JPH1084219A - 直交２直線偏波アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】偏波面の傾きを任意に設定可能な直交２直線偏
波アンテナを提供する。 【解決手段】 ２つの円偏波アンテナ１、２により互い
に逆回転の円偏波放射し、それぞれ放射される円偏波を
偏波変換器３によりそれぞれ直線偏波に変換し、それぞ
れ変換された２つの直線偏波の電波を放射し、偏波変換
器３の格子軸Ｕの方向を選定することにより、偏波面の
傾きを選定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直交２直線偏波ア
ンテナに係り、特に、方向探知に好適な直交２直線偏波
アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】互いに直交する２つの直線偏波を放射す
るためのアンテナとして、２つの直線偏波アンテナが、
それぞれのアンテナから放射される電界面が互いに直交
する相対位置関係に配置されたアンテナが用いられてい
る。このようなアンテナには、例えば、クロスダイポー
ルアンテナ、円形導波管アンテナ、同軸導波管アンテナ
などがある。クロスダイポールアンテナは、簡単な構造
で構成可能である。円形導波管アンテナおよび同軸導波
管アンテナは、高耐電力であり、かつ、広帯域特性を有
する。このような理由により、クロスダイポールアンテ
ナ、円形導波管アンテナ、同軸導波管アンテナは、直交
２直線偏波アンテナとして広く実用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、クロスダイポ
ールアンテナでは、アンテナから放射される電波の偏波
面がアンテナ固有に決まってしまう。よって、クロスダ
イポールアンテナは、アンテナを固定すると偏波面も固
定される。一方、導波管型の直線偏波アンテナでは、導
波管を励振するための給電方向を変えて、偏波面を変化
させることが可能である。しかし、給電方向を無段階に
変えることは困難であり、偏波面の設定も段階的になっ
てしまう。

【０００４】従って、従来のアンテナは、いずれのもの
であっても、それらから放射される電波の偏波面を調整
する際には、アンテナ全体を回転させることが要求され
る。アンテナ全体を回転させることは、アンテナを支持
するための機構、および、駆動するための機構への負担
増をもたらす。また、送受信部とアンテナとの相対位置
関係が変化するために、回転変位に対応可能な伝送路、
例えば、ロータリージョイントなどを用いることが要求
される。

【０００５】本発明は、放射される電波の偏波面を任意
に設定することができる直交２直線偏波アンテナを提供
することを第１の目的とする。

【０００６】ところで、近年、通信衛星を利用して情報
通信が行われるようになってきている。そして、固定局
同士の通信だけでなく、少なくとも一方が移動局である
場合にも通信衛星が利用されている。例えば、放送局で
は、移動局から送受信を行い、情報を早く・正確に収集
すること可能にしている。ただし、通信衛星を利用する
ためには、送受信のためのアンテナを衛星に向ける必要
がある。対象の方向を探知する方法としては、例えば、
モノパルス方式が用いられる。このように相互の位置関
係が変化する２者間の通信において、通信する相手方の
方向を、モノパルス方式で探知し、その方向にアンテナ
を向けることにより、安定して通信を行うことができ
る。このとき、互いに直交する２つの直線偏波を用いて
通信を行うことにより、受信される電波についてモノパ
ルス方式で方向探知しつつ、送信を行うことが可能にな
る。

【０００７】本発明は、モノパルス方式の方向探知に好
適な直交２直線偏波アンテナを提供することを第２の目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の第１の態様によれば、互いに直交す
る２つの直線偏波を放射するための直交２直線偏波アン
テナにおいて、２つの円偏波をそれぞれ放射するための
２つの放射器と、円偏波を直線偏波に変換するための偏
波変換器とを有し、上記２つの放射器は、互いに逆回転
の２つの円偏波をそれぞれ放射し、かつ、それぞれの放
射ビーム方向が共通となる相対位置関係に配設され、上
記偏波変換器は、上記２つの放射器の前方に設置され、
上記２つの放射器から放射される２つの円偏波をそれぞ
れ直線偏波に変換することを特徴とする直交２直線偏波
アンテナが提供される。

【０００９】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様により提
供されるアンテナにおいて、上記偏波変換器は、上記２
つの放射ビーム方向に直交する面内に設置され、かつ、
その格子軸の方向が変更可能であることを特徴とする直
交２直線偏波アンテナが提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１から図６を参照して、本発明
の第１の実施の形態について説明する。図１において、
本実施の形態は、円偏波をそれぞれ放射するための第１
の放射器１および第２の放射器２と、円偏波を直線偏波
に変換するための偏波変換器３０とを有する直交２直線
偏波アンテナ１００の例である。この例では、第１の放
射器１は、右旋の円偏波を放射し、第２の放射器２は、
左旋の円偏波を放射する場合について説明する。第１の
放射器１と第２の放射器２とは、互いに逆回転の円偏波
を放射できればよく、第１の放射器１が左旋の円偏波を
放射し、第２の放射器２が右旋の円偏波を放射してもよ
いことは勿論である。

【００１１】図１に示すように、上記第１の放射器１
と、第２の放射器２とは、電波の放射方向を、共通する
方向ｚに向けて配置され、上記偏波変換器３０は、上記
２つの放射器１，２の前方に設置される。

【００１２】上記第１の放射器１、および、第２の放射
器２は、円偏波を放射するためのアンテナ、例えば、ス
パイラルアンテナ、ヘリカルアンテナ、導波管アンテナ
などを用いることができる。また、少なくとも２つの直
線偏波アンテナを組み合わせ、これらをそれぞれ励振す
るための交流信号に、相互に位相差を与えることによ
り、円偏波を放射するアンテナとして用いることができ
る。

【００１３】上記偏波変換器３０は、円偏波を直線偏波
に変換できればよく、例えば、互いに直交する２つの直
線偏波成分を通過させたとき、２つの成分の間に９０度
の位相差を与える位相板を用いることができる。偏波変
換器３０は、より具体的には、例えば、ミアンダ線路型
偏波変換器、平行平板型偏波変換器などを用いることが
できる。なお、ミアンダ線路軸や平行平板軸を格子軸Ｕ
と呼ぶ。

【００１４】偏波変換器３０は、例えば、図２に示すよ
うな支持機構によって取り付けることができる。この支
持機構は、電波の透過を妨害しないように、枠形形状に
構成される。枠形形状としては、例えば、円環状の枠に
偏波変換器３０を３点支持する構造で取り付けることが
できる。

【００１５】図２において、偏波変換器３０は、取り付
けるための縁部３１を有する形状に形成され、支持機構
は、円環状の取り付け面４１と、上記取り付け面４１と
共に、上記縁部３１を挟み込むための３つの挟着部材４
２と、挟着部材４２をそれぞれ押圧し、挟み込まれた縁
部３０を固定するための３つの雄ねじ部材４３とを有し
て構成される。上記３つの挟着部材４２のそれぞれに
は、雄ねじ部材４３がそれぞれ挿通されるための貫通孔
がそれぞれ設けられる。また、上記取り付け面４１は、
上記貫通孔に対応する位置に上記雄ねじ部材４３と螺合
する雌ねじが形成されている。

【００１６】そして、偏波変換器３０の縁部３１を、取
り付け面４１と挟着部材４２とで挟んだ状態で、雄ねじ
部材４３を挟着部材４２に挿通し、上記取り付け面４１
に形成された雌ねじにねじ込むことにより、偏波変換器
３０を支持することができる。

【００１７】これにより、格子軸Ｕの方向を任意に設定
して取り付けることが可能となり、かつ、取り付けた後
であっても、雄ねじ部材４３を一旦弛めることによっ
て、格子軸Ｕの方向を設定し直すことができる。

【００１８】また、偏波変換器３０を回動可能に支持す
る構造の支持機構を取り付けてもよい。偏波変換器３０
を回動可能に支持するためには、例えば、偏波変換器３
０を取り付けるための縁部３１を有する形状に偏波変換
器３０を形成し、図３に示すように支持機構を構成する
ことができる。図３において、支持機構は、それぞれ回
動可能に構成される３つのローラ部材４４を有して構成
される。３つのローラ部材４４は、同一の平面内で、そ
れぞれ回動可能に構成される。より具体的には、回動軸
の方向を揃えて構成することができる。そして、それぞ
れの側面４４ａにより、偏波変換器３０の縁部３１の側
面を押圧して、偏波変換器３０を支持する。３つのロー
ラ部材４４がそれぞれ回動可能に構成されることによ
り、偏波変換器３０を支持した状態で、偏波変換器３０
を回動させることが可能になる。これによって、偏波変
換器３０が取り付けられた状態で、その格子軸方向Ｕを
変更可能に取り付けることができる。なお、それぞれの
ローラ部材４４をフランジを有する形状に形成してもよ
い。フランジを形成することにより、偏波変換器３０が
脱落することを防ぐことができる。

【００１９】また、図４に示すように、ローラ部材４４
の少なくとも１つを回転駆動するための駆動機構５０を
備えてもよい。駆動機構５０を備えることにより、偏波
変換器３０が取り付けられた状態で、その格子軸方向Ｕ
を変更するために、偏波変換器３０を回動させることが
可能になる。このとき、上記駆動機構５０に駆動されて
回動するローラ部材４４の側面、および、偏波変換器３
０の側面を歯車状に形成することによって、より確実に
偏波変換器３０を回動させることが可能になる。

【００２０】なお、偏波変換器３０の回動を固定するた
めの固定機構を設けてもよい。例えば、上記３つのロー
ラ部材４４の少なくとも１つを固定するためのストッパ
機構、または、上記偏波変換器３０を係止するためのク
ランパ機構をもうけてもよい。このような固定機構を設
けることにより、直交２直線偏波アンテナ１００から放
射される電波の偏波面を、安定的に固定することができ
る。

【００２１】図５を参照して、本実施の形態の直交２直
線偏波アンテナ１００が電波を放射する作用について説
明する。

【００２２】第１の放射器１から放射された右旋円偏波
Ｅ₊は、偏波変換器３０により第１の直線偏波に変換さ
れる。この第１の直線偏波の偏波面ＰＲ１は、電波が伝
搬する方向に正対する方向から見て、偏波変換器３０の
格子軸Ｕから右廻りに４５度傾いた面となる。

【００２３】また、第２の放射器２から放射された左旋
円偏波Ｅ_-は、偏波変換器３０により第２の直線偏波に
変換される。この第２の直線偏波の偏波面ＰＲ２は、電
波が伝搬する方向に正対する方向から見て、偏波変換器
３０の格子軸Ｕから左廻りに４５度傾いた面となる。

【００２４】すなわち、第１の放射器１から放射され偏
波変換器３０を通過した第１の直線偏波の偏波面ＲＲ１
と、第２の放射器２から放射され偏波変換器３０を通過
した第２の直線偏波の偏波面ＰＲ２とは、互い直交す
る。

【００２５】従って、上記第１の放射器１および第２の
放射器２から、逆回転円偏波Ｅ₊、Ｅ_-を放射し、それぞ
れ放射される円偏波を偏波変換器３０を通過させること
により、それぞれの円偏波を互いに直交する２つの直線
偏波ＰＲ１、ＰＲ２にそれぞれ変換して、それぞれ放射
することができる。

【００２６】また、偏波変換器３０の取り付けに際し、
上記第１の直線偏波および第２の直線偏波が偏波すべき
偏波面に対応して、偏波変換器３０の格子軸Ｕを選定す
ることにより、直交２直線アンテナ１００から放射され
る２つの直線偏波の偏波面を設定することができる。ま
た、偏波変換器３０の取り付け部を、偏波変換器３０の
格子軸Ｕの方向が選択可能に構成することによって、偏
波変換器３０のみを取り付け直すことにより、放射され
る２つの直線偏波の偏波面を変更可能に選択することが
できる。

【００２７】さらに、偏波変換器３０を、その格子軸Ｕ
の方向が回動可能に支持する支持機構を設けてもよい。
直交２直線偏波アンテナ１００から放射される２つの直
線偏波の偏波面を変更することが、上記のような支持機
構を設け、偏波変換器３０を回動させることにより可能
となる。

【００２８】次に、図６を参照して、本実施の形態の直
交２直線アンテナ１００に電波が到来する場合について
説明する。

【００２９】偏波変換器３０は、電波が伝搬する方向に
正対する方向から見て、その格子軸Ｕから右廻りに４５
度傾いた直線偏波ＰＩ２を、左旋円偏波Ｅ_-に変換す
る。また、上記格子軸Ｕから左廻りに４５度傾いた直線
偏波ＰＩ１を、右旋円偏波Ｅ₊に変換する。

【００３０】従って、上記直交２直線偏波アンテナ１０
０の偏波変換器３０に直線偏波が到来したとき、その直
線偏波の偏波面が、上記偏波変換器３０の格子軸Ｕに対
して、電波が伝搬する方向に正対する方向から見て、左
廻りに４５度傾いている場合、到来した直線偏波は、右
旋円偏波Ｅ₊に変換される。従って、上記右旋円偏波を
放射するための第１の放射器１によって受信される。ま
た、上記偏波変換器３０に到来して直線偏波の偏波面
が、上記偏波変換器３０の格子軸Ｕに対して、電波が伝
搬する方向に正対する方向から見て、右廻りに４５度傾
いている場合、到来した直線偏波は、左旋円偏波Ｅ_-に
変換される。従って、上記左旋円偏波を放射するための
第２の放射器２によって受信される。

【００３１】このようにして、互いに直交する２つの直
線偏波が到来するとき、偏波変換器３０の格子軸Ｕが、
これら２つの直線偏波の偏波面に対して４５度傾くよう
に、偏波変換器３０を取り付けることにより、２つの直
線偏波を、第１の放射器１および第２の放射器２により
それぞれ受信することができる。また、偏波変換器３０
の格子軸Ｕを９０度回転させることにより、第１の放射
器１および第２の放射器２にそれぞれ受信される電波
を、互いに交替させることができる。

【００３２】また、第１の放射器１および第２の放射器
２のうち、一方を送信用として用い、他方を受信用とし
て用いることにより、直交２直線偏波アンテナ１００を
送受信アンテナとして用いることが可能になる。この場
合、送信される電波の偏波面と、受信される電波の偏波
面とが直交するため、２つの電波の相互の干渉を抑える
ことが可能である。このとき、偏波変換器３０より放射
器側の領域においても、互いに逆向きに進行し、逆回転
円偏波であるから、相互の干渉が抑制されることは勿論
である。

【００３３】また、偏波変換器３０を回動可能に取り付
けることにより、直交２直線アンテナ１００を設置して
から、アンテナ全体を回動させる代わりに、偏波変換器
３０のみを回動させて送受信される電波の偏波面を設定
することができる。

【００３４】そして、偏波変換器３０を駆動するための
駆動機構を備えることにより、これら２つの直線偏波の
偏波面を変更可能に構成することができる。従って、直
交２直線アンテナ１００が使用されている場合でも、そ
の偏波面を変更することができ、送受信の相手方ごとに
偏波面が異なることに対応することができる。特に、駆
動機構により偏波変換器３０を回動し、偏波面を無段階
に駆動することにより、偏波面が逐次変化する相手方と
の送受信に際し、偏波面を連続的に変更することが可能
になり、相対角度関係が変化する相手方に対する送受信
に好適に構成することができる。特に、相互に直交２直
線偏波を用いて送受信が行われる場合、相手方から送出
される電波を受信し、その電波が最良に受信されるよう
に、偏波変換器３０を回動することによって、相手方に
送信する電波の偏波面が、相手方の受信アンテナの偏波
面に合致するようにして送信することができる。

【００３５】次に、図７を参照して、本発明の第２の実
施の形態について説明する。本実施の形態は、衛星通信
用２次元モノパルス方式送受信アンテナに適用される直
交２直線偏波アンテナ１００の例である。

【００３６】図７において、本実施の形態における直交
２直線偏波アンテナ１００は、送信用の円偏波アンテナ
１１と、受信用の円偏波アンテナ１２と、上記円偏波ア
ンテナ１１および円偏波アンテナ１２の前方に置かれる
偏波変換器３０と、上記偏波変換器３０を回動可能に支
持するための歯車部材４６を有する支持機構と、上記支
持機構に支持された状態で偏波変換器３０を駆動するた
めの駆動機構５０とを有して構成される。

【００３７】送信用の円偏波アンテナ１１は、同一の円
周に沿って配設された４つの矩形導波管１１ａ、１１
ｂ、１１ｃおよび１１ｄにより構成される。これらは、
電波が放射される方向に正対する方向からみて左廻り
に、矩形導波管１１ａ、矩形導波管１１ｂ、矩形導波管
１１ｃおよび矩形導波管１１ｄの順に配設される。これ
ら４つの矩形導波管１１ａから１１ｄを、互いに位相差
を与えて励振することにより、円偏波アンテナ１１全体
として円偏波が放射される。それぞれの矩形導波管１１
ａ〜１０ｄのそれぞれの開口面における励振位相は、矩
形導波管１１ａの開口面における位相を基準として、表
１に示される位相差を設けて設定される。

【００３８】

【表１】

【００３９】上記円形に配設された４つの矩形導波管１
１ａ〜ｄを、このような位相差で励振することによっ
て、左旋円偏波（複合の正の符号が採用される場合）、
または、右旋円偏波（複合の負の符号が採用される場
合）を放射することができる。

【００４０】このように、相互に位相差を設けて、４つ
の矩形導波管１１ａから１１ｄを励振することは、例え
ば、各矩形導波管の長さに相互に差を設けて伝搬位相推
移に相互に差を与えること、各矩形導波管毎に相異なる
位相推移を与える導波管型移相器を用いて、矩形導波管
相互に位相差を与えること、または、ハイブリッド回路
を用いて位相差を与えることなどによって実現すること
ができる。

【００４１】

【表２】

【００４２】上記円偏波を励振するための位相として、
より具体的には、例えば、ある時刻ｔ₀において、上記
４つの矩形導波管１１ａから１１ｄのそれぞれの開口面
における位相が表２に示す位相となるように、それぞれ
の励振位相を設定することができる。ここで、４つの矩
形導波管１１ａから１１ｄは、３６０度を１周期とする
余弦波で励振されるとする。このとき、矩形導波管１１
ｂおよび矩形導波管１１ｄの開口面の電界は、０とな
る。また、矩形導波管１１ａの電界は、最大値をとり、
矩形導波管１１ｃの開口面の電界は、最小値をとる。よ
って、矩形導波管１１ｃの開口面から、矩形導波管１１
ａに向かう電界ベクトルが構成される。この電界ベクト
ルは、図７におけるＹ軸に平行である。

【００４３】

【表３】

【００４４】一方、励振される電波の周期の１／４の時
間が経過した時刻（ｔ₁＝ｔ₀＋周期／４）においては、
各矩形導波管１１ａ〜ｄを励振する励振位相は、それぞ
れ９０度進み、これに伴い各矩形導波管１１ａ〜ｄの開
口面位相もそれぞれ９０度進む。従って、このときの各
矩形導波管１１ａ〜ｄの開口面におけるそれぞれの電界
位相は、表３に示されるようになる。すなわち、矩形導
波管１１ａおよび矩形導波管１１ｃ開口面の電界は、０
となる。また、矩形導波管１１ｄの電界は、最大値をと
り、矩形導波管１１ｂの開口面の電界は、最小値をと
る。よって、矩形導波管１１ｂの開口面から、矩形導波
管１１ｄに向かう電界ベクトルが構成される。この電界
ベクトルは、図７におけるＸ軸に平行である。

【００４５】従って、上記時刻ｔ₁において構成された
電界ベクトルは、上記時刻ｔ₁に構成された電界ベクト
ルに対して、電波が放射される方向に正対する方向から
みて右廻りに９０度回転する。以後、同様にして、時間
が経過するにつれて、電界ベクトルは回転する。そし
て、１周期の間に電界ベクトルは１回転する。すなわ
ち、これら４つの矩形導波管１１ａから１１ｄからなる
円偏波アンテナ１１から、左旋円偏波が放射される。

【００４６】なお、上述の説明では、送信用の円偏波ア
ンテナ１１として、４つの矩形導波管１１ａから１１ｄ
のアレーアンテナについて説明したが、二つ以上のアレ
ーからなるアンテナを空間的な配置角に対応する位相差
を設けて、それぞれを励振することで、円偏波を放射で
きることは勿論である。また、送信電力が小さい場合、
すなわち、各アレーに高耐入力特性が要求されない場合
には、ダイポールアンテナのような線状アンテナを用い
てもよい。線状アンテナを用いることによって、送信用
の円偏波アンテナ１１を簡易に構成することができる。

【００４７】次に、受信用の円偏波アンテナ１２につい
て説明する。上記受信用の円偏波アンテナ１２は、上記
送信用の円偏波アンテナ１１から放射される円偏波に対
し、進行方向が逆向きで、逆旋円偏波を受信するための
円偏波アンテナである。すなわち、上記送信用の円偏波
アンテナ１１から放射される円偏波の回転方向に対して
逆の回転方向の円偏波が放射されるアンテナに対応す
る。円偏波アンテナ１２としては、例えば、多線式スパ
イラルアンテナを用いることができる。

【００４８】スパイラルアンテナは、円偏波アンテナの
中でも超広帯域アンテナであるという利点がある。ま
た、平面アンテナであるから、受信用の円偏波アンテナ
１２を、送信用の円偏波アンテナ１１の導波管開口面と
同一平面上に置くことができる。これによって、円偏波
アンテナ１１と円偏波アンテナ１２との間の相互結合を
小さくすることができる。また、スパイラルアンテナ
は、エッチング手法を用いて大量生産することが可能で
ある。

【００４９】また、多線式スパイラルアンテナは、それ
ぞれのスパイラル線から出力をそれぞれ取り出すことが
可能である。このため、それぞれ出力された信号の和を
加算回路によって求めること、および、それぞれ出力さ
れた信号の相互の差分を差分回路によって求めることが
できる。従って、受信された電波のΣモードおよびΔモ
ードを容易に生成することができる。ΣモードおよびΔ
モードの電波の受信強度を比較することにより、電波の
到来方向を決定することができる。従って、直線偏波ア
ンテナ１００の指向方向を制御するための姿勢制御機構
に、電波の到来方向と現在の指向方向との偏差を出力す
ることができる。すなわち、この偏差に基づいて姿勢制
御を行う姿勢制御機構を備える支持機構を用いて、直交
２直線偏波アンテナ１００を支持することによって、送
受信の相手方の方向に直交２直線偏波アンテナ１００を
指向させることが可能になる。これによって、相対移動
する相手方であっても安定して送受信を行うことができ
る。

【００５０】なお、送信用の円偏波アンテナ１１および
受信用の円偏波アンテナ１２は、図８に示すように、中
空円板１３に一体的に取り付けてもよい。これらのアン
テナを一体的に取り付けることにより、それぞれの各矩
形導波管１１ａ〜１１ｄおよび円偏波アンテナ１２の開
口面を精度よく一致させることができる。

【００５１】上記偏波変換器３０は、円偏波アンテナ１
１、１２のリターンロスが小さくなるような位置に設置
される。すなわち、偏波変換器３０と、円偏波アンテナ
１１および円偏波アンテナ１２との間隔が、上記リター
ンロスを小さくする条件で選定される。

【００５２】偏波変換器３０は、例えば、水平偏波と垂
直偏波と用いて送受信を行う場合、その格子軸Ｕを、水
平から４５度傾けた状態に取り付けられる。そして、送
受信に用いられる電波の、偏波面を交替させることは、
偏波変換器３０を９０度回転させた状態に取り付け直す
ことで可能である。偏波変換器３０としては、例えば、
ミアンダ線路型偏波変換器、平行平板型偏波変換器等を
用いることができる。

【００５３】また、本実施の形態では、偏波変換器３０
は、図７に示すように、その縁部３１の側面が歯車状に
形成される。これによって、後述する駆動装置５０によ
って駆動される際に、より確実に回動することができ
る。

【００５４】上記支持機構は、それぞれ回動可能に構成
される３つの歯車部材４６を有して構成される。３つの
歯車部材４６のそれぞれの側面４６ａにより、偏波変換
器３０の縁部３１の側面を押圧して、偏波変換器３０が
支持される。３つの歯車部材４６は、回動軸の方向を揃
えて配置される。

【００５５】上記駆動機構５０は、上記支持機構の歯車
部材４６を駆動して回動させる。偏波変換器３０が支持
機構に支持された状態でその格子軸Ｕの方向を変更する
ことが、駆動機構５０で歯車部材４６を回動させること
により可能になる。

【００５６】次に、図９から図１１を参照して、本発明
の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態
は、ホーンを備えた直交２直線偏波アンテナの例であ
る。

【００５７】図９において、直交２直線偏波アンテナ１
００は、送信用の円偏波アンテナ１１および受信用の円
偏波アンテナ１２と、上記円偏波アンテナ１１および１
２の前方に置かれる偏波変換器３０と、ビーム収束用の
ホーン６０とを有して構成される。

【００５８】図９において、本実施の形態における直交
２直線偏波アンテナ１００は、上記第３の実施の形態に
おける直交２直線偏波アンテナに対して、送信用の円偏
波アンテナの外側にホーン６０を備える点で異なる。

【００５９】ホーン６０は、送信用の円偏波アンテナ１
１および受信用の円偏波アンテナ１２の周囲から、これ
らのアンテナの前方に延び、アンテナ前方に向かって次
第に拡開する形状に形成される。

【００６０】ホーン６０は、導体板で形成される。より
具体的には、例えば、金属板等によりホーン６０を構成
することができる。

【００６１】図１０および図１１を参照して、本実施の
形態の直交２直線偏波アンテナ１００の放射パターンに
ついて説明する。なお、偏波変換器３０やその他の部品
３１、４６、５０は備えていない。図１０に、ホーン６
０を備える、本実施の形態における直交２直線偏波アン
テナ１００の放射パターンの測定結果を示す。

【００６２】また、比較対象として、図１１に、ホーン
６０を備えない点以外では、本実施の形態における直交
２直線偏波アンテナ１００と同様に構成される直交２直
線偏波アンテナの放射パターンの測定結果を示す。

【００６３】これらの測定結果を比較すると、ホーン６
０を備える本実施の形態における直交２直線偏波アンテ
ナ１００のＥφ成分（ｘ軸に対する角φの方向について
の電界強度の分布）は、比較対象のアンテナに比べてビ
ームの幅が狭くなっている。また、本実施の形態におけ
る直交２直線アンテナ１００のＥθ成分（ｚ軸に対する
角θの方向についての電界強度の分布）についても、０
度方向のビーム幅が狭くなっている。同時に、±２５度
および±６０度付近のビーム強度のレベルも小さくな
る。上述した測定例は、偏波変換器３０を用いない測定
の結果ではあるが、偏波変換器３０を備える場合であっ
ても、同様の放射パターンが得られることが期待され
る。

【００６４】次に、図１２を参照して、本発明の第４の
実施の形態について説明する。本実施の形態は、２重ホ
ーンを備える直交２直線偏波アンテナ１００の例であ
る。

【００６５】図１２において、本実施の形態における直
交２直線偏波アンテナ１００は、上記第３の実施の形態
における直交２直線偏波アンテナに対して、送信用の円
偏波アンテナの外側のホーン６０に加えて、送信用の円
偏波アンテナ１１と、受信用の円偏波アンテナ１２との
間にホーン６５を備える点で異なる。ホーン６５は、導
体、例えば、金属板等で構成される。

【００６６】本実施の形態の直交２直線偏波アンテナで
は、送信用の円偏波アンテナ１１と、受信用の円偏波ア
ンテナ１２との間に、導体の隔壁が構成されることにな
るので、円偏波アンテナ１１と円偏波アンテナ１２との
相互結合は小さくなることが期待される。

【００６７】なお、図１３に示すように、４つの矩形導
波管１１ａ〜１１ｄを配設し、各矩形導波管同士の間
に、４つの単線スパイラルアンテナ１２ａ〜１２ｄをそ
れぞれ配設してもよい。このとき、上記４つの矩形導波
管１１ａ〜１１ｄの組み合わせによって送信用円偏波ア
ンテナ１１を構成し、上記４つの単線スパイラルアンテ
ナ１２ａ〜１２ｄの組み合わせによって受信用の円偏波
アンテナ１２を構成することができる。各矩形導波管１
１ａ〜１１ｄ、および、各単線スパイラルアンテナ１２
ａ〜１２ｄを図１３のような相対関係に配設することに
より、上記第２の実施の形態の配置に比較して、より小
型化することができる。

【００６８】なお、この場合においても、上記第３の実
施の形態で説明したホーン６０を備えてもよい。

【００６９】また、図１４（ａ）に示すように、送信用
の円偏波アンテナ１１および受信用の円偏波アンテナ１
２を、内導体９１と外導体９２とで構成される同軸導波
管９０によって構成してもよい。そして、図１４（ｂ）
に示すように、同軸導波管９０の内導体９１の内側にス
パイラルアンテナ１２ｓを配置し、内導体９１により構
成される導波路を円偏波発生条件で励振することができ
る。このように、内導体９１をスパイラルアンテナ１２
ｓにより励振し、円偏波アンテナ１２を実現することが
できる。

【００７０】スパイラルアンテナ１２ｓを用いて励振す
ることにより、給電するためのコネクタの構造が簡易に
なるという利点がある。特に、受信用の円偏波アンテナ
１２に対応して、多線式スパイラルアンテナを用いるこ
とによって、ΣモードおよびΔモードに対応する出力を
取り出すことが容易になる。従って、モノパルス方式で
方向探知することに好適である。

【００７１】なお、内導体９１と外導体９２との間の円
環状の導波路は、複数の励振用コネクタによって励振す
ることにより、円偏波を励振して、送信用の円偏波アン
テナ１１を構成することが可能である。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、放射される電波の偏波
面を任意に設定することができる直交２直線偏波アンテ
ナが提供される。

【００７３】また、モノパルス方式の方向探知に好適
な、複数の相異なるモードに対応する受信信号を出力可
能な直交２直線偏波アンテナが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 直交２直線偏波アンテナの基本構造を模式的
に示す説明図である。

【図２】 格子軸の方向が任意に設定可能な偏波変換器
の支持機構を模式的に示す正面図である。

【図３】 偏波変換器を取り付けた状態で、格子軸の方
向が変更可能な偏波変換器の支持機構を模式的に示す正
面図である。

【図４】 偏波変換器を回動するための駆動機構を備え
る支持機構を模式的に示す正面図である。

【図５】 本発明を適用した直交２直線偏波アンテナの
送信の作用を模式的に示す説明図である。

【図６】 本発明を適用した直交２直線偏波アンテナの
受信の作用を模式的に示す説明図である。

【図７】 本発明の第２の実施の形態を適用した直交２
直線偏波２次元モノパルス方式受信アンテナを示す斜視
図である。

【図８】 第２の実施の形態における、送信用および受
信用の円偏波アンテナの別な例を示す斜視図である。

【図９】 本発明の第３の実施の形態を適用したホーン
を備える直交２直線偏波アンテナを示す斜視図である。

【図１０】 第３の実施の形態における直交２直線偏波
アンテナの放射パターンの測定例を示すグラフである。

【図１１】 第３の実施の形態における直交２直線偏波
アンテナと、ホーンを備えない点で異なる対照用のアン
テナの放射パターンの測定例を示すグラフである。

【図１２】 本発明の第４の実施の形態における２重ホ
ーンを備える直交２直線偏波アンテナを示す一部破断斜
視図である。

【図１３】 本発明の直交２直線偏波アンテナの、送信
用および受信用の円偏波アンテナの別な例を示す斜視図
である。

【図１４】 送信用および受信用の円偏波アンテナに、
同軸導波管を用いる直交２直線偏波アンテナの例を示す
説明図であって、（ａ）アンテナ全体を示す斜視図、
（ｂ）同軸導波管を示す断面図である。

【符号の説明】

１…第１の放射器、２…第２の放射器、１１…送信用円
偏波アンテナ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…矩形
導波管、１２…受信用円偏波アンテナ、１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄ…単線式スパイラルアンテナ、１２
ｓ…スパイラルアンテナ、１３…フランジ、３０…偏波
変換器、３１…縁部、４２…挟着部材、４３…雄ねじ部
材、４４…ローラ部材、４４ａ…側面、４６…歯車部
材、５０…駆動機構、６０，６５…ホーン、９０…同軸
導波管、９１…内導体、９２…外導体、１００…直交２
直線偏波アンテナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｑ 25/02 Ｈ０１Ｑ 25/02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに直交する２つの直線偏波を放射する
   ための直交２直線偏波アンテナにおいて、 ２つの円偏波をそれぞれ放射するための２つの放射器
   と、 円偏波を直線偏波に変換するための偏波変換器とを有
   し、 上記２つの放射器は、互いに逆回転の２つの円偏波をそ
   れぞれ放射し、かつ、それぞれの放射ビーム方向が共通
   となる相対位置関係に配設され、 上記偏波変換器は、上記２つの放射器の前方に設置さ
   れ、上記２つの放射器から放射される２つの円偏波をそ
   れぞれ直線偏波に変換することを特徴とする直交２直線
   偏波アンテナ。
2. 【請求項２】請求項１において、 上記偏波変換器は、上記２つの放射器の放射ビーム方向
   に直交する面内に設置され、かつ、その格子軸の方向が
   変更可能であることを特徴とする直交２直線偏波アンテ
   ナ。
3. 【請求項３】請求項２において、 上記偏波変換器を、上記ビーム方向に直交する面内で回
   動可能に支持するための支持機構と、 上記支持機構に支持された上記偏波変換器を駆動するた
   めの駆動機構とをさらに備えることを特徴とする直交２
   直線偏波アンテナ。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれか一項において、 上記２つの放射器のうち、一方の放射器を送信に用い、
   他方の放射器を受信に用いることを特徴とする直交２直
   線偏波アンテナ。
5. 【請求項５】請求項４において、上記受信に用いられる
   放射器は、放射器に励振される相異なる複数のモードに
   対応する複数の信号をそれぞれ出力するための複数の出
   力端を備えることを特徴とする直交２直線偏波アンテ
   ナ。