JP2626182B2 - ラジアルラインスロットアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、SHF,EHF帯において用いられるラジアルラ
インスロツトアンテナに関する。

〔従来の技術〕

従来より、衛星通信等においては、おわん型をしたパ
ラボラアンテナが用いられているが、最近、このバラボ
ラアンテナに代わり、ラジアルラインスロツトアンテナ
が提案されている。

このラジアルラインスロツトアンテナとしては、例え
ば特公昭64−1965号公報に示されるものがある。すなわ
ち，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λ_ｇ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×λ_ｇ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×λ_ｇ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×λ_ｇ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＋λ_ｇ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×λ_ｇの中心間隔で配置された一組のス
ロットで構成される放射素子を，スロットの一方が径方
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であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし，上述した従来のアンテナは，利得を高める為
に、スロットの形状が共振特性の鋭いトラック型をして
いるが、このようなトラック形のスロットは周波数帯域
が狭くなるという問題点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、
多数のスロットを有するスロット板と、このスロット板
と対向する導体とで導波路を形成してなるラジアルライ
ンスロツトアンテナにおいて、前記スロットの周長は、
トラック形状のスロットの周長よりも長いことを特徴と
するラジアルラインスロツトアンテナである。

また、多数の略Ｔ字状のペアスロットを有するスロッ
ト板と、このスロット板と対向する導体とで導波路を形
成してなるラジアルラインスロツトアンテナにおいて、
前記スロットは、その中央部を除く部分が幅広になって
いることを特徴とするラジアルラインスロツトアンテナ
である。

さらに、スロットの形状がアレイ形あるいは鼓形であ
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明のラジアルラインスロツトアンテナによれば、
スロットの周長が従来のトラック形スロットの周長より
も長くなっており、これにより、周波数特性を広帯域と
することが可能となる。

〔実施例〕

本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

第１図は，本発明によるラジアルラインスロットアン
テナの説明図であり，図中（１）はスロット板で，この
スロット板（１）は金属製の円板で，エッチング加工等
により形成される複数の略Ｔ字状のペアスロット（２）
を有している。また（３）はフレームで，このフレーム
（３）は金属円板の周縁を絞り加工したもので，この周
縁に前記スロット板（１）を接合し，エポキシ樹脂等で
シールし，その内部にラジアル導波路（４）を形成す
る。そして，前記スロット板（１）のほぼ中央には給電
部（５）が取り付けられている。

なお，前記スロット板（１）とフレーム（３）とで形
成される内部空間内に仕切板（図示せず）を配置し，ラ
ジアル導波路（４）を上層導波路と下層導波路に分け，
仕切板の外周で導波路の折り返し部を形成してもよい。

前記スロット板（１）の上には，雨等の浸入を防ぐた
めにレドーム（６）が取り付けられている。このレドー
ム（６）は雪等が積もらないようにすべりやすいテフロ
ン材料等で成形したもので，その周縁をスロット板
（１）及びフレーム（３）と重ね合わせてシールしてい
る。また，このレドーム（６）とスロット板（１）との
空間（７）に，必要に応じて発泡スチロール等よりなる
スペーサを積層してもよい。

次に前記スロット板（１）に設けられているスロット
（２）の形状と配列パターンについて説明する。

まず、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のよう
に、導体板に細長い溝を開けると、例えば（ａ）と補対
な線状アンテナ（ａ′）の長さにより周波数特性が決ま
ることはよく知られている。

第３図は第２図のスロットの周長を求める説明図であ
る。

ここで、スロットの長さについて説明すると、結合係
数すなわち放射量とスロットの長さとの関係は、第４図
に示すように、上に凸の放物状であり、スロット長がλ
₀/2（λ_０は空間波長）のところで放射量はピークとな
る。ところで、アンテナにはスロットからの最適な放射
量があり、この最適な放射量とするためのスロット長
は、λ₀/2の両サイドに位置し（a,b），ペアスロットの
場合、設計状小さい点ａをスロット長としなければなら
ない。従って、スロット長は以上のような制約を受ける
ことになる。

具体的に説明すると、スロットは細長い形状の場合、
スロット長が半波長付近で共振することが知られてお
り、本実施例のラジアルラインスロットアンテナでは、
多数のスロットの存在により、共振による放射量が一部
分で過大となることを防ぐため、スロット長を共振長よ
りも25％程度短くしている。このようにすると、ひとつ
のスロットを介してアンテナの内部と外部空間との結合
の強さ、即ち電波の放射強度を示す結合係数を制御でき
る。

これは徐々に放射することにより多数のスロットの放
射電力を一様にしてアンテナを高利得とするためであ
る。

ただ、これだけではスロットの共振特性（Ｑ）が鋭い
まま、即ちアンテナとして狭帯域のまま、結合係数が制
御される結果となり、高利得ではあるが帯域は広くなら
ない。

そこで、Ｑを広帯域とするため、本実施例では、スロ
ットの形状を第２図（ｂ）〜（ｄ）に示すように、従来
のトラック形のスロットの周長よりも長い周長の形状、
具体的には、長方形、アレイ形、鼓形等にしており、そ
の周長を長くすることで、広帯域とすることができる。

ところで、本実施例のように、略Ｔ字状のペアスロッ
トを用いている場合、スロットの幅を大きくして周長を
長くすると、スロット同士がぶつかってしまうので、ス
ロットの中央部分の幅をそのままにし、それ以外の部分
の幅を大きくした形状にすることが好ましい。

こうすることにより、ペアスロット同士が交差せずに
その周長を大きくすることができる。

ここで、第２図、第３図で示される各種スロットにつ
いて「スロット形状」、「スロット長」、「スロット周
長」、「Ｑ（共振特性）」を比較した表を以下に示す。

すなわち、前述した実施例のアンテナでは、多数のス
ロットから電波が放射される際、スロット長により結合
係数を制御して放射電力を一様として高利得アンテナと
する一方で、別に前述の４種類のスロット形状を基本と
する各種スロット形状の周長が目的とする帯域幅に関し
て最適となるようなＱをもつスロット形状を選ぶことが
できる。

〔発明の効果〕

本発明のラジアルラインスロットアンテナによれば、
スロットの周長が従来より長いので、共振周波数を制御
できるとともに、広帯域、高利得のラジアルラインスロ
ットアンテナを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はその概略説明
図、第２図はそのスロット板の部分で（ａ）はトラック
形スロット、（ｂ）は長方形スロット、（ｃ）はアレイ
形スロット、（ｄ）は鼓形スロットの説明図、第３図は
スロット長とスロット周長の説明図、第４図はスロット
長と結合係数の関係を示す図である。 （１）……スロット板、（２）……ペアスロット （３）……フレーム、（４）……ラジアル導波路 （５）……給電部、（６）……レドーム （７）……空間

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数のスロットを有するスロット板と、こ
   のスロット板と対抗する導体とで導波路を形成してなる
   ラジアルラインスロットアンテナにおいて、 前記スロットはその長さが共振長より短く、かつ、その
   周長がトラック形状のスロットの周長よりも長い鼓形で
   あることを特徴とするラジアルラインスロットアンテ
   ナ。