JPS641965B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS641965B2 JPS641965B2 JP16341780A JP16341780A JPS641965B2 JP S641965 B2 JPS641965 B2 JP S641965B2 JP 16341780 A JP16341780 A JP 16341780A JP 16341780 A JP16341780 A JP 16341780A JP S641965 B2 JPS641965 B2 JP S641965B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- center
- axis
- distance
- waveguide
- 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.)
- Expired
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0012—Radial guide fed arrays
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はGHz帯において用いられるラジアル
導波路を利用した円偏波平面アレイアンテナに関
するものである。
導波路を利用した円偏波平面アレイアンテナに関
するものである。
かかるラジアル導波路を応用した平面アレイア
ンテナは、給電系の構造が簡単な利点を有し、従
来は次に述べるものが主として提案されていた。
ンテナは、給電系の構造が簡単な利点を有し、従
来は次に述べるものが主として提案されていた。
即ち、第１図はラジアル導波路を中心で軸方向
を切断した構造を示し、給電用円形導波管１の先
端に導波管１の断面と同じ円形開口２をもつ円板
３を接続し、更にその上側にある間隔で開口をも
たない円板４を配設する。円板３及び４がラジア
ル導波路を構成する下側及び上側の導体となる。
ラジアル導波路の終端には整合負荷５が接続され
ている。
を切断した構造を示し、給電用円形導波管１の先
端に導波管１の断面と同じ円形開口２をもつ円板
３を接続し、更にその上側にある間隔で開口をも
たない円板４を配設する。円板３及び４がラジア
ル導波路を構成する下側及び上側の導体となる。
ラジアル導波路の終端には整合負荷５が接続され
ている。
第２図はラジアル導波路の正面図を示し、中心
には給電用円形導波管１の開口２があり、周辺に
は整合負荷５がある。
には給電用円形導波管１の開口２があり、周辺に
は整合負荷５がある。
第３図はラジアル導波路の上側導体４に十字形
スロツト６を設けたアンテナを示している。十字
形スロツトは軸対称かつ同心円上に配列されてい
る。第３図の矢印は給電用導波管１を円形導波管
の基本モードであるTE11モードで励振した場合
にラジアル導波路の上側導体４に流れる電流の方
向を示している。第３図の場合には電流と同じ方
向をもつスロツト６―１及び６―３は励振されな
いが、スロツト６―２及び６―４が励振されて縦
方向の偏波をもつ電波が放射される。なお、斜め
方向にあるスロツト６―５，６―６は両者とも励
振されるが、合成された放射電波は縦方向の偏波
をもつ。
スロツト６を設けたアンテナを示している。十字
形スロツトは軸対称かつ同心円上に配列されてい
る。第３図の矢印は給電用導波管１を円形導波管
の基本モードであるTE11モードで励振した場合
にラジアル導波路の上側導体４に流れる電流の方
向を示している。第３図の場合には電流と同じ方
向をもつスロツト６―１及び６―３は励振されな
いが、スロツト６―２及び６―４が励振されて縦
方向の偏波をもつ電波が放射される。なお、斜め
方向にあるスロツト６―５，６―６は両者とも励
振されるが、合成された放射電波は縦方向の偏波
をもつ。
第３図に示すアンテナで給電用円形導波管を更
に90゜回転したTE11モードで励振し、それぞれの
位相差を90゜にすれば円偏波アンテナとなること
は明らかである。
に90゜回転したTE11モードで励振し、それぞれの
位相差を90゜にすれば円偏波アンテナとなること
は明らかである。
しかし、このアンテナは給電用として円形導波
管を使用するために周波数が低くなると導波管が
大きくなること（例えば、1.5GHzで直径約17
cm）、更に円偏波アンテナとして使用するために
は給電用導波管１に円偏波発生器を付加しなくて
はならない欠点をもつている。
管を使用するために周波数が低くなると導波管が
大きくなること（例えば、1.5GHzで直径約17
cm）、更に円偏波アンテナとして使用するために
は給電用導波管１に円偏波発生器を付加しなくて
はならない欠点をもつている。
本発明は、従来使用されている同軸線路で給電
した円形導波管の上側導体上に想定される所定の
スパイラル状の線上にほぼハの字状の一組のスロ
ツトで構成された放射素子を同じ方向に順次配置
することにより、各放射素子から放射される円偏
波を同相として特性を向上させ、しかも円偏波発
生器を省いた簡単な構造の円偏波平面アレイアン
テナを提供するものである。
した円形導波管の上側導体上に想定される所定の
スパイラル状の線上にほぼハの字状の一組のスロ
ツトで構成された放射素子を同じ方向に順次配置
することにより、各放射素子から放射される円偏
波を同相として特性を向上させ、しかも円偏波発
生器を省いた簡単な構造の円偏波平面アレイアン
テナを提供するものである。
以下、実施例を含む第４図以降により本発明の
詳細を説明する。
詳細を説明する。
第４図は本発明によるアンテナに使用する給電
回路を例示すもので、内導体７―１及び外導体７
―２で構成する従来の同軸線路７を使用する。こ
の同軸線路の内導体７―１は等間隔で対設された
上下の円板型導体４及び３で構成されるラジアル
導波路の上側導体４に接続され、接続部には同軸
線路とラジアル導波路との整合をとるために導体
円板８が挿入されている。また外導体７―２は下
側導体３に接続される。５は導波路の終端に接続
した整合負荷で、この負荷５は実用上省いても差
し支えない。これは、後述のように、導波路にス
ロツトを配設して給電した場合、電力はスロツト
で電波を放射して減衰しているので、導波路終端
で反射して戻つても実質上悪影響を及ぼさないか
らである。
回路を例示すもので、内導体７―１及び外導体７
―２で構成する従来の同軸線路７を使用する。こ
の同軸線路の内導体７―１は等間隔で対設された
上下の円板型導体４及び３で構成されるラジアル
導波路の上側導体４に接続され、接続部には同軸
線路とラジアル導波路との整合をとるために導体
円板８が挿入されている。また外導体７―２は下
側導体３に接続される。５は導波路の終端に接続
した整合負荷で、この負荷５は実用上省いても差
し支えない。これは、後述のように、導波路にス
ロツトを配設して給電した場合、電力はスロツト
で電波を放射して減衰しているので、導波路終端
で反射して戻つても実質上悪影響を及ぼさないか
らである。
このように同軸線路で給電されたラジアル導波
路には第３図の場合とは異なり径方向成分のみを
もつ電流が流れる。
路には第３図の場合とは異なり径方向成分のみを
もつ電流が流れる。
第５図は本発明によるアンテナの原理を示すた
めの図である。第５図は第４図の正面図であり、
xy軸上の矢印はある瞬間においてラジアル導波
路の上側導体４に流れる電流の方向を示してい
る。この電流は径方向に伝搬するが、最も基本的
になる伝搬モードである中心から径方向へ同じ強
さで一様に拡がる伝搬モードの波長をλgとする。
この波長はベツセル関数の性質により、径方向の
位置によつて僅かに変化する。
めの図である。第５図は第４図の正面図であり、
xy軸上の矢印はある瞬間においてラジアル導波
路の上側導体４に流れる電流の方向を示してい
る。この電流は径方向に伝搬するが、最も基本的
になる伝搬モードである中心から径方向へ同じ強
さで一様に拡がる伝搬モードの波長をλgとする。
この波長はベツセル関数の性質により、径方向の
位置によつて僅かに変化する。
第５図で、上側導体４の中心ｏからｘ軸上にδ
の距離にある第１の点p1に、直交線上に各別に
１／４×λgの中心間隔で配置された一組のスロツ
ト９―１と９―２で構成される放射素子９1を、
スロツトの一方９―１がｘ軸と約45゜の傾きをな
すほぼハの字状に配設する。
の距離にある第１の点p1に、直交線上に各別に
１／４×λgの中心間隔で配置された一組のスロツ
ト９―１と９―２で構成される放射素子９1を、
スロツトの一方９―１がｘ軸と約45゜の傾きをな
すほぼハの字状に配設する。
このように、伝搬方向に対してそれぞれが約
45゜の傾きをもち互いの間隔が１／４×λgでかつ
互いに反対向きの一組のスロツトによつて、円偏
波が放射されることはよく知られている。
45゜の傾きをもち互いの間隔が１／４×λgでかつ
互いに反対向きの一組のスロツトによつて、円偏
波が放射されることはよく知られている。
さて、本発明によるアンテナは、ｘ軸上の放射
素子９1を構成する一組のスロツト９―１と９―
２と相対位置が変わらないそれぞれ一組のスロツ
ト９―３と９―４、９―５と９―６，…で構成さ
れる放射素子９2，９3，…を、上側導体４上に次
のようにして想定されるスパイラル状の線ｓ上の
点p1，p2，p3，…に、順次同一向きに配設する。
素子９1を構成する一組のスロツト９―１と９―
２と相対位置が変わらないそれぞれ一組のスロツ
ト９―３と９―４、９―５と９―６，…で構成さ
れる放射素子９2，９3，…を、上側導体４上に次
のようにして想定されるスパイラル状の線ｓ上の
点p1，p2，p3，…に、順次同一向きに配設する。
スパイラル状の線ｓは点p1を始端に順次第２の
点p2、第３の点p3，…を通り、終点p5に到達す
る。第２の点p2の位置は、第１の点p1を空間的に
反時計方向に90゜回転してｙ軸上に移しかつこの
ｙ軸上で中心ｏから径方向に１／４×λgの寸法だ
けシフトした位置である。このようにｙ軸上でシ
フトするのは、それぞれ一組のスロツト９―１と
９―２及び９―３と９―４から放射される円偏波
を同相にするために、空間的に90゜回転した分だ
け時間的に90゜位相を遅らせる必要があるからで
ある。
点p2、第３の点p3，…を通り、終点p5に到達す
る。第２の点p2の位置は、第１の点p1を空間的に
反時計方向に90゜回転してｙ軸上に移しかつこの
ｙ軸上で中心ｏから径方向に１／４×λgの寸法だ
けシフトした位置である。このようにｙ軸上でシ
フトするのは、それぞれ一組のスロツト９―１と
９―２及び９―３と９―４から放射される円偏波
を同相にするために、空間的に90゜回転した分だ
け時間的に90゜位相を遅らせる必要があるからで
ある。
第３の点p3の位置も前記と同じようにして定め
られる。即ち、第２の点p2を空間的に反時計方向
に90゜回転してｘ軸上に移しかつこのｘ軸上で中
心ｏから径方向に１／２×λgの寸法だけシフトし
た位置である。
られる。即ち、第２の点p2を空間的に反時計方向
に90゜回転してｘ軸上に移しかつこのｘ軸上で中
心ｏから径方向に１／２×λgの寸法だけシフトし
た位置である。
第４の点p4の位置も同じようにｙ軸上に定めら
れ、最後の点p5は第１の点p1に対して反時計方向
に360゜回転したため、これに対応する位相角360゜
だけ遅らせるためにｘ軸上で径方向にλgだけシフ
トされている。なお、第５図の場合には円偏波の
回転方向は反時計方向になる。
れ、最後の点p5は第１の点p1に対して反時計方向
に360゜回転したため、これに対応する位相角360゜
だけ遅らせるためにｘ軸上で径方向にλgだけシフ
トされている。なお、第５図の場合には円偏波の
回転方向は反時計方向になる。
円偏波放射素子として第５図では軸方向に45゜
傾斜した一組のスロツトを示したが、この角度は
厳密に45゜でなければならぬ必要はない。また一
組のスロツトも互いの角度が90゜を保つていれば
よいので、完全に軸対称のハの字形でなくても、
一方のスロツトの延長線が他方のスロツトを横切
つてもよい。
傾斜した一組のスロツトを示したが、この角度は
厳密に45゜でなければならぬ必要はない。また一
組のスロツトも互いの角度が90゜を保つていれば
よいので、完全に軸対称のハの字形でなくても、
一方のスロツトの延長線が他方のスロツトを横切
つてもよい。
第６図は実際の平面アレイアンテナにおいて、
グレーテングローブを除去するために、放射素子
９1，９2，９3，……９nの相互間隔を小さくして
密に配列した本発明によるアンテナの実施例であ
る。
グレーテングローブを除去するために、放射素子
９1，９2，９3，……９nの相互間隔を小さくして
密に配列した本発明によるアンテナの実施例であ
る。
第７図は放射電波の偏波の回転方向が時計方向
の場合の実施例であるが、動作原理は第５図の場
合と全く同じであるので説明を省略する。
の場合の実施例であるが、動作原理は第５図の場
合と全く同じであるので説明を省略する。
第８図はスロツトの前面に防雪、防水のために
絶縁体のカバー１０を被せた場合を示す。これら
の絶縁体はPE、FRP、ポリスチロール、ポリウ
レタン、PVO等がある。
絶縁体のカバー１０を被せた場合を示す。これら
の絶縁体はPE、FRP、ポリスチロール、ポリウ
レタン、PVO等がある。
本発明によれば、構造が簡単で、安価に構成で
き、特性もよいので、将来の実用的効果も大き
い。
き、特性もよいので、将来の実用的効果も大き
い。
第１図は従来のラジアル導波路を利用した平面
アレイアンテナの中央縦断斜面図、第２図は同導
波路の正面図、第３図は同スロツト付導波路の正
面図、第４図以下は本発明にかかる円偏波平面ア
レイアンテナの具体例に関連するもので、第４図
はこれに使用する給電回路を例示するための導波
路及び同軸線路を切断して示す斜面図、第５図は
同スロツト付導波路における電流方向を説明する
正面図、第６図は同じく別態様の正面図、第７図
は更に別態様の正面図、第８図はカバー付のもの
の斜面図である。 ２…開口、３…下側導体、４…上側導体、５…
整合負荷、７…同軸線路、８…導体円板、ｏ…中
心、ｘ，ｙ…軸、λg…波長、p1，p2，…… …
点、９―１，９―２，…… …スロツト、１０…
カバー。
アレイアンテナの中央縦断斜面図、第２図は同導
波路の正面図、第３図は同スロツト付導波路の正
面図、第４図以下は本発明にかかる円偏波平面ア
レイアンテナの具体例に関連するもので、第４図
はこれに使用する給電回路を例示するための導波
路及び同軸線路を切断して示す斜面図、第５図は
同スロツト付導波路における電流方向を説明する
正面図、第６図は同じく別態様の正面図、第７図
は更に別態様の正面図、第８図はカバー付のもの
の斜面図である。 ２…開口、３…下側導体、４…上側導体、５…
整合負荷、７…同軸線路、８…導体円板、ｏ…中
心、ｘ，ｙ…軸、λg…波長、p1，p2，…… …
点、９―１，９―２，…… …スロツト、１０…
カバー。
Claims (1)
- １ 等間隔で対設された上下の円板型導体で構成
されるラジアル導波路において最も基本になる伝
播モードである中心から径方向へ同じ強さで一様
に拡がる伝搬モードの波長をλgとしたとき、上側
導体の径方向軸上にその中心よりδの距離にある
第１の点、この軸と直角な軸上に該中心よりδ＋
１／４×λgの距離にある第２の点、第１の点と同
軸上で該中心から第１の点と反対側にδ＋１／２
×λgの距離にある第３の点、第２の点と同軸上で
該中心から第２の点と反対側にδ＋３／４×λgの
距離にある第４の点、第１の点と同軸上かつ同方
向に該中心からδ＋λgの距離にある第５の点、及
び以下同様にして定められる点群を順次通るスパ
イラル状の線上に、直交線上に各別に１／４×λg
の中心間隔で配置された一組のスロツトで構成さ
れる放射素子を、スロツトの一方が径方向に対し
約45゜の傾きをなすほぼハの字状に、順次配設し
たことを特徴とする円偏波平面アレイアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16341780A JPS5787603A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Circular polarized wave plane array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16341780A JPS5787603A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Circular polarized wave plane array antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5787603A JPS5787603A (en) | 1982-06-01 |
| JPS641965B2 true JPS641965B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=15773495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16341780A Granted JPS5787603A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Circular polarized wave plane array antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5787603A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS623105U (ja) * | 1985-06-21 | 1987-01-09 | ||
| JPH02189008A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Hisamatsu Nakano | 円偏波アンテナ装置 |
| KR960009447B1 (en) * | 1991-03-27 | 1996-07-19 | Lg Electronics Inc | A dipole array antenna |
| US5661498A (en) * | 1992-12-18 | 1997-08-26 | Toppan Printing Co., Ltd. | Polarization-universal radial line slot antenna |
| US5838284A (en) * | 1996-05-17 | 1998-11-17 | The Boeing Company | Spiral-shaped array for broadband imaging |
-
1980
- 1980-11-21 JP JP16341780A patent/JPS5787603A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5787603A (en) | 1982-06-01 |
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