JP3366283B2 - Nrdガイドモード変換器及び放射器及びアンテナ装置 - Google Patents
Nrdガイドモード変換器及び放射器及びアンテナ装置Info
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Description
放射性誘電体線路)を用いたミリ波/マイクロ波回路に
おいて、NRDガイド回路からアンテナに給電する場合
に用いるモード変換器及び放射器に関し、特に簡単な構
成で低損失なモード変換器を提供するものである。
NRDガイド(Nonradiative Dielectric Wave Guide:
非放射性誘電体線路)が用いられている。
場合において、平行平板内でLSMモードからTEモー
ドへ変換する必要がある。このLSM−TEモード変換
器の透過損失はアンテナ給電損失となるため極力小さい
ことが望まれる。また、回路の小型化のためにモード変
換器自体の小型化が求められる。
Eモードの電界成分を示す。図11(a)がLSMモー
ド、図11(b)がTEモードを示す。図11におい
て、4は誘電体線路、5及び6は導体板を示す。誘電体
線路4は、例えば、テフロン(比誘電率εr=2.04)が
用いられ、導体板5及び6は、例えば、アルミ板が用い
られる。
した場合について説明する。誘電体線路4の高さaを2.
25mm、幅bを2.5mmに設定すると、誘電体線路4は
低損失なNRDガイドとして動作する。
て、電界成分は矢印のように導体板5及び6に平行とな
り、非放射性となる。一方、図11(b)に示すTEモ
ードの電界成分は矢印のように導体板5及び6に垂直に
なり、放射性となる。TEモードはアンテナの給電に必
要なモードである。
モード間の変換を行なうLSM−LSEモード変換器と
して、例えば、特開平9-83216号、特開平10-173412号に
示されるようなものが提案されていた。この種のLSM
−LSEモード変換器はNRDガイドにモード変換素子
を挿入し、その前後にモード抑圧素子(モードサプレ
サ)を配置する構成である。
して、電子情報通信学会論文誌C−I,Vol.J82-C-I,N
o.1,pp.26-27に示されるような偏波変換板が知られて
いた。この偏波変換板は、複数のストリップアレーを一
定の間隔をもって平行に配置し、ストリップアレーのな
す角度を45度等に設定したもので、45度や90度偏波変
換、直線偏波と円偏波の変換が可能なものである。
来のLSM−LSEモード変換器では、アンテナ給電に
必要なLSMからTEモードへの変換ができないという
課題があった。
るものであり、NRDガイド回路をアンテナに給電する
場合に用いるものであって、簡単な構成で低損失なNR
Dガイドモード変換器及び放射器を提供することを目的
とする。
ガイドモード変換器では、上記従来の偏波変換板の原理
をNRDガイドに応用し、金属ストリップを一定の間隔
で平行に配列した第1、第2及び第3のストリップアレ
ーをNRDガイドの誘電体線路中に所定の間隔を隔てて
平行に挿入し、第1のストリップアレーと第2のストリ
ップアレーとの間隔をTEモードの略4分の1波長に設
定し、第2のストリップアレーと第3のストリップアレ
ーとの間隔をLSMモードの略4分の1波長に設定し、
第1のストリップアレーと第2のストリップアレーのス
トリップのなす角度を45度に、第1のストリップアレ
ーと第3のストリップアレーのストリップのなす角度を
90度に設定することで、LSMモードの電界成分を9
0度変換しTEモードに変換するように構成する。
では、上記の第1、第2及び第3のストリップアレーの
近傍に導体壁を配置することで、TEモードの放射を低
減するように構成する。
変換器をNRDガイドの誘電体線路の先端に接続するよ
うに構成する。
の先端に誘電体チップを接続するように構成する。
の先端にテーパ型誘電体を接続するように構成する。
放射器を用いてNRDガイド回路から給電することで、
給電にともなう損失を低減し高効率なアンテナを構成す
る。
は、金属ストリップを一定の間隔で平行に配列した第
1、第2及び第3のストリップアレーを備え、NRDガ
イドの誘電体線路中に前記第1、第2及び第3のストリ
ップアレーを所定の間隔を隔てて平行に挿入し、前記第
1のストリップアレーと前記第2のストリップアレーと
の間隔をTEモードの略4分の1波長に設定し、前記第
2のストリップアレーと前記第3のストリップアレーと
の間隔をLSMモードの略4分の1波長に設定し、前記
第1のストリップアレーと前記第2のストリップアレー
のストリップのなす角度を45度に、前記第1のストリ
ップアレーと前記第3のストリップアレーのストリップ
のなす角度を90度に設定することを特徴とするNRD
ガイドモード変換器であり、低損失なLSM−TEモー
ド変換器を簡単な構成で提供することができるという作
用を有する。
1、第2及び第3のストリップアレーの近傍に導体壁を
配置することを特徴とする請求項1記載のNRDガイド
モード変換器であり、低損失なLSM−TEモード変換
器を簡単な構成で提供することができるという作用を有
する。
1記載のモード変換器をNRDガイドの誘電体線路の先
端に接続することを特徴とする放射器であり、半値角が
広く低損失なNRDガイド用放射器を簡単な構成で提供
することができるという作用を有する。
3記載の放射器の先端に誘電体チップを接続することを
特徴とする放射器であり、半値角が比較的狭く低損失な
NRDガイド用放射器を簡単な構成で提供することがで
きるという作用を有する。
3記載の放射器の先端にテーパ型誘電体を接続すること
を特徴とする放射器であり、半値角が狭く低損失なNR
Dガイド用放射器を簡単な構成で提供することができる
という作用を有する。
3乃至請求項5記載の放射器によりNRDガイド回路か
ら給電を行なうことを特徴とするアンテナ装置であり、
放射パターンが適正化された高効率アンテナを簡単な構
成で提供することができるという作用を有する。以下、
本発明の実施の形態について、図1から図10を用いて
説明する。
RDガイドモード変換器の基本的構成を図1及び図2に
示す。図1及び図2において、1乃至3はストリップア
レー、4は誘電体線路、5及び6は導体板を示す。図1
は導体板5及び6を取り去った状態の斜視図を示してお
り、図2は横方向から見た断面図を示している。
数を60GHzに設定した場合について説明する。ストリッ
プアレー1乃至3は、例えば、テフロン(比誘電率εr
=2.04)シート上に印刷又は蒸着された銅箔パターンで
構成される。誘電体線路4は、例えば、テフロン(比誘
電率εr=2.04)が用いられ、導体板5及び6は、例え
ば、アルミ板が用いられる。誘電体線路4は導体板5及
び6によって上下を挟まれており、誘電体線路4の高さ
aを2.25mm、幅bを2.5mmに設定すると、誘電体線
路4は低損失なNRDガイドとして動作する。
4と同一の断面寸法を有し、誘電体線路4の伝送方向に
垂直に挿入される。また、ストリップアレー1及び2の
間隔がg1、ストリップアレー2及び3の間隔がg2に
なるように配置される。
な構成を示す。図3(a)がストリップアレー1を示
し、ストリップは縦方向に配列されている。図3(b)
がストリップアレー2を示し、ストリップは45度の傾き
をもって配列されている。図3(c)がストリップアレ
ー3を示し、ストリップは横方向に配列されている。
リップ幅w及びストリップ間隔sを0.15mmに設定し、
ストリップアレーの間隔g1及びg2をそれぞれ0.8m
m(TEモードの4分の1波長)及び2.4mm(LSM
モードの4分の1波長)に設定する。このように設定す
ると、誘電体線路4を伝送してストリップアレー1に入
射したLSMモード波は、ストリップアレー3側からT
Eモードとして出射する。60GHzにおいて、この変換に
ともなう透過損失は約0.7dBである。このように、全長
が3.2mmである小型で低損失なモード変換器を実現で
きる。
TEモードへの変換として説明しているが、ストリップ
アレー3側からTEモードを入射しストリップアレー1
側からLSMモードを出射させることもできる。
変換板の原理をNRDガイドモード変換器に応用し、誘
電体線路中にストリップアレーで構成した45度偏波変換
素子を2段重ねて配置し90度偏波変換を行なうことで、
LSM−TEモード変換機能を実現する点である。
ドモード変換器では、低損失なLSM−TEモード変換
器を簡単な構成で提供することができる。
本実施形態に示す値に限るものではなく、必要な変換性
能が得られる値であれば同様な効果が得られる。
形成しているが、これに限るものではなく、格子状の導
体で同様な寸法に形成されたものであれば、同様な効果
が得られる。
RDガイドモード変換器の基本的構成を図4に示す。図
4において、図1乃至3と同一の符号を付すものは同一
の動作を行ない、7及び8は導体壁を示す。図4(a)
は導体板5を取り去り上から見た図を示しており、図4
(b)は横方向から見た図を示している。
zに設定した場合について説明する。導体壁7及び8
は、例えば、アルミ板で構成され、高さaが2.25mm、
長さLが20mmに設定される。導体壁7及び8は、NR
Dガイドモード変換器を構成するストリップアレー1乃
至3の近傍に、誘電体線路4から間隔g3が1mmにな
るように配置される。
レー1乃至3近傍から放射されるTEモードの放射を抑
えることができる。この場合、60GHzにおける透過損失
は約0.5dBとなる。
Dガイドモード変換器近傍に導体壁を配置することで、
TEモードの放射を抑えてモード変換にともなう透過損
失をさらに低減する点である。
ドモード変換器では、極めて低損失なLSM−TEモー
ド変換器を簡単な構成で提供することができる。
示す値に限るものではなく、必要な変換性能が得られる
値であれば同様な効果が得られる。
射器の基本的構成を図5乃至図7に示す。図5乃至図7
において、9は誘電体チップ、10はテーパ型誘電体を示
す。図5乃至図7は導体板5及び6を取り去った状態の
斜視図を示しており、図1及び図2と同一の符号を付す
ものは同一の構成であり同様な動作を行なう。
数を60GHzに設定した場合について説明する。図5はス
トリップアレー3からTEモードを放射するように構成
した放射器である。この場合のH面放射特性を図8に示
す。図8に示すように半値角が約55度の放射特性が得ら
れる。
チップ9を配置した放射器を示し、誘電体チップ9から
TEモードが放射される。誘電体チップ9はテフロン
(比誘電率εr=2.04)が用いられその長さcは1.5m
mに設定される。この場合のH面放射特性を図9に示
す。図9に示すように半値角が約38度の放射特性が得ら
れる。
型誘電体10を配置した放射器を示し、テーパ型誘電体10
からTEモードが放射される。テーパ型誘電体10はテフ
ロン(比誘電率εr=2.04)が用いられその長さdは10
mmに設定される。この場合のH面放射特性を図10に
示す。図10に示すように半値角が約27度の放射特性が
得られる。
う損失もまた非常に少ない。
な放射器をNRDガイド回路からアンテナへの給電部に
用いることで、アンテナの放射パターンを適正化して、
給電系の損失を低減することができる。
は、モード変換器から直接TEモードを放射させるか又
はモード変換器の放射側に誘電体チップ又はテーパ型誘
電体を接続することで、様々な半値角を有する放射器を
実現する点である。
をアンテナの給電部に用いることで、放射パターンが適
正化された高効率アンテナを実現する点である。
は、様々な放射特性を有するNRDガイド用放射器を簡
単な構成で提供することができる。
法は本実施形態に示す値に限るものではなく、必要な放
射性能が得られる値であれば同様な効果が得られる。
によれば、低損失なLSM−TEモード変換器を簡単な
構成で提供することができる。
Dガイド用放射器を簡単な構成で提供することができ
る。
アンテナを構成することができる。
換器の斜視図、
換器の断面図、
換器のストリップアレーの詳細図、
換器の構成を示す図、
図、
図、
図、
性を示す図、
性を示す図、
特性を示す図、
成分を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】金属ストリップを一定の間隔で平行に配列
した第1、第2及び第3のストリップアレーを備え、N
RDガイドの誘電体線路中に前記第1、第2及び第3の
ストリップアレーを所定の間隔を隔てて平行に挿入し、
前記第1のストリップアレーと前記第2のストリップア
レーとの間隔をTEモードの略4分の1波長に設定し、
前記第2のストリップアレーと前記第3のストリップア
レーとの間隔をLSMモードの略4分の1波長に設定
し、前記第1のストリップアレーと前記第2のストリッ
プアレーのストリップのなす角度を45度に、前記第1
のストリップアレーと前記第3のストリップアレーのス
トリップのなす角度を90度に設定することを特徴とす
るNRDガイドモード変換器。 - 【請求項2】 前記第1、第2及び第3のストリップア
レーの近傍に導体壁を配置することを特徴とする請求項
1記載のNRDガイドモード変換器。 - 【請求項3】 請求項1記載のモード変換器をNRDガ
イドの誘電体線路の先端に接続することを特徴とする放
射器。 - 【請求項4】 請求項3記載の放射器の先端に誘電体チ
ップを接続することを特徴とする放射器。 - 【請求項5】 請求項3記載の放射器の先端にテーパ型
誘電体を接続することを特徴とする放射器。 - 【請求項6】 請求項3乃至請求項5記載の放射器によ
りNRDガイド回路から給電を行なうことを特徴とする
アンテナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15035299A JP3366283B2 (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | Nrdガイドモード変換器及び放射器及びアンテナ装置 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000341003A JP2000341003A (ja) | 2000-12-08 |
JP3366283B2 true JP3366283B2 (ja) | 2003-01-14 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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