JPH0818326A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JPH0818326A JPH0818326A JP6168591A JP16859194A JPH0818326A JP H0818326 A JPH0818326 A JP H0818326A JP 6168591 A JP6168591 A JP 6168591A JP 16859194 A JP16859194 A JP 16859194A JP H0818326 A JPH0818326 A JP H0818326A
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- Japan
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- aperture
- antenna
- diamond
- horn
- elliptical
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
- H01Q13/0208—Corrugated horns
- H01Q13/0225—Corrugated horns of non-circular cross-section
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- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】設計容易かつ構造簡単な楕円ビームのアンテナ
装置を提供する。 【構成】励振偏波に係わらず、ほぼ一定の大きさの楕円
ビームをつくるため、ホーンアンテナまたは空間に電波
を放射することを目的とした導波構造物において、開口
形状を従来の円形、楕円形、正方形あるいは矩形から菱
形に変形し、かつ対角線方向に電波を励振することを特
徴とする構成を有している。
装置を提供する。 【構成】励振偏波に係わらず、ほぼ一定の大きさの楕円
ビームをつくるため、ホーンアンテナまたは空間に電波
を放射することを目的とした導波構造物において、開口
形状を従来の円形、楕円形、正方形あるいは矩形から菱
形に変形し、かつ対角線方向に電波を励振することを特
徴とする構成を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種レーダー、衛星通
信、衛星放送および地上無線通信に使用される楕円ビー
ムアンテナに関するものである。
信、衛星放送および地上無線通信に使用される楕円ビー
ムアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーダーや衛星通信、衛星放送などの分
野では、次の様な効果を得るために楕円ビームを放射す
るアンテナがしばしば用いられている。まず、レーダー
の場合、走査方向の角度分解能を上げるため、この方向
のビーム幅をこれと直交する方向のビーム幅よりも、細
くしている。直交方向では、遠近の距離効果を補償する
ため、パターンの裾の方向のレベルをわずかに持ち上げ
たコセカントビームが用いられる場合もある。次に衛星
通信や衛星放送における衛星搭載用アンテナでは、円形
ビームよりも高効率でサービスエリアを照射するため、
楕円ビームが用いられる場合がある。また地球局アンテ
ナの場合、隣接衛星との干渉量を少なくするため、楕円
ビームの短軸を静止衛星軌道方向に向け、この方向のサ
イドローブを円形ビームにおけるレベルよりも低くする
ことが行われている。この場合、摂動による衛星位置の
日変化の方向に対するアンテナの追尾を省略することも
ある。
野では、次の様な効果を得るために楕円ビームを放射す
るアンテナがしばしば用いられている。まず、レーダー
の場合、走査方向の角度分解能を上げるため、この方向
のビーム幅をこれと直交する方向のビーム幅よりも、細
くしている。直交方向では、遠近の距離効果を補償する
ため、パターンの裾の方向のレベルをわずかに持ち上げ
たコセカントビームが用いられる場合もある。次に衛星
通信や衛星放送における衛星搭載用アンテナでは、円形
ビームよりも高効率でサービスエリアを照射するため、
楕円ビームが用いられる場合がある。また地球局アンテ
ナの場合、隣接衛星との干渉量を少なくするため、楕円
ビームの短軸を静止衛星軌道方向に向け、この方向のサ
イドローブを円形ビームにおけるレベルよりも低くする
ことが行われている。この場合、摂動による衛星位置の
日変化の方向に対するアンテナの追尾を省略することも
ある。
【０００３】さて、通常の矩形開口ホーンや円形開口ホ
ーンあるいは楕円開口ホーンだけでは、効率の良い楕円
ビームを生成することはできない。図７はこれ示すもの
で、方形開口ホーンや円形ホーンにおけるように励振偏
波によって楕円ビームの長・短の軸方向が入れ替わって
いる。また、楕円ホーンにした場合においても、偏平度
が励振偏波によって違い、一方の偏波では楕円ビームで
も他方の偏波では円形ビームとなる場合がある。これら
は、楕円状のサービスエリアまたは楕円状の反射鏡を照
射する場合、溢出が生じるため、アンテナ利得の点で非
能率的となるばかりでなく、溢出した電波によるサイド
ローブ特性の劣化が、他システムとの与干渉／被干渉を
増大させることになる。レーダーなどで使用される円偏
波は、前記水平偏波・垂直偏波の合成によって得られる
ため、円偏波励振においても、効率的楕円ビームが得ら
れないばかりでなく、サイドローブによる虚像（ゴース
ト）の発生や、分解能の低下などをきたすことがある。
即ち、楕円ビームは、楕円状の開口を持つ反射鏡を、楕
円ビームを放射する給電系で照射することによっての
み、効率良く生成することができる。このため従来、楕
円状の反射鏡と （１）導波管などのアレイ（図８） （２）コルゲート円錐ホーンと修整副反射鏡（図９） （３）楕円コルゲートホーン（図１０） など、種々の工夫された給電系が用いられている。
（１）は主としてレーダーの分野で、和パターンだけで
なく差パターンを生成する場合に、実施されている。
（２）は小型地球局アンテナ、（３）は、衛星搭載アン
テナなどでそれぞれ具現化されている。
ーンあるいは楕円開口ホーンだけでは、効率の良い楕円
ビームを生成することはできない。図７はこれ示すもの
で、方形開口ホーンや円形ホーンにおけるように励振偏
波によって楕円ビームの長・短の軸方向が入れ替わって
いる。また、楕円ホーンにした場合においても、偏平度
が励振偏波によって違い、一方の偏波では楕円ビームで
も他方の偏波では円形ビームとなる場合がある。これら
は、楕円状のサービスエリアまたは楕円状の反射鏡を照
射する場合、溢出が生じるため、アンテナ利得の点で非
能率的となるばかりでなく、溢出した電波によるサイド
ローブ特性の劣化が、他システムとの与干渉／被干渉を
増大させることになる。レーダーなどで使用される円偏
波は、前記水平偏波・垂直偏波の合成によって得られる
ため、円偏波励振においても、効率的楕円ビームが得ら
れないばかりでなく、サイドローブによる虚像（ゴース
ト）の発生や、分解能の低下などをきたすことがある。
即ち、楕円ビームは、楕円状の開口を持つ反射鏡を、楕
円ビームを放射する給電系で照射することによっての
み、効率良く生成することができる。このため従来、楕
円状の反射鏡と （１）導波管などのアレイ（図８） （２）コルゲート円錐ホーンと修整副反射鏡（図９） （３）楕円コルゲートホーン（図１０） など、種々の工夫された給電系が用いられている。
（１）は主としてレーダーの分野で、和パターンだけで
なく差パターンを生成する場合に、実施されている。
（２）は小型地球局アンテナ、（３）は、衛星搭載アン
テナなどでそれぞれ具現化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術（１）〜
（３）では、何れも複雑かつ高度な設計／製造技術を駆
使して初めてそれぞれの目的が達成される。即ち（１）
による楕円ビームは、ホーンサイズとホーン数との兼ね
合い、給電回路の分波（合波）精度などの条件を考慮し
設計／製造する必要がある。また、（２）および（３）
のコルゲートホーンは、通常の円形開口ホーンや矩形ホ
ーンに比較して量産には適していない。楕円コルゲート
ホーンの設計／製造は、円錐コルゲートホーンより難し
い。さらに（２）の主反射鏡および副反射鏡は、それぞ
れ放物面や双曲面など２次曲面から修整する必要もあ
る。このようなことから従来技術によるアンテナは、高
価である。
（３）では、何れも複雑かつ高度な設計／製造技術を駆
使して初めてそれぞれの目的が達成される。即ち（１）
による楕円ビームは、ホーンサイズとホーン数との兼ね
合い、給電回路の分波（合波）精度などの条件を考慮し
設計／製造する必要がある。また、（２）および（３）
のコルゲートホーンは、通常の円形開口ホーンや矩形ホ
ーンに比較して量産には適していない。楕円コルゲート
ホーンの設計／製造は、円錐コルゲートホーンより難し
い。さらに（２）の主反射鏡および副反射鏡は、それぞ
れ放物面や双曲面など２次曲面から修整する必要もあ
る。このようなことから従来技術によるアンテナは、高
価である。
【０００５】本発明の目的は、設計容易かつ構造簡単な
楕円ビームのアンテナ装置を提供することにある。
楕円ビームのアンテナ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明によるアンテナ装置は、励振偏波に係わら
ず、ほぼ一定の大きさの楕円ビームをつくるため、ホー
ンアンテナまたは空間に電波を放射することを目的とし
た導波構造物において、開口形状を従来の円形、楕円
形、正方形あるいは矩形から菱形に変形し、かつ対角線
方向に電波を励振することを特徴とする構成を有してい
る。
に、本発明によるアンテナ装置は、励振偏波に係わら
ず、ほぼ一定の大きさの楕円ビームをつくるため、ホー
ンアンテナまたは空間に電波を放射することを目的とし
た導波構造物において、開口形状を従来の円形、楕円
形、正方形あるいは矩形から菱形に変形し、かつ対角線
方向に電波を励振することを特徴とする構成を有してい
る。
【０００７】
【実施例】以下、具体的な実施例によってこれを説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例であって、開口形状
（ａ）が実質的にトランプカードにおけるダイアモンド
（菱形）の形状を成し、かつ該ダイアモンドの二つの対
角線方向の一方もしくは両方向が電波の電界ベクトル方
向（偏波）となるように励振するものである。（ｂ）は
放射パターンである。今、対角線の長さが２対１のダイ
アモンド開口と長軸対短軸の比がが２対１の楕円開口の
それぞれの楕円ビームの半値幅（ー３dB）における長軸
／短軸の比を、垂直および水平の両偏波で励振した各々
の場合に比較すると、ダイアモンド開口の場合１. ６４
対１.８４、楕円開口の場合２. ３対１. ５８となる。
これから、ダイアモンド開口の方が楕円開口よりも偏波
依存性の少ない楕円ビームが得られることが分かる。
る。図１は、本発明の第１の実施例であって、開口形状
（ａ）が実質的にトランプカードにおけるダイアモンド
（菱形）の形状を成し、かつ該ダイアモンドの二つの対
角線方向の一方もしくは両方向が電波の電界ベクトル方
向（偏波）となるように励振するものである。（ｂ）は
放射パターンである。今、対角線の長さが２対１のダイ
アモンド開口と長軸対短軸の比がが２対１の楕円開口の
それぞれの楕円ビームの半値幅（ー３dB）における長軸
／短軸の比を、垂直および水平の両偏波で励振した各々
の場合に比較すると、ダイアモンド開口の場合１. ６４
対１.８４、楕円開口の場合２. ３対１. ５８となる。
これから、ダイアモンド開口の方が楕円開口よりも偏波
依存性の少ない楕円ビームが得られることが分かる。
【０００８】図２および図３は、本発明の第２、第３の
実施例であって、前記対角線に関して対称性を保ったま
ま、各辺を凹状および凸状にそれぞれ変形させた開口形
状を示すものである。こうすることによって、凹状の場
合水平方向におけるまた凸状の場合垂直方向において励
振偏波によるビーム幅の違いを極めて小さくすることが
できる。このことは図４の第４の実施例に示すように、
ダイアモンド開口の四つの角の角度のうち、大きいほう
の角度は、狭めるように、また小さい方の角度は広がる
ように、各辺を変形した場合、第一の実施例よりも楕円
ビームの違いを一層小さくすることが可能であることを
示唆している。
実施例であって、前記対角線に関して対称性を保ったま
ま、各辺を凹状および凸状にそれぞれ変形させた開口形
状を示すものである。こうすることによって、凹状の場
合水平方向におけるまた凸状の場合垂直方向において励
振偏波によるビーム幅の違いを極めて小さくすることが
できる。このことは図４の第４の実施例に示すように、
ダイアモンド開口の四つの角の角度のうち、大きいほう
の角度は、狭めるように、また小さい方の角度は広がる
ように、各辺を変形した場合、第一の実施例よりも楕円
ビームの違いを一層小さくすることが可能であることを
示唆している。
【０００９】図５は本発明の第５の実施例で、前記アン
テナ装置がホーンアンテナを構成する場合、該ホーン１
０と、これに連結される給電用の円形開口ＯＭＴ３１ま
たは正方形開口ＯＭＴ３２との機械的接続を円滑に行う
ため、該ホーンの開口の短い対角線２ｂに対地する頂点
の高さＺｂを、実質的に長い対角線２ａに対応する頂点
の高さＺａに逆比例するより長く、すなわち、Ｚｂ≧
（ａ／ｂ）Ｚａになるように選んだアンテナ装置を示
す。
テナ装置がホーンアンテナを構成する場合、該ホーン１
０と、これに連結される給電用の円形開口ＯＭＴ３１ま
たは正方形開口ＯＭＴ３２との機械的接続を円滑に行う
ため、該ホーンの開口の短い対角線２ｂに対地する頂点
の高さＺｂを、実質的に長い対角線２ａに対応する頂点
の高さＺａに逆比例するより長く、すなわち、Ｚｂ≧
（ａ／ｂ）Ｚａになるように選んだアンテナ装置を示
す。
【００１０】図６は、本発明の第６の実施例であって、
１面の楕円状の反射鏡１と該反射鏡を励振する前記第１
もしくは第２の実施例の給電系（ホーン１０）から構成
されるアンテナにおいて、該ホーン１０の短い方の対角
線Ｂ−Ｂ’が楕円状反射鏡の長軸Ａ−Ａ’とほぼ平行と
なるように配置したアンテナ装置である。給電系は二つ
以上用いて差パターンなどを生成することができる。
１面の楕円状の反射鏡１と該反射鏡を励振する前記第１
もしくは第２の実施例の給電系（ホーン１０）から構成
されるアンテナにおいて、該ホーン１０の短い方の対角
線Ｂ−Ｂ’が楕円状反射鏡の長軸Ａ−Ａ’とほぼ平行と
なるように配置したアンテナ装置である。給電系は二つ
以上用いて差パターンなどを生成することができる。
【００１１】以上は、直線偏波で励振した場合について
実施例を説明したが、円偏波励振の場合はダイアモンド
状の給電系開口部において２つの直交直線偏波を合成し
て得られるため、円偏波で動作させても効率的に楕円ビ
ームが得られる。楕円ビームの長軸および短軸方向のサ
イドローブは、ダイアゴナルホーンアンテナにおけると
同様、励振偏波に拘わらず低くなる点も本発明の一つの
特徴である。なお、以上の説明では、前記対角線の４つ
の頂点内側部分は、凹の楔型であるが、楔の先の部分に
多少の丸みをもたせても実質的な効果は、それほど損な
われない。
実施例を説明したが、円偏波励振の場合はダイアモンド
状の給電系開口部において２つの直交直線偏波を合成し
て得られるため、円偏波で動作させても効率的に楕円ビ
ームが得られる。楕円ビームの長軸および短軸方向のサ
イドローブは、ダイアゴナルホーンアンテナにおけると
同様、励振偏波に拘わらず低くなる点も本発明の一つの
特徴である。なお、以上の説明では、前記対角線の４つ
の頂点内側部分は、凹の楔型であるが、楔の先の部分に
多少の丸みをもたせても実質的な効果は、それほど損な
われない。
【００１２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、垂直／水平の何れの偏波で励振した場合において
も、ほぼ一定の大きさの楕円パターンを形成するアンテ
ナ装置を容易かつ安価に設計・製造することができるた
め、各種レーダーアンテナや衛星通信ユーザー局用小型
地球局用アンテナとして適用される可能性がある。
れば、垂直／水平の何れの偏波で励振した場合において
も、ほぼ一定の大きさの楕円パターンを形成するアンテ
ナ装置を容易かつ安価に設計・製造することができるた
め、各種レーダーアンテナや衛星通信ユーザー局用小型
地球局用アンテナとして適用される可能性がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示す開口形状（ａ）と
放射パターン（ｂ）を示す図である。
放射パターン（ｂ）を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例の開口形状を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の実施例の開口形状を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の第４の実施例の開口形状を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明の第５の実施例におけるホーンと変換部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図６】本発明の第６の実施例における楕円反射鏡とホ
ーンを示す略図である。
ーンを示す略図である。
【図７】従来のアンテナにおける開口形状，励振偏波及
び放射パターンの関係を示す図である。
び放射パターンの関係を示す図である。
【図８】従来のアンテナにおける楕円ビームを効率よく
得るための楕円形状の開口と楕円ビームを放射する給電
系の例を示す略図である。
得るための楕円形状の開口と楕円ビームを放射する給電
系の例を示す略図である。
【図９】従来のアンテナにおける楕円ビームを効率よく
得るための楕円形状の開口と楕円ビームを放射する給電
系の例を示す略図である。
得るための楕円形状の開口と楕円ビームを放射する給電
系の例を示す略図である。
【図１０】従来のアンテナにおける楕円ビームを効率よ
く得るための楕円形状の開口と楕円ビームを放射する給
電系の例を示す略図である。
く得るための楕円形状の開口と楕円ビームを放射する給
電系の例を示す略図である。
１ 楕円開口反射鏡 ２ 矩形導波管アレイ ３ 分波器 ５ 円形コルゲートホーン ６ 修整副反射鏡 ８ 楕円コルゲートホーン １０ ホーン ２０ 変換部
Claims (4)
- 【請求項１】 ホーンアンテナまたは空間に電波を放射
することを目的とした導波構造物において、開口形状が
実質的に菱形の形状を成し、かつ該菱形の二つの対角線
方向の一方もしくは両方向が電波の電界ベクトル方向と
なるように励振されることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項２】 前記ダイアモンドの各辺が前記対角線に
関して対称性を保ったまま変形されていることを特徴と
する請求項１に記載のアンテナ装置。 - 【請求項３】 ホーンアンテナを構成する場合、該ホー
ンの頂点の高さが、実質的に前記対角線の長さに逆比例
するようにしたことを特徴とする請求項１もしくは請求
項２に記載のアンテナ装置。 - 【請求項４】 少なくとも１面の楕円状の反射鏡と少な
くとも一つの該反射鏡を励振する給電系から構成され、
該給電系の長い方の対角線方向が楕円状反射鏡の長軸と
ほぼ直交するように配置されていることを特徴とする請
求項１もしくは請求項２に記載のアンテナ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06168591A JP3113510B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 楕円ビームアンテナ装置 |
| US08/492,742 US5614916A (en) | 1994-06-29 | 1995-06-21 | Elliptic beam horn antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06168591A JP3113510B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 楕円ビームアンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0818326A true JPH0818326A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3113510B2 JP3113510B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=15870899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06168591A Expired - Fee Related JP3113510B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 楕円ビームアンテナ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5614916A (ja) |
| JP (1) | JP3113510B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007096973A1 (ja) | 2006-02-23 | 2007-08-30 | Mitsubishi Materials Corporation | ドレッサー供給装置 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5959508A (en) * | 1997-08-01 | 1999-09-28 | Thomcast Communications, Inc. | Electromagnetic wave combining device and television broadcast transmission system using same |
| US5995057A (en) * | 1998-05-27 | 1999-11-30 | Trw Inc. | Dual mode horn reflector antenna |
| US6118412A (en) * | 1998-11-06 | 2000-09-12 | Victory Industrial Corporation | Waveguide polarizer and antenna assembly |
| GB0030932D0 (en) * | 2000-12-19 | 2001-01-31 | Radiant Networks Plc | Antenna apparatus, communications apparatus and method of transmission |
| AU2002305411A1 (en) * | 2001-05-08 | 2002-11-18 | Comsat Corporation | Method and apparatus for measuring adjacent satellite interference |
| DK1278266T3 (da) * | 2001-07-20 | 2006-02-20 | Eutelsat Sa | Lavprisantenne med höj ydelse til anvendelse i sende/modtagesatellitterminaler |
| US7002528B2 (en) * | 2002-02-20 | 2006-02-21 | Prodelin Corporation | Circularly polarized receive/transmit elliptic feed horn assembly for satellite communications |
| US7236681B2 (en) * | 2003-09-25 | 2007-06-26 | Prodelin Corporation | Feed assembly for multi-beam antenna with non-circular reflector, and such an assembly that is field-switchable between linear and circular polarization modes |
| US7239285B2 (en) * | 2004-05-18 | 2007-07-03 | Probrand International, Inc. | Circular polarity elliptical horn antenna |
| WO2005114791A1 (en) * | 2004-05-18 | 2005-12-01 | Cook Scott J | Circular polarity elliptical horn antenna |
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| USD598905S1 (en) * | 2005-05-18 | 2009-08-25 | Cook Scott J | Antenna feed horn |
| TW200701552A (en) * | 2005-05-18 | 2007-01-01 | Scott J Cook | Circular polarity elliptical horn antenna |
| US7432780B2 (en) * | 2005-11-23 | 2008-10-07 | Northrop Grumman Corporation | Rectangular-to-circular mode power combiner/divider |
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| US10181645B1 (en) | 2016-09-06 | 2019-01-15 | Aeroantenna Technology, Inc. | Dual KA band compact high efficiency CP antenna cluster with dual band compact diplexer-polarizers for aeronautical satellite communications |
| USD869447S1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-12-10 | Nan Hu | Broadband dual polarization horn antenna |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2851686A (en) | 1956-06-28 | 1958-09-09 | Dev Engineering Corp | Electromagnetic horn antennas |
| US3728726A (en) * | 1969-11-12 | 1973-04-17 | Us Navy | Tracking radar feed circuitry |
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| US4398200A (en) | 1980-07-10 | 1983-08-09 | General Electric Co. | Feed apertures with crosspolarization compensation for linear polarization |
| US5438340A (en) * | 1992-06-12 | 1995-08-01 | Sony Corporation | Elliptical feedhorn and parabolic reflector with perpendicular major axes |
-
1994
- 1994-06-29 JP JP06168591A patent/JP3113510B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-21 US US08/492,742 patent/US5614916A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007096973A1 (ja) | 2006-02-23 | 2007-08-30 | Mitsubishi Materials Corporation | ドレッサー供給装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5614916A (en) | 1997-03-25 |
| JP3113510B2 (ja) | 2000-12-04 |
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