは円錐形ホーンアンテ
ナからなり、前記抵抗体膜を介在した誘電体膜はアンテ
ナ内壁の相対する面に形成されたことを特徴とする請求
項（１）記載のホーンアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9249789A JPH0795652B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | ホーンアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9249789A JPH0795652B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | ホーンアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271702A JPH02271702A (ja) | 1990-11-06 |
| JPH0795652B2 true JPH0795652B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=14055940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9249789A Expired - Fee Related JPH0795652B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | ホーンアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795652B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04263501A (ja) * | 1991-02-19 | 1992-09-18 | Nec Corp | アンテナ給電装置 |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP9249789A patent/JPH0795652B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02271702A (ja) | 1990-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |