JPS63146501A - ホ−ンアンテナ - Google Patents
ホ−ンアンテナInfo
- Publication number
- JPS63146501A JPS63146501A JP29303886A JP29303886A JPS63146501A JP S63146501 A JPS63146501 A JP S63146501A JP 29303886 A JP29303886 A JP 29303886A JP 29303886 A JP29303886 A JP 29303886A JP S63146501 A JPS63146501 A JP S63146501A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horn
- mode
- waveguide
- horn antenna
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ホーンアンテナに係り、特に複反射鏡アンテ
ナの１次放射器として用いられるマイクロ波・ミリ波用
のホーンアンテナの放射特性の改善技術に関する。
ナの１次放射器として用いられるマイクロ波・ミリ波用
のホーンアンテナの放射特性の改善技術に関する。
（従来の技術）
ホーンアンテナは、カセグレンアンテナのような複反射
鏡アンテナの１次放射器として広く使われる。ところで
、内壁が滑らかな通常のホーンアンテナは、その開口分
布が軸対称でないため、Ｅ面内のビーム幅がＨ面内のビ
ーム幅よりも狭く、しかもＥ面内のサイドローブが高い
放射特性を呈する。このような放射特性を有するホーン
を複反射鏡アンテナの１次放射器として用いる場合、ア
ンテナの高能率化および低サイドローブ設計に限界を与
える。このため、近年においては、軸対称な開口分布を
もつ１次放射器として、第５図に示すようなホーンアン
テナ（一般にはコルゲートホーンと称される）が多用さ
れている。このコルゲートホーンは、内壁に多数の歯形
溝２を有するホーン１およびその入口側に接続される滑
らかな通常の導波管７により構成される。歯形溝２の深
さは歯形溝が容量性インピーダンスを呈するように動作
周波数帯域内において約１／４波長から半波長の間に設
定される。
鏡アンテナの１次放射器として広く使われる。ところで
、内壁が滑らかな通常のホーンアンテナは、その開口分
布が軸対称でないため、Ｅ面内のビーム幅がＨ面内のビ
ーム幅よりも狭く、しかもＥ面内のサイドローブが高い
放射特性を呈する。このような放射特性を有するホーン
を複反射鏡アンテナの１次放射器として用いる場合、ア
ンテナの高能率化および低サイドローブ設計に限界を与
える。このため、近年においては、軸対称な開口分布を
もつ１次放射器として、第５図に示すようなホーンアン
テナ（一般にはコルゲートホーンと称される）が多用さ
れている。このコルゲートホーンは、内壁に多数の歯形
溝２を有するホーン１およびその入口側に接続される滑
らかな通常の導波管７により構成される。歯形溝２の深
さは歯形溝が容量性インピーダンスを呈するように動作
周波数帯域内において約１／４波長から半波長の間に設
定される。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、このようなコルゲートホーンにおいても、歯
形溝深さが１／４波長となる周波数においては、歯形溝
が強い容量性インピーダンスを呈するため壁面に電流を
流さずその電磁界はホーンの中心に強くとじこめられ、
ホーンの開口分布は第６図（ａ）に示すように軸対称な
分布となるが、歯形溝の深さが半波長となる周波数付近
においては歯形溝の容量性インピーダンスが小さく、壁
面に強い電流が流れるためホーンの開口分布は第６図（
ｂ）に示すごとく内壁が滑らかな通常のホーンアンテナ
と同様にホーン軸回りに変化する非対称な分布となる。
形溝深さが１／４波長となる周波数においては、歯形溝
が強い容量性インピーダンスを呈するため壁面に電流を
流さずその電磁界はホーンの中心に強くとじこめられ、
ホーンの開口分布は第６図（ａ）に示すように軸対称な
分布となるが、歯形溝の深さが半波長となる周波数付近
においては歯形溝の容量性インピーダンスが小さく、壁
面に強い電流が流れるためホーンの開口分布は第６図（
ｂ）に示すごとく内壁が滑らかな通常のホーンアンテナ
と同様にホーン軸回りに変化する非対称な分布となる。
このため、従来のコルゲートホーンを、例えば４ ＧＩ
ＩＺ帯と６Ｇｌｌｚ帯の画周波数帯を共用する複反射鏡
アンテナの１次放射器として使用する場合、歯形溝深さ
が半波長となる６ＧＩＩＺ帯域の上限に近い周波数にお
いてはアンテナ能率が劣化するという問題点がある。
ＩＺ帯と６Ｇｌｌｚ帯の画周波数帯を共用する複反射鏡
アンテナの１次放射器として使用する場合、歯形溝深さ
が半波長となる６ＧＩＩＺ帯域の上限に近い周波数にお
いてはアンテナ能率が劣化するという問題点がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、歯形溝の深さが半波長となる周波数付
近においてもホーンの開口分布がほぼ軸対称となるホー
ンアンテナを提供することにある。
で、その目的は、歯形溝の深さが半波長となる周波数付
近においてもホーンの開口分布がほぼ軸対称となるホー
ンアンテナを提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記目的を達成するために、本発明のホーンアンテナは
次の如き構成を有する。
次の如き構成を有する。
即ち、本発明のホーンアンテナは、内壁面に多数の歯形
溝が形成されたホーンと； このホーンの入口側に設け
られる導波管であって、その内壁面には基本モードの一
部をＴＭ１１モードへ変換する際にＴＭ１１モードへの
変換量および基本モードとＴＭ１１モードとの同相性を
制御すべく形成された不連続部を有する不連続部付導波
管と； を備えたことを特徴とするホーンアンテナであ
る。
溝が形成されたホーンと； このホーンの入口側に設け
られる導波管であって、その内壁面には基本モードの一
部をＴＭ１１モードへ変換する際にＴＭ１１モードへの
変換量および基本モードとＴＭ１１モードとの同相性を
制御すべく形成された不連続部を有する不連続部付導波
管と； を備えたことを特徴とするホーンアンテナであ
る。
（作 用）
次に、前記の如く構成される本発明のホーンアンテナの
作用を説明する。
作用を説明する。
ホーンの入口側に設けられる導波管では内壁面に設けた
不連続部によって基本モードは一部がＴＭ１１モードに
変換される。この７’ Ｍ １ ｌモードは基本モード
と共にホーン開口側に伝搬するが、その際にホーンの開
口分布がほぼ軸対称となるように、ＴＭ１１モードへの
変換量、即ちＴＭ１１モードの発生量および基本モード
とＴＭ１１モードとの同相性が制御されたものとなって
いる。
不連続部によって基本モードは一部がＴＭ１１モードに
変換される。この７’ Ｍ １ ｌモードは基本モード
と共にホーン開口側に伝搬するが、その際にホーンの開
口分布がほぼ軸対称となるように、ＴＭ１１モードへの
変換量、即ちＴＭ１１モードの発生量および基本モード
とＴＭ１１モードとの同相性が制御されたものとなって
いる。
即ち、Ｔ Ｍ １１モードの発生量が適正値（例えば５
０％）となるように、またＴＭ１１モードと基本モード
のホーン開口上の位相がほぼ同相となるように、不連続
部を形成すれば、ホーンの開口分布はほぼ軸対称となる
のである。
０％）となるように、またＴＭ１１モードと基本モード
のホーン開口上の位相がほぼ同相となるように、不連続
部を形成すれば、ホーンの開口分布はほぼ軸対称となる
のである。
なお、不連続部の形態として、「テーパ」、「段差」、
「溝」、「アイリス」等種々のものが考えられる。
「溝」、「アイリス」等種々のものが考えられる。
以上説明したように、本発明のホーンアンテナによれば
、ホーンの内壁面に多数の歯形溝を有するホーンの入口
側に設ける導波管の内壁面に基本モードをＴＭ１１モー
ドへ変換する不連続部を形成し、この不連続部によって
ＴＭ１１モードへの変換量、即ちＴＭ１１モードの発生
量および７Ｍ１１モードと基本モードの同相性を制御す
ることができるので歯形溝の深さが半波長となる周波数
付近においても軸対称な開口分布を得ることができる。
、ホーンの内壁面に多数の歯形溝を有するホーンの入口
側に設ける導波管の内壁面に基本モードをＴＭ１１モー
ドへ変換する不連続部を形成し、この不連続部によって
ＴＭ１１モードへの変換量、即ちＴＭ１１モードの発生
量および７Ｍ１１モードと基本モードの同相性を制御す
ることができるので歯形溝の深さが半波長となる周波数
付近においても軸対称な開口分布を得ることができる。
（実 施 例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の第１実施例を示す。
図は、本発明の第１実施例を示す。
この第１実施例に係るホーンアンテナは、内壁面に多数
の歯形溝２を有するホーン１と、その入口側に基本モー
ドの一部をＴＭ１１モードへ変換する不連続部としての
段差３ａを有する段差付導波管３とからなる１段差３ａ
の高さｄはＴＭ１１モードへの変換量を、また段差３ａ
からホーン１の入口までの距離ｔはＴＭ１１モードと基
本モードのホーン１の開口上での位相差をそれぞれ決定
する。
の歯形溝２を有するホーン１と、その入口側に基本モー
ドの一部をＴＭ１１モードへ変換する不連続部としての
段差３ａを有する段差付導波管３とからなる１段差３ａ
の高さｄはＴＭ１１モードへの変換量を、また段差３ａ
からホーン１の入口までの距離ｔはＴＭ１１モードと基
本モードのホーン１の開口上での位相差をそれぞれ決定
する。
次に、第２図は本発明の第２の実施例を示す。
この第２実施例では、不連続部としてのテーパ４ａを有
するテーバ付導波管４をホーン１の入口側に設けたので
ある。ここで、テーパ４ａの角度αとテーパ４ａの長さ
ＡはＴＭ１１モードへの変換量を、またテーパ４ａから
ホーン１の入口までの距離ｔはＴＭ１１モードと基本モ
ードのホーン１の開口上での位相差を決定する。
するテーバ付導波管４をホーン１の入口側に設けたので
ある。ここで、テーパ４ａの角度αとテーパ４ａの長さ
ＡはＴＭ１１モードへの変換量を、またテーパ４ａから
ホーン１の入口までの距離ｔはＴＭ１１モードと基本モ
ードのホーン１の開口上での位相差を決定する。
さらに、ホーン１の入口側に設ける導波管としては、第
３図（ａ）に示す如く、不連続部としての溝５ａを有す
る溝付導波管５、あるいは第３図（ｂ）に示す如く、ア
イリス６ａを有するアイリス付導波管６とすることもで
きる。
３図（ａ）に示す如く、不連続部としての溝５ａを有す
る溝付導波管５、あるいは第３図（ｂ）に示す如く、ア
イリス６ａを有するアイリス付導波管６とすることもで
きる。
ここで、第３図（ａ＞において、溝５ａの深さｇおよび
幅ＢはＴＭ、１モードへの変換量を、また溝５ａからホ
ーン１の入口側までの距離ｔはＴＭ１１モードと基本モ
ードのホーン開口上で位相差をそれぞれ決定する。また
、第３図（ｂ）において、アイリス６ａの高さｔおよび
幅ＣはＴＭ、。
幅ＢはＴＭ、１モードへの変換量を、また溝５ａからホ
ーン１の入口側までの距離ｔはＴＭ１１モードと基本モ
ードのホーン開口上で位相差をそれぞれ決定する。また
、第３図（ｂ）において、アイリス６ａの高さｔおよび
幅ＣはＴＭ、。
モードへの変換量を、アイリス６ａからホーン１の入口
側までの距離りはＴＭ１１モードと基本モードのホーン
開口上での位相差をそれぞれ決定する。
側までの距離りはＴＭ１１モードと基本モードのホーン
開口上での位相差をそれぞれ決定する。
以上の各実施例において、導波管は滑らかでなく、段差
３ａ等の不連続部をもつために、基本波であるＴＥ１１
モードの一部は不連続部により軸方向成分を発生し、Ｔ
Ｍ ｓ ｌモードに変換され、基本モードと共にホー
ン開口側へ伝搬する。
３ａ等の不連続部をもつために、基本波であるＴＥ１１
モードの一部は不連続部により軸方向成分を発生し、Ｔ
Ｍ ｓ ｌモードに変換され、基本モードと共にホー
ン開口側へ伝搬する。
ここで、歯形溝２の深さがほぼ半波長となる周波数にお
いて、ＴＭ、ｌモードへの変換量、即ちＴＭ■モードの
発生量を５０％（電界比）とし、ＴＭ１１モードと基本
モードがホーン開口上での位相差がほぼ同相となるよう
に制御されているとすると、ホーンの開口分布（計算値
）は第４図に示す如くになる。第６図（ｂ）に示す従来
のコルゲートホーンの歯形溝の深さが半波長となる周波
数における開口分布に比べ軸対称性が良好であることが
わかる。なお、導波管径を適切に選定すればＴＭ１１モ
ードの遮断周波数より低い周波数ではＴＭロモードは伝
搬しないから、従来のコルゲートホーンの良好な開口分
布を与える周波数域における軸対称分布を損なうことは
ない。
いて、ＴＭ、ｌモードへの変換量、即ちＴＭ■モードの
発生量を５０％（電界比）とし、ＴＭ１１モードと基本
モードがホーン開口上での位相差がほぼ同相となるよう
に制御されているとすると、ホーンの開口分布（計算値
）は第４図に示す如くになる。第６図（ｂ）に示す従来
のコルゲートホーンの歯形溝の深さが半波長となる周波
数における開口分布に比べ軸対称性が良好であることが
わかる。なお、導波管径を適切に選定すればＴＭ１１モ
ードの遮断周波数より低い周波数ではＴＭロモードは伝
搬しないから、従来のコルゲートホーンの良好な開口分
布を与える周波数域における軸対称分布を損なうことは
ない。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明のホーンアンテナによれば
、ホーンの内壁面に多数の歯形溝を有するホーンの入口
側に設ける導波管の内壁面に基本モードをＴＭ１１モー
ドへ変換する不連続部を形成し、この不連続部によって
ＴＭ１１モードへの変換量、即ちＴＭ１１モードの発生
量およびＴＭ１１モードと基本モードの同相性を制御す
ることができるので歯形溝の深さが半波長となる周波数
付近においても軸対称な開口分布を得ることができる。
、ホーンの内壁面に多数の歯形溝を有するホーンの入口
側に設ける導波管の内壁面に基本モードをＴＭ１１モー
ドへ変換する不連続部を形成し、この不連続部によって
ＴＭ１１モードへの変換量、即ちＴＭ１１モードの発生
量およびＴＭ１１モードと基本モードの同相性を制御す
ることができるので歯形溝の深さが半波長となる周波数
付近においても軸対称な開口分布を得ることができる。
第１図は本発明の第１実施例に係るホーンアンテナの概
念図、第２図は第２実施例に係るホーンアンテナの概念
図、第３図（ａ）は第３実施例に係るホーンアンテナを
構成する溝付導波管の概念図、第３図（ｂ）は第４実施
例に係るホーンアンテナを構成するアイリス付導波管の
概念図、第４図は本発明に係るホーンアンテナによって
得られる特性図、第５図は従来のホーンアンテナとして
のコルゲートホーンの概念図、第６図は従来のコルゲー
トホーンの特性図である。 １・・・・・・ホーン、 ２・・・・・・歯形溝、 ３
・・・・・・段差付導波管、 ３ａ・・・・・・段差、
４・・・・・・テーパ付導波管、 ４ａ・・・・・・
テーパ、 ５・・・・・・溝付導波管、５ａ・・・・・
・溝、 ６・・・・・・アイリス付導波管、６ａ・・・
・・・アイリス、 ７・・・・・・内面が滑らかな通常
の導波管。 代理人 弁理士 八 幡 義 博 本兇刈−ホーンアンテナ／）Ｒ）Ｆ；、４ダ肘■）′ｆ
＝／ 図 恭発ＩＩＩＩ／ｌホーン了）テナＺ溝式例（ＩＩ）Ｊ転
付場流・暑／）主九仄イ列 アイリス村
導Ｓ夜なｊス黄入例（ａ）
（ｂ）芥遠ＰＪ１１褥伐イラ炙壱のイ也講広４列
第、３ 図 間ロ比牛、止 本発明０水−ンアンテナみ特性イ！ｉ （童形１１／）ｆ−：刀マ牛Ｓ良長のパレト）第 ４
図
念図、第２図は第２実施例に係るホーンアンテナの概念
図、第３図（ａ）は第３実施例に係るホーンアンテナを
構成する溝付導波管の概念図、第３図（ｂ）は第４実施
例に係るホーンアンテナを構成するアイリス付導波管の
概念図、第４図は本発明に係るホーンアンテナによって
得られる特性図、第５図は従来のホーンアンテナとして
のコルゲートホーンの概念図、第６図は従来のコルゲー
トホーンの特性図である。 １・・・・・・ホーン、 ２・・・・・・歯形溝、 ３
・・・・・・段差付導波管、 ３ａ・・・・・・段差、
４・・・・・・テーパ付導波管、 ４ａ・・・・・・
テーパ、 ５・・・・・・溝付導波管、５ａ・・・・・
・溝、 ６・・・・・・アイリス付導波管、６ａ・・・
・・・アイリス、 ７・・・・・・内面が滑らかな通常
の導波管。 代理人 弁理士 八 幡 義 博 本兇刈−ホーンアンテナ／）Ｒ）Ｆ；、４ダ肘■）′ｆ
＝／ 図 恭発ＩＩＩＩ／ｌホーン了）テナＺ溝式例（ＩＩ）Ｊ転
付場流・暑／）主九仄イ列 アイリス村
導Ｓ夜なｊス黄入例（ａ）
（ｂ）芥遠ＰＪ１１褥伐イラ炙壱のイ也講広４列
第、３ 図 間ロ比牛、止 本発明０水−ンアンテナみ特性イ！ｉ （童形１１／）ｆ−：刀マ牛Ｓ良長のパレト）第 ４
図
Claims (5)
- （１）内壁面に多数の歯形溝が形成されたホーンと；こ
のホーンの入口側に設けられる導波管であつて、その内
壁面には基本モードの一部をＴＭ＿１＿１モードへ変換
する際にＴＭ＿１＿１モードへの変換量および基本モー
ドとＴＭ＿１＿１モードとの同相性を制御すべく形成さ
れた不連続部を有する不連続部付導波管と；を備えたこ
とを特徴とするホーンアンテナ。 - （２）前記不連続部付導波管は段差付導波管であること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のホーンア
ンテナ。 - （３）前記不連続部付導波管はテーパ付導波管であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のホーン
アンテナ。 - （４）前記不連続部付導波管は溝付導波管であることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のホーンアン
テナ。 - （５）前記不連続部付導波管はアイリス付導波管である
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のホー
ンアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29303886A JPS63146501A (ja) | 1986-12-09 | 1986-12-09 | ホ−ンアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29303886A JPS63146501A (ja) | 1986-12-09 | 1986-12-09 | ホ−ンアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63146501A true JPS63146501A (ja) | 1988-06-18 |
Family
ID=17789685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29303886A Pending JPS63146501A (ja) | 1986-12-09 | 1986-12-09 | ホ−ンアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63146501A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104377451A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-02-25 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 宽带宽波束波纹喇叭馈源装置 |
| CN107240777A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-10 | 重庆邮电大学 | 双向波纹太赫兹喇叭天线 |
-
1986
- 1986-12-09 JP JP29303886A patent/JPS63146501A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104377451A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-02-25 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 宽带宽波束波纹喇叭馈源装置 |
| CN107240777A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-10 | 重庆邮电大学 | 双向波纹太赫兹喇叭天线 |
| CN107240777B (zh) * | 2017-06-12 | 2020-03-17 | 重庆邮电大学 | 双向波纹太赫兹喇叭天线 |
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