JPS58203B2 - Kousahenpakairiyo Antenna Souch - Google Patents

Kousahenpakairiyo Antenna Souch

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JPS58203B2
JPS58203B2 JP3643573A JP3643573A JPS58203B2 JP S58203 B2 JPS58203 B2 JP S58203B2 JP 3643573 A JP3643573 A JP 3643573A JP 3643573 A JP3643573 A JP 3643573A JP S58203 B2 JPS58203 B2 JP S58203B2
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JP
Japan
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antenna
horn
configuration
attitude
polarization
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JP3643573A
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Japanese (ja)
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青木克比古
別段信一
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般のホーンレフレクタアンテナなど原理的に
非対称性を有するアンテナにおける非対称性および交差
偏波特性の数珠方式に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a rosy system for asymmetry and cross-polarization characteristics in an antenna that is asymmetric in principle, such as a general horn reflector antenna.

以下円錐ホーンレフレクタアンテナの従来の特性につい
て述べる。
The conventional characteristics of the conical horn reflector antenna will be described below.

第1図は従来より非対称性を有するアンテナとして周
知のホーンレフレクタアンテナの概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a horn reflector antenna, which is conventionally known as an asymmetric antenna.

図において、1は吹付ホーンであって、例えば円錐ホー
ンもしくはコルゲート円錐ホーンなどである。
In the figure, reference numeral 1 denotes a spray horn, such as a conical horn or a corrugated conical horn.

2は波面変換器であって、例えば放物面鏡もしくは楕円
鏡などである。
Reference numeral 2 denotes a wavefront converter, which is, for example, a parabolic mirror or an elliptical mirror.

第2図は円錐ホーンレフレクタアンテナを例にとった場
合の非対称性および交差偏波発生の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of asymmetry and cross-polarized wave generation using a conical horn reflector antenna as an example.

図において、3は円錐ホーンレフレクタアンテナ、4お
よび5はアンテナ開口中心を原点とした座標軸であり、
それぞれX軸およびY軸を示している。
In the figure, 3 is a conical horn reflector antenna, 4 and 5 are coordinate axes with the origin at the center of the antenna aperture,
The X and Y axes are shown, respectively.

なお、ここでは紙面から垂直に表に向う方向をZ軸に定
めている。
Note that here, the direction perpendicular to the surface of the paper toward the front is defined as the Z axis.

6はX軸方向に入射偏波面をもつ円形導波管TE11姿
態でアンテナを励振したときのアンテナ開口での電界分
布を示している。
6 shows the electric field distribution at the antenna aperture when the antenna is excited in the form of a circular waveguide TE11 having an incident polarization plane in the X-axis direction.

7゜8.9および10はそれぞれ電界分布6を成分化し
たもので、7は主偏波成分の円周方向に関する1次成分
、8は主偏波成分の2次成分、9は交差偏波の2次成分
、10は交差偏波の4次成分である。
7゜8.9 and 10 are components of the electric field distribution 6, where 7 is the first-order component of the main polarization component in the circumferential direction, 8 is the second-order component of the main polarization component, and 9 is the cross-polarization component. , and 10 is the fourth-order component of cross polarization.

電界分布6はおおむねこれらの4つの成分の重畳によっ
て示される。
The electric field distribution 6 is approximately represented by the superposition of these four components.

したがって、主偏波の放射パターンは8に示された2次
成分によってX−Z面内で非対称性をもち、交差偏波の
放射パターンは9に示された2次成分と10に示された
4次成分によって決定される。
Therefore, the radiation pattern of the main polarization has asymmetry in the X-Z plane due to the second-order component shown in 8, and the radiation pattern of cross-polarization has the second-order component shown in 9 and the radiation pattern shown in 10. Determined by the fourth order component.

第3図および第4図はこれらの典型的な三次元放射パタ
ーンを示している。
Figures 3 and 4 show these typical three-dimensional radiation patterns.

ここで第3図は例えば円錐ホーンを使用した開き角の小
さい円錐ホーンレフレクタアンテナなど、吹付ホーン(
第1図示)で定まる。
Here, Figure 3 shows a blowing horn (for example, a conical horn reflector antenna with a small opening angle using a conical horn).
(shown in Figure 1).

第2図の10で示された盛分が交差偏波の主要素を占め
る場合の三次元放射パターンを示している。
This shows a three-dimensional radiation pattern when the polarization indicated by 10 in FIG. 2 occupies the main element of cross-polarized waves.

また、第4図は例えばコルゲート円錐ホーン等回転対称
形ビームを放射する吹付ホーンを使用した円錐ホーンレ
フレクタアンテナなど、波面変換器(第1図示)で定ま
る第2図の9で示された成分が交差偏波の主要素を占め
る場合の三次元放射パターンを示している。
In addition, Fig. 4 shows the component indicated by 9 in Fig. 2, which is determined by a wavefront converter (shown in Fig. 1), such as a conical horn reflector antenna using a blowing horn that emits a rotationally symmetrical beam, such as a corrugated conical horn. The figure shows a three-dimensional radiation pattern when the main component of cross-polarized waves is

本兇明の目的は、波面変換器に発生する交差偏波ならび
に非対称性を打消す新規な勇武を提蚕することにある。
The purpose of this study is to propose a new technique to counteract the cross-polarization and asymmetry that occur in wavefront converters.

以下第5図から第7図を用いて本発明の原理について説
明する。
The principle of the present invention will be explained below using FIGS. 5 to 7.

第5図は円形導波管のTE11姿態の電界分布図、第6
図はTE21姿態の電界分布図を示している。
Figure 5 is an electric field distribution diagram for the TE11 state of the circular waveguide, Figure 6
The figure shows an electric field distribution diagram in the TE21 state.

第7図はホーンレフレクタアンテナの等何回路を示して
いる。
FIG. 7 shows an equivalent circuit for a horn reflector antenna.

第7図において、11はTE11姿態入力側入射波a1
用の端子、12はTEl、姿態入力側反射波b1用の端
子、13はTE11姿態出力側入射波a2用の端子、1
4はTE11姿態出力側反射波b2用の端子、15はT
E2.姿態入力側入射波a3用の端子、16はTE2.
姿態入力反射波b3用の端子、17はTE21姿態出力
側入射波a4用の端子、18はTE21姿態出力側反射
波b4用の端子を示している。
In FIG. 7, 11 is an incident wave a1 on the TE11 attitude input side.
12 is a terminal for TEL, the reflected wave b1 on the attitude input side, 13 is a terminal for the incident wave a2 on the attitude output side of TE11, 1
4 is a terminal for TE11 state output side reflected wave b2, 15 is T
E2. Terminal 16 for the attitude input side incident wave a3 is TE2.
A terminal for the attitude input reflected wave b3, 17 a terminal for the TE21 attitude output side incident wave a4, and 18 a terminal for the TE21 attitude output side reflected wave b4.

19は波面変換器である。第2図示の7.8.9および
10の4つの成分のうち、7と10の成分を重畳するこ
とにより第5図示のごとき円形導波管のTE11姿態と
なり、8と9の成分を重畳することにより第6図示のご
とき円形導波管のTE21姿態となる。
19 is a wavefront converter. Of the four components 7, 8, 9, and 10 shown in the second diagram, by superimposing the components 7 and 10, the TE11 form of the circular waveguide as shown in the fifth diagram is obtained, and the components 8 and 9 are superimposed. This results in a TE21 configuration of a circular waveguide as shown in FIG.

したがって、円錐ホーンレフレクタアンテナをTE11
姿態で励振すると、アンテナ開口にはおもにTEl、姿
態とTE2、姿態が混在することになる。
Therefore, the conical horn reflector antenna can be used as a TE11
If the antenna is excited in the vertical position, the antenna aperture will mainly contain a mixture of the TEL and TE2 positions.

そのうちTE21姿態は前記8の成分の非対称性と9の
成分の交差偏波の重畳であるので、この姿態を制御する
ことにより、非対称性および交差偏波特性の改良された
円錐ホーンレフレクタアンテナが実現できる。
Since the TE21 configuration is a superposition of the asymmetry of the 8th component and the cross-polarization of the 9th component, by controlling this configuration, a conical horn reflector antenna with improved asymmetry and cross-polarization characteristics can be created. can be realized.

円錐ホーンレフレクタアンテナは可逆的TE21姿態変
換器と取扱うことができるので、前述と逆にTE21姿
態で励振すれば、TE21姿態とTE、1姿態が発生す
る。
Since the conical horn reflector antenna can be treated as a reversible TE21 state converter, if it is excited in the TE21 state, contrary to the above, a TE21 state and a TE,1 state will occur.

このアンテナの等何回路が前記第7図に示されている。The equivalent circuit of this antenna is shown in FIG. 7 above.

第7図における波面変換器19をSマトリクスであられ
すことにより前述の入射波a1.a2.a3およびa4
と、反射波す、。
By replacing the wavefront converter 19 in FIG. 7 with an S matrix, the incident wave a1. a2. a3 and a4
And the reflected waves.

b2.b3およびb4の関係は次式で示される。b2. The relationship between b3 and b4 is shown by the following equation.

TEH姿態からTE21姿態への変換係数S12をβと
しく相互性からS21もβとなる)、a2=a4=b1
=b3−0とすれば、(1)式は となる。
If the conversion coefficient S12 from the TEH state to the TE21 state is β, S21 is also β due to reciprocity), a2 = a4 = b1
=b3-0, then equation (1) becomes.

ここで1α12+1β12=1.αβ=β1αである。Here, 1α12+1β12=1. αβ=β1α.

ただし*印は共役複素数を示している。However, the * mark indicates a conjugate complex number.

いまTE11姿態の入力を1.TE21姿態の入力a3
をAejφ、βをβoejφOとすれば一般に変換係数
1β1は1に比べて十分小さく、1−βo2:1とおく
ことができる。
Now enter the TE11 posture as 1. TE21 posture input a3
If Aejφ is Aejφ, and β is βoejφO, the conversion coefficient 1β1 is generally sufficiently smaller than 1, and can be set as 1−βo2:1.

b4=0すなわちTE21姿態の透過波か零となる条件
は第(4)式から、 βo=A (5) φ=(2m+1)π (6) となる。
The conditions for b4=0, that is, the transmitted wave in the TE21 state to be zero, are as follows from equation (4): βo=A (5) φ=(2m+1)π (6).

この条件は、具体的には円錐ホーンレフレクタなど非対
称性を有するアンテナにおいては、その円錐ホーンで所
要のTE21姿態を発生させその姿態の波面変換器での
位相を基本姿態であるTE11姿態のそれと逆相にする
ことにより、波面変換器で発生する非対称−交差偏波は
消去できることを示している。
Specifically, in the case of an asymmetric antenna such as a conical horn reflector, this condition is such that the conical horn generates the required TE21 configuration and the phase of that configuration at the wavefront converter is made to be the same as that of the basic configuration TE11 configuration. It has been shown that the asymmetric cross-polarized waves generated in the wavefront converter can be eliminated by making the phase opposite.

以上円錐ホーンレフレクタアンテナを例にとり、円形導
波管の姿態で解析したが、角錐ホーンレフレクタアンテ
ナの場合は矩形導波管で取扱え、この場合矩形導波管の
TE11姿態を制御することにより非対称性・交差偏波
特性を改良できる。
Taking the conical horn reflector antenna as an example, we have analyzed it in the form of a circular waveguide, but in the case of a pyramidal horn reflector antenna, it can be handled with a rectangular waveguide, and in this case, the TE11 form of the rectangular waveguide can be controlled. Asymmetry and cross-polarization characteristics can be improved.

この原理は上述の式から容易に考えられるのでここでは
省略する。
Since this principle can be easily understood from the above equation, it will be omitted here.

さらにまた、キャス・ホーン・アンテナ(Ca5−ho
rn Antenna)、折曲げホーンレフアンテナ、
反射形某束ビーム給電アンテナ等の非対称・交差偏波特
性も本発明によって改良される。
Furthermore, the Cass Horn antenna (Ca5-ho
rn Antenna), bent horn reflex antenna,
The asymmetric and cross-polarization characteristics of reflective beam-fed antennas and the like are also improved by the present invention.

次に、第8図および第9図を用いて本発明の一実施例に
ついて説明する。
Next, one embodiment of the present invention will be described using FIG. 8 and FIG. 9.

第8図は本発明の一実施例の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention.

図において、20はTE21姿態発生器、21は位相補
償器、22は吹付ホーン、23は波面変換器であり、2
4は給電入力端子、25はアンテナ開口である。
In the figure, 20 is a TE21 attitude generator, 21 is a phase compensator, 22 is a blowing horn, 23 is a wavefront converter, and 2
4 is a power feeding input terminal, and 25 is an antenna aperture.

上記TE21姿態発生器20の一例が第9図に示されて
いる。
An example of the TE21 attitude generator 20 described above is shown in FIG.

第9図は多孔形TE21姿態発生器の具体的構造を示し
ており、26は円形導波管、27は副導波管で計8個あ
る。
FIG. 9 shows the specific structure of the porous TE21 shape generator, in which there are a total of eight circular waveguides 26 and auxiliary waveguides 27.

28は円周方向の小孔、29は副導波管の取付は角度を
示しており、45°間隔で取付けられている。
Reference numeral 28 indicates small holes in the circumferential direction, and reference numeral 29 indicates the angle at which the sub-waveguides are attached, and they are attached at intervals of 45°.

給電入力端子24を円形導波管TE11姿態で励振する
と、この波は姿態発生器20で所要のTE21姿態とT
E11姿態に変換される。
When the power supply input terminal 24 is excited in the circular waveguide TE11 state, this wave is generated by the state generator 20 to generate the required TE21 state and T.
Converted to E11 posture.

この変換波は位相補償器21において所要の位相差を与
えられ、吹付ホーン22に送られる。
This converted wave is given a required phase difference in a phase compensator 21 and sent to a blowing horn 22 .

吹付ホーン22から出た両姿態の波は波面変換器23で
波面変換される、この際、TE2、姿態の方は姿態発生
器20で発生するTE21姿態と打消しあい、アンテナ
開口25にはTE11姿態のみが伝送する。
The waves in both configurations emitted from the blowing horn 22 are wavefront converted by the wavefront converter 23. At this time, the TE2 configuration cancels out the TE21 configuration generated by the configuration generator 20, and the TE11 configuration is generated at the antenna aperture 25. Only transmits.

このTE21姿態波は外部から任意の位相で吹付ホーン
22に入力させても同等の効果が得られる。
The same effect can be obtained even if this TE21 state wave is externally input to the spray horn 22 at an arbitrary phase.

したがって、姿態発生器20および位相補償器21は必
ずしも必要ではない。
Therefore, the attitude generator 20 and the phase compensator 21 are not necessarily required.

以上述べたように、本発明は一般のホーンレフレクタア
ンテナなど非対称性を有するアンテナの非対称性および
交差偏波特性を、ホーンに持続される導波管姿態のうち
の特定の高次姿態(例えば、円錐ホーンではTE21姿
態、矩形ホーンではTE11姿態)の制御により改良す
ることができる。
As described above, the present invention improves the asymmetry and cross-polarization characteristics of an asymmetric antenna such as a general horn reflector antenna by using a specific higher-order configuration of the waveguide configuration maintained in the horn ( For example, it can be improved by controlling the TE21 configuration for a conical horn and the TE11 configuration for a rectangular horn.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のホーンレフレクタアンテナの概略構成図
、第2図から第6図は従来特性の説明図、第7図はホー
ンリフレクタアンテナの等価回路図、第8図は本発明の
一実施例の概略構成図、第9図は第8図示装置の部分詳
細図である。 各図面を通じて同一記号は同−内容又は同一相当部分を
示し、20はTE21姿態発生器、21は位相補償器、
22は吹付ホーン、23は波面変換器、24は給電入力
端子、25はアンテナ開口である。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional horn reflector antenna, Figs. 2 to 6 are explanatory diagrams of conventional characteristics, Fig. 7 is an equivalent circuit diagram of the horn reflector antenna, and Fig. 8 is an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an example, and FIG. 9 is a partially detailed diagram of the device shown in FIG. The same symbols throughout the drawings indicate the same contents or the same equivalent parts, 20 is a TE21 attitude generator, 21 is a phase compensator,
22 is a blowing horn, 23 is a wavefront converter, 24 is a power supply input terminal, and 25 is an antenna aperture.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 吹付ホーンと該吹付ホーンに接続された波面変換器
とを含んでなるアンテナ装置において、上記吹付ホーン
の前段に、特定の牛久姿態を与える手段と、該手段から
与えられる上記特定の高次姿態の上記波面変換器におけ
や位相を基本姿態の逆相にする手段とを設けたことを特
徴とする交差偏波改良アンテナ装置。
1. An antenna device comprising a blowing horn and a wavefront converter connected to the blowing horn, including means for providing a specific Ushiku attitude in the preceding stage of the blowing horn, and the specific higher-order attitude provided by the means. An improved cross-polarization antenna device, comprising means for making the phase of the wavefront converter opposite to that of the basic configuration.
JP3643573A 1973-03-30 1973-03-30 Kousahenpakairiyo Antenna Souch Expired JPS58203B2 (en)

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JPS544049A (en) * 1977-06-13 1979-01-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Offset antenna
JPH0744381B2 (en) * 1987-08-20 1995-05-15 三菱電機株式会社 Antenna device

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