JP2017063406A - 導波管、スロットアンテナ及びホーンアンテナ - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1は、送信アンテナが上下対称に順次ずらしてV字型に配列されたパッチアンテナを開示する。このV字型配列によるヌル特性を用いることでサイドローブが低減される。しかし、パッチアンテナにマイクロストリップラインで給電する場合、ミリ波の周波数帯域では誘電損失が大きい。導波管で給電する場合は損失は小さいが、V字型に配列したアンテナアレーに導波管で給電する方法はこれまで知られていなかった。
部分矩形導波管10と部分矩形導波管11、及び、部分矩形導波管11と部分矩形導波管12との間のずれ量は各々S1、S2である。部分矩形導波管11の第2の方向における内部空間の長さである軸方向長さはLである。この例では、各部分矩形導波管のX方向における幅である長辺寸法Waは各部分矩形導波管10,11,12について同一である。しかし、Waは設計に応じて各部分矩形導波管に対して異ならせてもよい。2段の水平変位導波管101では、単体で反射整合を実現できる。
による位相差を示し、適宜部位等を表わす添え字で識別する。
γ1及びγ2は、何れも後退壁911、及び912の幅に比例する。従ってγ1=γ2となる為には、S1=S2である必要がある。cos(kg・L)はL=λg/4、あるいはその奇数倍でゼロになる。よって、これら二つが反射整合の実現に必要な条件である。
また、矩形ホーン4は、スロット3の短辺から矩形ホーン4の基部まで矩形ホーン4の軸から離れる方向に拡がる平面部40を有する。すなわち、ホーンアンテナは、平面部40を有する。この例では、平面部40は、矩形ホーン4の軸に対して垂直である。平面部40は、高次モードであるTE30モードの電界を発生させる。TE30モードの電界と基本モードであるTE10モードの電界とが足しあわされることで、所定の方位についてアンテナの利得を増やすことができる。
左辺は、L<λg/4の場合は正値、λg/4<L<λg/2の場合は負値になる。
放射器からの反射波において整合が得られるためには、L<λg/4の場合は、以下の式が満足される必要がある。
水平変位導波管が放射器の上下方向間隔λg内に収容できる条件は、以下の式で表される。
D=λg/8、または5λg/8
また、λg/4<L<λg/2の場合は同様に、次の式が成り立つ。
複数の部分矩形導波管(10,11,12,11‘、12’・・・)がY方向に並びつつ、水平変位導波管104が全体として−X方向に向けて広がるV字型を成している。この形状は、部分矩形導波管が少なくとも3つあれば構成可能である。
なお、14個の送信用ホーンの内、Y方向における両端の送信用ホーン801を除く12個の送信用ホーン802は、Y方向に等間隔に配置される。Y方向における両端の送信用ホーン801と、隣接する送信用ホーン802とのY方向における隔たりB1は、内側の12個の送信用ホーン間の配置間隔B2よりも小さい。また、両端の送信用ホーン801のY方向の大きさC1は、内側の12個の送信用ホーン802のY方向の大きさC2よりも小さい。
2、21、22 変位面
3 矩形スロット
4 矩形ホーン
5 整合素子
6 給電用孔
10、11、12 部分矩形導波管
40 平面部
90、901、902 張り出し部
91、911、912 後退部
100、101、102、103、104、105 水平変位導波管
200、201 アンテナ装置
7 受信部
8 送信部
70a、70b、70c、70d、70e 受信アンテナサブアレー
80 送信アンテナアレー
71 受信用ホーン
81 送信用ホーン
Claims (5)
- 第1の方向に振動する電界を有する電磁波を該第1の方向に垂直な第2の方向に伝送するために用いられる導波管であって、
少なくとも3個の部分矩形導波管と、
前記部分矩形導波管を隣接する他の前記部分矩形導波管と接続する、張り出し壁及び後退壁と、
を備え、
前記部分矩形導波管の各々は前記第2の方向に伸びる筒型を有し、
前記部分矩形導波管の前記第2の方向における横断面は矩形状であり、
前記部分矩形導波管の各々は前記第2の方向に並び、
前記部分矩形導波管の各々の内部空間は互いに接続し、
前記第1の方向及び前記第2の方向の両方に対して垂直な方向の一方を第3の方向と呼ぶとき、
前記張り出し壁は、前記部分矩形導波管の前記第3の方向において対向する一対の側面の内の何れか一方から他方に向かって広がり、前記後退壁は、前記一対の側面の内の前記他方から前記一方に向かって広がり、
前記部分矩形導波管の内、前記第2の方向において他の2つの前記部分矩形導波管に挟まれて配置される前記部分矩形導波管の内の少なくとも一つは、前記第2の方向における内部空間の長さは所定の範囲に収まり、前記所定の範囲は、(λg−λg/8)/(2n+M)以上、(λg+λg/8)/(2n+M)以下(λgは前記導波管の管内波長、nは2以上の自然数、Mは0を含まない自然数)である、
導波管。 - 前記導波管が全体としては、前記第3の方向の逆方向に向けて広がるV字型を成している、
請求項1の導波管。 - 請求項1または2の導波管を有し、
前記部分矩形導波管の内少なくとも1つは、前記第1の方向の壁面を貫通する孔である矩形スロットを有する、
スロットアンテナ。 - 請求項1または2の導波管と、
前記導波管に接続された複数の矩形ホーンと、
を有し、
前記部分矩形導波管の内少なくとも1つは、前記第1の方向の壁面を貫通する孔である矩形スロットを有し、
前記スロットの各々は、前記複数の矩形ホーンの各々の基部に開口し、
前記矩形ホーンの長辺と前記矩形スロットの長辺は同じ方向に伸びる、
ホーンアンテナ。 - 前記矩形スロットの短辺から前記矩形ホーンの基部まで前記矩形ホーンの軸から離れる方向に拡がる平面部を有し、
前記平面部は前記矩形ホーンの軸に対して垂直である、
請求項4のホーンアンテナ。
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JPH04103702U (ja) * | 1990-03-22 | 1992-09-07 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | H−ずれを有する方形導波管 |
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