JPH0964637A - 導波管スロットアンテナ - Google Patents
導波管スロットアンテナInfo
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- JPH0964637A JPH0964637A JP24251095A JP24251095A JPH0964637A JP H0964637 A JPH0964637 A JP H0964637A JP 24251095 A JP24251095 A JP 24251095A JP 24251095 A JP24251095 A JP 24251095A JP H0964637 A JPH0964637 A JP H0964637A
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- axis
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 17
- 239000013598 vector Substances 0.000 abstract description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 14
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 任意の直線偏波もしくは円偏波を用いた無
線通信・レーダなどの用途に適した導波管スロットアン
テナを供給することを目的とする。 【構成】 複数の放射用スロット素子を有し、一端が短
絡終端または終端された方形導波管により構成される。
このとき管軸から傾いたスロット素子を適切に配置する
ことにより、任意角度の直線偏波もしくは円偏波を放射
する。
線通信・レーダなどの用途に適した導波管スロットアン
テナを供給することを目的とする。 【構成】 複数の放射用スロット素子を有し、一端が短
絡終端または終端された方形導波管により構成される。
このとき管軸から傾いたスロット素子を適切に配置する
ことにより、任意角度の直線偏波もしくは円偏波を放射
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導波管スロットアンテ
ナ、より具体的には、任意の直線偏波もしくは円偏波を
用いた無線通信・レーダなどの用途に適した導波管スロ
ットアンテナに関する。
ナ、より具体的には、任意の直線偏波もしくは円偏波を
用いた無線通信・レーダなどの用途に適した導波管スロ
ットアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】管軸方向に、管軸と平行な多数の放射ス
ロットを中心軸を隔てて交互に半波長間隔で配列した導
波管スロットアンテナは公知である。図４にＴＥ１０モ
ードで給電された方形導波管広壁面のある瞬間の電流分
布を、図５に該導波管スロットアンテナの上面図、すな
わち広壁面を示す。図５において方形導波管１は給電開
口２、短絡終端３または整合終端４、及び管軸に平行な
放射用スロット１１、１１、…からなる。なお、図５で
は動作原理説明の便宜上、１／４管内波長毎に細い目盛
り、１管内波長毎に太い目盛りが付けてある。図４の電
流分布２１、２１、…は力線の原理、すなわち線の方向
が電流の方向、線の密度が電流の大きさに比例するよう
に描かれている。導波管１が短絡終端３により短絡され
ている場合、電流分布２１、２１、…は、時間によって
その大きさと符号が正弦的に変化し、位置に対する分布
の形状は変化しない。一方、整合終端４により整合され
ている場合、電流分布２１、２１、…は、時間によって
電流分布２１、２１、…はそのまま右向きに平行移動し
たものとなる。スロット素子は、その軸に直交する方向
の電流成分によって励振され、この電流と逆向きの偏波
を有する電波を放射するため、スロット１１、１１、…
は電界ベクトル３１、３１、…の向きの偏波を放射す
る。電流分布２１、２１、…から明らかに、スロット１
１、１１、…を中心軸に対して交互に半波長に間隔に配
置することによりすべてのスロット１１、１１、…を管
幅方向偏波で同位相に励振する。
ロットを中心軸を隔てて交互に半波長間隔で配列した導
波管スロットアンテナは公知である。図４にＴＥ１０モ
ードで給電された方形導波管広壁面のある瞬間の電流分
布を、図５に該導波管スロットアンテナの上面図、すな
わち広壁面を示す。図５において方形導波管１は給電開
口２、短絡終端３または整合終端４、及び管軸に平行な
放射用スロット１１、１１、…からなる。なお、図５で
は動作原理説明の便宜上、１／４管内波長毎に細い目盛
り、１管内波長毎に太い目盛りが付けてある。図４の電
流分布２１、２１、…は力線の原理、すなわち線の方向
が電流の方向、線の密度が電流の大きさに比例するよう
に描かれている。導波管１が短絡終端３により短絡され
ている場合、電流分布２１、２１、…は、時間によって
その大きさと符号が正弦的に変化し、位置に対する分布
の形状は変化しない。一方、整合終端４により整合され
ている場合、電流分布２１、２１、…は、時間によって
電流分布２１、２１、…はそのまま右向きに平行移動し
たものとなる。スロット素子は、その軸に直交する方向
の電流成分によって励振され、この電流と逆向きの偏波
を有する電波を放射するため、スロット１１、１１、…
は電界ベクトル３１、３１、…の向きの偏波を放射す
る。電流分布２１、２１、…から明らかに、スロット１
１、１１、…を中心軸に対して交互に半波長に間隔に配
置することによりすべてのスロット１１、１１、…を管
幅方向偏波で同位相に励振する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図５の例では、管幅方
向偏波を構造になっている。一方、自動車衝突防止用レ
ーダでは円偏波や斜め４５度偏波を放射するアンテナが
必要となっている。
向偏波を構造になっている。一方、自動車衝突防止用レ
ーダでは円偏波や斜め４５度偏波を放射するアンテナが
必要となっている。
【０００４】そこで本発明は、短絡終端または整合終端
を用いて、斜め４５度を含む自由な角度の直線偏波およ
び円偏波を放射できる導波管スロットアンテナを提示す
る。
を用いて、斜め４５度を含む自由な角度の直線偏波およ
び円偏波を放射できる導波管スロットアンテナを提示す
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の導波管スロット
アンテナは３種類ある。
アンテナは３種類ある。
【０００６】第１は短絡終端により任意角度の直線偏波
を放射するもので、スロット素子が広壁面上の中心軸を
隔てて交互に管軸方向に約１／２管内波長間隔に配置さ
れ、各スロット素子が管軸方向より角度θ度だけ傾けて
配置され、管幅方向より角度θ度だけ傾いた直線偏波を
放射するものである。
を放射するもので、スロット素子が広壁面上の中心軸を
隔てて交互に管軸方向に約１／２管内波長間隔に配置さ
れ、各スロット素子が管軸方向より角度θ度だけ傾けて
配置され、管幅方向より角度θ度だけ傾いた直線偏波を
放射するものである。
【０００７】第２は整合終端により任意角度の直線偏波
を放射するもので、スロット素子が広壁面の中心軸上に
約１／２管内波長間隔、および中心軸の両側に対称に前
記軸上スロットと約１／４管内波長だけ管軸方向にずれ
た位置に約１／２管内波長間隔で配置され、管幅方向よ
り角度θ度だけ傾いた直線偏波を放射するものである。
を放射するもので、スロット素子が広壁面の中心軸上に
約１／２管内波長間隔、および中心軸の両側に対称に前
記軸上スロットと約１／４管内波長だけ管軸方向にずれ
た位置に約１／２管内波長間隔で配置され、管幅方向よ
り角度θ度だけ傾いた直線偏波を放射するものである。
【０００８】第３は短絡又は整合終端により円偏波を放
射するもので、ヘの字形のスロット素子が広壁面の中心
軸上に交互に逆向きに約１／２管内波長間隔、直線形の
スロット素子が管軸に平行に中心軸の両側に交互に前記
ヘの字形スロットと管軸方向に同一の位置に約１／２管
内波長間隔で配置され、右旋または左旋の円偏波を放射
するものである。
射するもので、ヘの字形のスロット素子が広壁面の中心
軸上に交互に逆向きに約１／２管内波長間隔、直線形の
スロット素子が管軸に平行に中心軸の両側に交互に前記
ヘの字形スロットと管軸方向に同一の位置に約１／２管
内波長間隔で配置され、右旋または左旋の円偏波を放射
するものである。
【０００９】
【作用】普通は四角形となる導波管スロットアレーアン
テナの形状とは独立に、任意の直線偏波または円偏波を
合成するスロット配列を設計することが可能である。こ
のため、アンテナ取り付けに対する自由度が飛躍的に増
大する。
テナの形状とは独立に、任意の直線偏波または円偏波を
合成するスロット配列を設計することが可能である。こ
のため、アンテナ取り付けに対する自由度が飛躍的に増
大する。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。なお、説明の都合上送信用として説明するが、相
反定理により、受信用では単に逆に作用するに過ぎない
ことは明らかである。
する。なお、説明の都合上送信用として説明するが、相
反定理により、受信用では単に逆に作用するに過ぎない
ことは明らかである。
【００１１】図１は本発明の請求項１の実施例の上面
図、すなわち広壁面である。電流分布は図５の例と同じ
く図４である。図１において方形導波管１は給電開口
２、短絡終端３、及び管軸とθ度の角度を有し互いに平
行な放射用スロット１２、１２、…からなる。なお、図
１でも説明の便宜上、１／４管内波長毎に細い目盛り、
１管内波長毎に太い目盛りが付けてある。スロット１
２、１２、…の位置では図４から分かるように管幅方向
に電流が流れている。スロット素子は、その軸に直交す
る成分の電流によって励振されるので、この管幅方向の
電流のうちのスロット１２、１２、…に平行な成分によ
り励振され、電界ベクトル３２、３２、…の向きの偏波
を放射する。電流分布２１、２１、…から明らかに、ス
ロット１２、１２、…を中心軸に対して交互に半波長に
間隔に配置することによりすべてのスロット１２、１
２、…を同位相で励振することができる。
図、すなわち広壁面である。電流分布は図５の例と同じ
く図４である。図１において方形導波管１は給電開口
２、短絡終端３、及び管軸とθ度の角度を有し互いに平
行な放射用スロット１２、１２、…からなる。なお、図
１でも説明の便宜上、１／４管内波長毎に細い目盛り、
１管内波長毎に太い目盛りが付けてある。スロット１
２、１２、…の位置では図４から分かるように管幅方向
に電流が流れている。スロット素子は、その軸に直交す
る成分の電流によって励振されるので、この管幅方向の
電流のうちのスロット１２、１２、…に平行な成分によ
り励振され、電界ベクトル３２、３２、…の向きの偏波
を放射する。電流分布２１、２１、…から明らかに、ス
ロット１２、１２、…を中心軸に対して交互に半波長に
間隔に配置することによりすべてのスロット１２、１
２、…を同位相で励振することができる。
【００１２】図１の実施例のようにスロット１２、１
２、…が管壁に平行でない場合には、短絡終端３を用い
る必要がある。これは、電流の向きとスロット１２、１
２、…の向きが直角でないためである。整合終端４を用
いた場合には、時間の進展により電流分布２１が終端方
向に向かってそのまま進行するが、管軸の上側のスロッ
トと下側のスロットでは、電流とスロットが直交する時
刻が異なるため、スロットは同相で励振されない。した
がって、この場合には次の図２の実施例を用いなくては
ならない。
２、…が管壁に平行でない場合には、短絡終端３を用い
る必要がある。これは、電流の向きとスロット１２、１
２、…の向きが直角でないためである。整合終端４を用
いた場合には、時間の進展により電流分布２１が終端方
向に向かってそのまま進行するが、管軸の上側のスロッ
トと下側のスロットでは、電流とスロットが直交する時
刻が異なるため、スロットは同相で励振されない。した
がって、この場合には次の図２の実施例を用いなくては
ならない。
【００１３】図２は本発明の請求項２の実施例の上面
図、すなわち広壁面である。電流分布は図５の例と同じ
く図４である。図２の例では、中心軸上に１／２波長間
隔でスロット１３、１３、…が、これと管軸方向に１／
４波長ずれた位置に、中心軸に関して対称なスロット１
４、１４、…が配置されている。図２でも便宜上、１／
４管内波長毎に細い目盛り、１管内波長毎に太い目盛り
が付けてある。隣接するスロット１３、１３は１／２波
長離れているので互いに逆相で給電されているため、放
射される電界ベクトルは３３、３３のようになる。これ
らの電界ベクトルを合成すると管幅に平行な成分だけが
残る。一方、中心軸をはさんで両側にあるスロット１
４、１４は同相で給電されているので、放射される電界
ベクトルは３４、３４のようになる。これらの電界ベク
トルを合成すると管軸に平行な成分だけが残る。また、
管軸方向に隣接するスロット１４、１４はそのスロット
角度が異なっているが、これはスロット１４、１４、…
の角度を、電流に直交する向きと定義したからである。
スロット１３、１３、…とスロット１４、１４、…が管
軸方向に１／４波長ずれているのは、図４から分かるよ
うに電流の位相が合うようにするためである。この場
合、スロット１３、１３、…とスロット１４、１４、…
の励振強度をスロット長および角度により調節すること
で、全体として任意方向の直線偏波を放射することがで
きる。
図、すなわち広壁面である。電流分布は図５の例と同じ
く図４である。図２の例では、中心軸上に１／２波長間
隔でスロット１３、１３、…が、これと管軸方向に１／
４波長ずれた位置に、中心軸に関して対称なスロット１
４、１４、…が配置されている。図２でも便宜上、１／
４管内波長毎に細い目盛り、１管内波長毎に太い目盛り
が付けてある。隣接するスロット１３、１３は１／２波
長離れているので互いに逆相で給電されているため、放
射される電界ベクトルは３３、３３のようになる。これ
らの電界ベクトルを合成すると管幅に平行な成分だけが
残る。一方、中心軸をはさんで両側にあるスロット１
４、１４は同相で給電されているので、放射される電界
ベクトルは３４、３４のようになる。これらの電界ベク
トルを合成すると管軸に平行な成分だけが残る。また、
管軸方向に隣接するスロット１４、１４はそのスロット
角度が異なっているが、これはスロット１４、１４、…
の角度を、電流に直交する向きと定義したからである。
スロット１３、１３、…とスロット１４、１４、…が管
軸方向に１／４波長ずれているのは、図４から分かるよ
うに電流の位相が合うようにするためである。この場
合、スロット１３、１３、…とスロット１４、１４、…
の励振強度をスロット長および角度により調節すること
で、全体として任意方向の直線偏波を放射することがで
きる。
【００１４】図３は本発明の請求項３の実施例の上面
図、すなわち広壁面である。電流分布は図５の例と同じ
く図４である。図３の例では、中心軸上に１／２波長間
隔でヘの字スロット１５、１５、…が交互に逆向きに配
置され、またヘの字スロットと管軸方向に同一の位置
に、中心軸の両側に交互に管軸に平行な直線スロット１
６、１６、…が配置されている。図３でも便宜上、１／
４管内波長毎に細い目盛り、１管内波長毎に太い目盛り
が付けてある。ヘの字スロット１５は各辺より電界ベク
トル３５、３５を放射するので合成電界は管軸方向成分
のみを有する。一方、スロット１６、１６、…は図５の
スロット１１、１１、…と同一であり、電界ベクトル３
６、３６、…は管幅方向を向く。整合終端４を用いた場
合、図４から分かるようにスロット１５、１５、…が最
も強く励振される時刻とスロット１６、１６、…が最も
強く励振される時刻は１／４周期ずれているので、全体
としては円偏波が放射される。
図、すなわち広壁面である。電流分布は図５の例と同じ
く図４である。図３の例では、中心軸上に１／２波長間
隔でヘの字スロット１５、１５、…が交互に逆向きに配
置され、またヘの字スロットと管軸方向に同一の位置
に、中心軸の両側に交互に管軸に平行な直線スロット１
６、１６、…が配置されている。図３でも便宜上、１／
４管内波長毎に細い目盛り、１管内波長毎に太い目盛り
が付けてある。ヘの字スロット１５は各辺より電界ベク
トル３５、３５を放射するので合成電界は管軸方向成分
のみを有する。一方、スロット１６、１６、…は図５の
スロット１１、１１、…と同一であり、電界ベクトル３
６、３６、…は管幅方向を向く。整合終端４を用いた場
合、図４から分かるようにスロット１５、１５、…が最
も強く励振される時刻とスロット１６、１６、…が最も
強く励振される時刻は１／４周期ずれているので、全体
としては円偏波が放射される。
【００１５】なお、短絡終端３を用いた場合、そのまま
では電界ベクトル３５、３５、…と３６、３６、…は同
位相になり、円偏波は放射されないが、スロット１５、
１５、…および１６、１６、…を変化させ、各スロット
の有するリアクタンス成分を用いて電界ベクトル３５、
３５、…と３６、３６、…の間に９０度の位相差を設け
ることによって、円偏波の放射が可能である。
では電界ベクトル３５、３５、…と３６、３６、…は同
位相になり、円偏波は放射されないが、スロット１５、
１５、…および１６、１６、…を変化させ、各スロット
の有するリアクタンス成分を用いて電界ベクトル３５、
３５、…と３６、３６、…の間に９０度の位相差を設け
ることによって、円偏波の放射が可能である。
【００１６】なお、上記実施例ではアンテナ正面に電波
を放射することを念頭において説明したが、スロット間
隔を変化させることにより正面から放射方向を動かすビ
ームチルトの手法は既知の技術であり、これを実現する
ためにはスロット間隔を上記の実施例の値から変更する
必要がある。
を放射することを念頭において説明したが、スロット間
隔を変化させることにより正面から放射方向を動かすビ
ームチルトの手法は既知の技術であり、これを実現する
ためにはスロット間隔を上記の実施例の値から変更する
必要がある。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明により容易に理解できるよう
に、本発明によれば、導波管の管軸方向に対し、任意の
角度の偏波面を有する直線偏波および円偏波を放射でき
る導波管スロットアンテナを提供できる。
に、本発明によれば、導波管の管軸方向に対し、任意の
角度の偏波面を有する直線偏波および円偏波を放射でき
る導波管スロットアンテナを提供できる。
【００１７】なお、本発明は平成７年９月４日に中央大
学理工学部で開催される１９９５年電子情報通信学会通
信ソサイエティ大会にて公表される予定である．
学理工学部で開催される１９９５年電子情報通信学会通
信ソサイエティ大会にて公表される予定である．
【図１】 本発明の請求項１の実施例の上面図である。
【図２】 本発明の請求項２の実施例の上面図である。
【図３】 本発明の請求項３の実施例の上面図である。
【図４】 ＴＥ１０モードで給電された方形導波管広壁
面の電流分布である。
面の電流分布である。
【図５】 従来の実施例の平面図である。
１…方形導波管 ２…給電開口 ３…短絡終端 ４…整合終端 １１…放射用スロット １２…放射用スロット １３…放射用スロット １４…放射用スロット １５…放射用ヘの字スロット １６…放射用スロット ２１…電流分布の力線表現 ３１…電界ベクトル ３２…電界ベクトル ３３…電界ベクトル ３４…電界ベクトル ３５…電界ベクトル ３６…電界ベクトル
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の放射用スロット素子を具備し一端
が短絡終端された方形導波管により構成され、該スロッ
ト素子が広壁面上の中心軸を隔てて交互に管軸方向に
０．４〜０．６管内波長間隔に配置されたもので、該ス
ロット素子が管軸方向より角度θ度だけ傾けて配置され
ていることにより、管幅方向より角度θ度だけ傾いた直
線偏波を放射することを特徴とする導波管スロットアン
テナ。 - 【請求項２】 複数の放射用スロット素子を具備し一端
が整合終端された方形導波管により構成され、該スロッ
ト素子が中心軸に対し斜め向きに広壁面の該中心軸上に
０．４〜０．６管内波長間隔、および該中心軸に対し斜
め向きに該中心軸に関し両側に対称に該軸上スロットと
０．２〜０．３管内波長だけ管軸方向にずれた位置に
０．４〜０．６管内波長間隔で配置されていることによ
り、管幅方向より角度θ度だけ傾いた直線偏波を放射す
ることを特徴とする導波管スロットアンテナ。 - 【請求項３】 複数の放射用スロット素子を具備し一方
が短絡終端または整合終端された方形導波管により構成
され、ヘの字形の該スロット素子が広壁面の中心軸上に
交互に逆向きに０．４〜０．６管内波長間隔、直線形の
該スロット素子が管軸に平行に中心軸の両側に交互に該
ヘの字形スロットと管軸方向に同一の位置に０．４〜
０．６管内波長間隔で配置されていることにより、円偏
波を放射することを特徴とする導波管スロットアンテ
ナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24251095A JPH0964637A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 導波管スロットアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24251095A JPH0964637A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 導波管スロットアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964637A true JPH0964637A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=17090183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24251095A Pending JPH0964637A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 導波管スロットアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0964637A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6020858A (en) * | 1997-04-23 | 2000-02-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Flat-plate antenna for use with polarized waves |
| WO2006092862A1 (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 導波管スロットアレーアンテナ装置 |
| WO2009107216A1 (ja) | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 三菱電機株式会社 | 導波管スロットアレーアンテナ装置 |
| CN102664311A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-12 | 中电科微波通信(上海)有限公司 | 裂缝波导天线 |
| CN107076844A (zh) * | 2014-08-14 | 2017-08-18 | 谷歌公司 | 模块化平面多扇区90度视场雷达天线结构 |
| CN110518368A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-29 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 圆极化波导缝隙阵天线 |
| CN110611171A (zh) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 日本电产株式会社 | 缝隙阵列天线以及雷达装置 |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP24251095A patent/JPH0964637A/ja active Pending
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