JP3895285B2

JP3895285B2 - Waveguide array antenna

Info

Publication number: JP3895285B2
Application number: JP2003052795A
Authority: JP
Inventors: 光一常川; 佳雄恵比根; 尚久後藤
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004266426A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は1本の導波管の広壁面に左右２本のスロットを切ることで、容易にアンテナ放射パターンを制御でき、また、この応用として各導波管アレーアンテナをバトラーマトリックス給電回路で給電することで、マルチビームアンテナでありながら十分低いサイドロープレベルを実現することができる導波管アレーアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の導波管アンテナである。水平面のアンテナパターンを成形するために２つのアンテナ素子ＥＬ_1-1とＥＬ_1-2を水平に並べ、各アンテナの位相及び振幅特性をアンテナ間隔ｄで調整している。これらのアンテナを構成しかつ制御するには、本図のように２本の導波管１０を並列に並べ、各導波管１０にスロットＳＬを切る必要があった。なお、各スロットＳＬは狭壁面１１に切るので、長さが十分取れないことから、斜めになり、かつ側面まで切り込む形となる。この状態で垂直偏波を発生させるために、スロットの斜めに切る向きを縦方向で交互させている。こうすることで、水平偏波成分が打ち消されて垂直偏波成分のみが放射される。因みに、各アンテナ素子ＥＬ_1-1，ＥＬ_1-2，ＥＬ_2-1，ＥＬ_2-2で発生する電界Ｅは、垂直成分Ｖと水平成分Ｈとに分けられる。スロットＳＬの向が交互に異なっていることにより、電界Ｅも縦方向に逆向きの傾斜を持つ。このために、垂直成分Ｖは互いに強調されるが、水平成分Ｈは相殺され、ほぼゼロとなり、垂直成分のみが放射されることになる。
【０００３】
また、一つの給電点で２つのアレイに給電するため本アンテナの下部には２分配器１３が必要である。このアンテナの応用としては、バトラーマトリックス給電回路で給電してマルチビームを構成する場合、素子パターンをコントロールしてサイドロープを抑えることが出来る。このアンテナの構成は非特許文献１に記載されている。
【０００４】
【非特許文献１】
ハーロンシャムスールアムリ、後藤尚久、常川光一 “バトラーマトリックスを用いたマルチビームアンテナの指向性”２００２信学総大Ｂ−１−２３１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本アンテナにより、水平面が２素子アレイアンテナとなるため水平面放射パターンの制御が可能である。しかし、２本の導波管１０を用いること、および２分配器１３を必要とすることから、構造が複雑である。さらに狭壁面１１にスロットＳＬを切ることから、広壁面１２がアンテナの厚み方向となり、アンテナが厚くなること、またアンテナ間隔を調整してパターン成形を行うので、２つの導波管１０の間隔を広くとる場合があることからアンテナが大きくなる。
【０００６】
このように、従来の水平面パターン成形を行える導波管アンテナは、構造が複雑であり、かつ形状が大きくなるという欠点があった。
本発明の目的は水平面パターン成形を行える導波管アンテナにおいて、簡易な構造でかつ小さな容積で容易にアンテナ放射パターンを制御できる導波管アンテナを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１では導波管の面に複数のスロットを切ることでアンテナとして動作させる導波管アレーアンテナにおいて、
導波管の広壁面に形成され導波管の長手方向と平行する２辺に対して所定の角度で逆向に傾斜した一対のスロットと、この一対のスロットの形成位置から所定距離離れた位置で上記２辺と直交する向きに横断する横断線を線対称とする位置に形成した一対のスロットと、これらスロットと連通して上記広壁面に接する狭壁面に上記平行する２辺から直角方向に切込んだスロットとによって一組のアンテナを構成し、この一組のアンテナが上記導波管の長手方向に一組以上存在する導波管アレーアンテナを提案する。
【０００８】
この発明の請求項２では請求項１記載の導波管アレーアンテナにおいて、個々のスロットが互いに平行する２本の長さの異なるスロットの組で構成され、これら２本のスロットが１組として動作する導波管アレーアンテナを提案する。
この発明の請求項３では請求項１又は２記載の導波管アレーアンテナの何れかにおいて、任意の組数でブロック化し、各ブロックを構成する導波管の長手方向のほぼ中央から給電する導波管アレーアンテナを提案する。
この発明の請求項４では請求項３記載の導波管アレーアンテナを１ブロックとし、各ブロックを導波管の長手方向又は導波管の長手方向と平行して配列し、各ブロックを給電回路を経由して給電して任意の位相振幅で給電する構成とした導波管アレーアンテナを提案する。
【０００９】
この発明の請求項５では請求項１乃至４記載の導波管アレーアンテナの何れかにおいて、各アンテナをバトラーマトリックス給電回路で給電する構成とした導波管アレーアンテナを提案する。
作用
この発明による導波管アレーアンテナによれば、導波管の広壁面に互いに逆向きに傾斜した４個のスロットを形成し、これら４個のスロットで一組のアンテナとして動作させる構成としたから、１本の導波管の広壁面上で一組のアンテナを構成することができる。この結果、小さな容積で導波管アレーアンテナを構成することができる。また、アンテナ放射パターンを制御することができ、かつアレー化することで垂直面でのビームチルトやパターン成形が可能で、かつバトラーマトリックスによりマルチビームとした場合もグレーティングローブの発生を抑圧できる利点が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４にこの発明による導波管アレーアンテナの一実施例を示す。
図１３と対応する部分には同一符号を付して示す。この発明では導波管１０の広壁面１２に導波管１０の長手方向と平行する２辺１０Ａと１０Ｂに対して所定の角度θで互いに逆向きに傾斜した一対のスロットＳＬ_1-1とＳＬ_2-1を形成する。これらのスロットＳＬ_1-1とＳＬ_2-1は導波管１０の広壁面１２を幅方向に２分する中心線１４Ａを線対称として配置される。更にこの発明ではスロットＳＬ_1-1及びＳＬ_2-1と所定の距離離れた位置を導波管１０の長手方向に直交する向きに横断する横断線１４Ｂ（図２参照）を線対称としてスロットＳＬ_1-2及びＳＬ_2-2とを設け、更に、狭壁面１１にはこれらスロットＳＬ_1-1，ＳＬ_1-2及びＳＬ_2-1，ＳＬ_2-2のそれぞれに連通し、２辺１０Ａと１０Ｂのそれぞれから直角方向にスロットを延長して形成する。これらの各スロットＳＬ_1-1，ＳＬ_1-2とＳＬ_2-1，ＳＬ_2-2とによって一組のアンテナを構成する。スロットＳＬ_1-1とＳＬ_1-2及びＳＬ_2-1とＳＬ_2-2の平均間隔はこの例では０．５λとした例を示す。尚、導波管１０の端末部分は金属壁１０Ｃで塞がれる。
【００１１】
この発明ではこれらの４個のスロットＳＬ_1-1，ＳＬ_1-2及びＳＬ_2-1，ＳＬ_2-2を一組としてアンテナを構成する。図３に各スロットの電流の方向を示す。スロットＳＬ_1-1とＳＬ_1-2の組について見ると、スロットＳＬ_1-1とＳＬ_1-2はその間隔が図２に示したように０．５波長であるため、スロット上は逆方向に電流が流れる。このために広壁面１２ではＹ軸方向の電流Ｈが逆向となり互に打消されるのに対して、Ｘ軸方向に関しては足し合わされる。これによりスロットＳＬ_1-1とＳＬ_1-2で電界Ｅ１が生成される。同様にしてスロットＳＬ_2-1とＳＬ_2-2についても同じ動作となり電界Ｅ２が生成される。この電界Ｅ１とＥ２は導波管１０に対して長手方向で同一方向に向くため、導波管１０を立てた場合、垂直偏波が放射される。すなわち、ＹＺ面に電界Ｅ１，Ｅ２が発生し、Ｚ軸方向に電波が放射される。
【００１２】
スロットＳＬ_1-1，ＳＬ_1-2及びＳＬ_2-1，ＳＬ_2-2の角度（例えばθ＝６０°）θや広壁面１２の幅ａ（図３参照）を調整することで電界Ｅ１とＥ２の間隔を調整できるので、水平面の放射パターンを成形することができる。なお、狭壁面１１に生成される電流は各スロットで逆位相となるため、ＺＹ平面の放射には殆んど寄与しない。
上述したように、図１及び図２に示したアンテナの構成により４本のスロットＳＬ_1-1，ＳＬ_1-2及びＳＬ_2-1，ＳＬ_2-2の組で導波管を立てた場合に垂直偏波が発生し、その水平面パターンを成形することができる。このアンテナは図４に４本のスロットを単位としてひとつの導波管１０の長手方向に単位アンテナをＡＮ１〜ＡＮ６のように並設することができる。このように縦方向に単位アンテナをＡＮ１〜ＡＮ６を並設することによりアレーアンテナとして動作し、垂直偏波の高利得アンテナとして使用することができる。なお図４Ａでは単位アンテナを６個並設し、Ｂでは２個並設した場合を示したが、その数に特別な意味はなく、任意の個数に選定することができる。但し、複数設置した場合は対称性などを良くするために図４及び図１１に示すように中央給電（給電点Ｃ）がよい。
【００１３】
上述したように、この発明によれば１本の導波管１０の広壁面１２上で一組のアンテナを構成することができるから簡易な構造でかつ小さな容積でアンテナ放射パターンを制御できる導波管アンテナを実現することができる。
図５及び図６にこの発明の第２の実施例を示す。この実施例では実施例１で示したスロットＳＬ_1-1〜ＳＬ_2-2を長さが異なる複数本のスロットで構成した場合を示す。こうすることで実施例１と同様の効果を得ながら、かつ、２つの周波数に共振させることができる。この場合の具体的なアンテナの構造とその特性を図７、図８及び図９に示す。図７に示すアンテナの寸法構造で実験を行なった。まず入力リターンロス特性を図８に示す。図８から明らかなように、３．９ＧＨｚと４．６５ＧＨｚの２つの周波数で共振し、２共振特性が得られた。尚、図５，図６及び図７に見られる２本のスロットの中でどちらを長くするかは特性を見極めて決定する。
【００１４】
一方放射パターンを図９に示す。図９に示すＹＺ面、すなわち導波管１０を立てた姿勢にした場合、水平面でグレーティングローブを抑圧することができた。
図１０にこの発明の第３の実施例を示す。この実施例では任意の組のアンテナを使用し、平面アレーアンテナを構成する場合の実施例を示す。図１０に示す例では縦方向に２組（スロット８本）で１ブロックＢＵを形成し、各ブロックＢＵを中央で給電した場合を示す。各ブロックＢＵは図１１ＡとＢに示すように単一共振形のブロックと、図１１ＣとＤに示す２共振形の何れでもよい。各ブロックＢＵを４個縦に並べ、位相器１５（図１０Ｂ参照）を介して給電することで、垂直面のビームチルト、成形などを行うことができる。更に、この縦の列を横方向及び縦方向に並べることで横方向及び縦方向にもアレー化することができる。この場合は各縦方向のアレーを独立に給電する方法もあるが、図１２に示すようにバトラーマトリックス１６を介して給電することでマルチビームが得られる。特にこの場合はこの発明によるアンテナが水平面でパターン成形ができる特徴が活きる。すなわち、バトラーマトリックス１６では位相角が全て固定であるため、任意の角度にビームを生成する場合、グレーティングローブが発生することがある。然し乍ら、この発明によればグレーティングローブを素子パターンの成形で抑圧することが可能となる。尚、図１０に示したブロックＢＵと、図１１に示したブロックＢＵとでスリットＳＬの向きが異なるが、スロットの向きの違いによりアンテナの特性に違いが発生することはない。
【００１５】
つまり、この第３の実施例のように、アレー化することにより、簡易な構造でかつ小さな容積で容易に垂直面でのビームチルトやパターン成形が可能で、かつバトラーマトリックス１６によりマルチビームとした場合もグレーティングローブの発生を抑圧できることがわかる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、簡易な構造でかつ小さな容積で容易にアンテナ放射パターンを制御することができ、かつ、アレー化することで垂直面でのビームチルトやパターン成形が可能で、かつバトラーマトリックスによりマチルビームとした場合も、グレーティングローブの発生を抑圧できる導波管アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を説明するための斜視図。
【図２】図１の正面図。
【図３】図１に示した実施例の動作を説明するための斜視図。
【図４】図１に示した実施例の実用例を示す正面図。
【図５】この発明の第２の実施例を説明するための斜視図。
【図６】図５の正面図。
【図７】図５及び図６に示した導波管アレーアンテナの具体的な構造の一例を示すＡは正面図、Ｂは側面図である。
【図８】図７に示した導波管アレーアンテナのリターンロス特性の実測例を示す特性曲線図。
【図９】図７に示した導波管アレーアンテナの放射パターン特性の実測例を示す特性曲線図。
【図１０】この発明の第３の実施例を説明するためのＡは正面図、Ｂは側面図である。
【図１１】図１０に示す導波管アレーアンテナに用いることができるアンテナブロックの形状を説明するためのＡ及びＣは正面図、Ｂ及びＤは側面図である。
【図１２】図１０に示した給電方法と異なる給電方法で給電する例を説明するための正面図。
【図１３】従来の導波管アレーアンテナの構造を説明するための斜視図。
【符号の説明】
１０導波管
１０Ａ，１０Ｂ導波管の長手方向に平行する２辺
１１狭壁面
１２広壁面
１４Ａ中心線
１４Ｂ横断線
１５位相器
１６バトラーマトリックス回路
ＳＬ_1-1〜ＳＬ_2-2 スロット
ＢＵブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, the antenna radiation pattern can be easily controlled by cutting the left and right slots on the wide wall of one waveguide, and as this application, each waveguide array antenna is fed by a Butler matrix feed circuit. Thus, the present invention relates to a waveguide array antenna that can realize a sufficiently low side rope level while being a multi-beam antenna.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 shows a conventional waveguide antenna. In order to form a horizontal antenna pattern, two antenna elements EL _1-1 and EL _1-2 are arranged horizontally, and the phase and amplitude characteristics of each antenna are adjusted by the antenna interval d. In order to configure and control these antennas, it was necessary to arrange two waveguides 10 in parallel as shown in this figure and cut slots SL in the respective waveguides 10. In addition, since each slot SL is cut into the narrow wall surface 11, the length cannot be taken sufficiently, so that the slot SL is inclined and cut into the side surface. In order to generate vertically polarized waves in this state, the direction in which the slots are cut obliquely is alternated in the vertical direction. By doing so, the horizontal polarization component is canceled and only the vertical polarization component is emitted. Incidentally, the electric field E generated by each antenna element EL _1-1 , EL _1-2 , EL _2-1 , EL _2-2 is divided into a vertical component V and a horizontal component H. Since the directions of the slots SL are alternately different, the electric field E also has an inclination in the opposite direction in the vertical direction. For this reason, the vertical components V are emphasized with each other, but the horizontal component H is canceled out and becomes almost zero, and only the vertical component is radiated.
[0003]
Further, in order to feed two arrays at one feeding point, a two-distributor 13 is necessary below the antenna. As an application of this antenna, when a multi-beam is configured by feeding with a Butler matrix feeding circuit, the side pattern can be suppressed by controlling the element pattern. The configuration of this antenna is described in Non-Patent Document 1.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Harron Shamsour Amri, Naohisa Goto, Koichi Tsunekawa “Directivity of multi-beam antenna using Butler matrix” 2002 Bunka University B-231
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
With this antenna, since the horizontal plane becomes a two-element array antenna, the horizontal plane radiation pattern can be controlled. However, since the two waveguides 10 are used and the two distributors 13 are required, the structure is complicated. Furthermore, since the slot SL is cut in the narrow wall surface 11, the wide wall surface 12 is in the thickness direction of the antenna, the antenna is thickened, and patterning is performed by adjusting the antenna interval, so the interval between the two waveguides 10 is increased. The antenna becomes larger because it may be wide.
[0006]
As described above, the conventional waveguide antenna capable of forming a horizontal plane pattern has a drawback that it has a complicated structure and a large shape.
An object of the present invention is to provide a waveguide antenna capable of easily controlling an antenna radiation pattern with a simple structure and a small volume in a waveguide antenna capable of forming a horizontal plane pattern.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to claim 1 of the present invention, in the waveguide array antenna that operates as an antenna by cutting a plurality of slots on the surface of the waveguide,
A pair of slots formed on the wide wall surface of the waveguide and inclined in a reverse direction at a predetermined angle with respect to two sides parallel to the longitudinal direction of the waveguide, and at a position away from the formation position of the pair of slots. A pair of slots formed at positions where the transverse lines crossing in the direction orthogonal to the two sides are axisymmetric, and a narrow wall surface communicating with the slots and in contact with the wide wall surface, are cut perpendicularly from the two parallel sides. A waveguide array antenna is proposed in which a set of antennas is constituted by the inserted slots, and one or more sets of antennas exist in the longitudinal direction of the waveguide.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the waveguide array antenna according to the first aspect, each slot is constituted by a set of two slots having different lengths parallel to each other, and these two slots operate as one set. A waveguide array antenna is proposed.
According to a third aspect of the present invention, in any of the waveguide array antennas according to the first or second aspect of the present invention, the power is fed from substantially the center in the longitudinal direction of the waveguide constituting each block. A wave tube array antenna is proposed.
According to a fourth aspect of the present invention, the waveguide array antenna according to the third aspect is provided as one block, each block is arranged in parallel to the longitudinal direction of the waveguide or the longitudinal direction of the waveguide, and each block is arranged as a feed circuit. We propose a waveguide array antenna that is configured to be fed via an antenna and fed with an arbitrary phase amplitude.
[0009]
A fifth aspect of the present invention proposes a waveguide array antenna according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein each antenna is fed by a Butler matrix feed circuit.
According acting <br/> the waveguide array antenna according to the present invention, to form four slots inclined in opposite directions to each other in the wide wall of the waveguide, it operates as a set of antennas in these four slots Thus, a set of antennas can be configured on the wide wall surface of one waveguide. As a result, a waveguide array antenna can be configured with a small volume. In addition, the antenna radiation pattern can be controlled, and by making it an array, beam tilt and pattern shaping on the vertical plane are possible, and even when multi-beams are used with a Butler matrix, the generation of grating lobes can be suppressed. can get.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 show an embodiment of a waveguide array antenna according to the present invention.
Portions corresponding to those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals. In the present invention, a pair of slots SL _1-1 and SL inclined at opposite angles to each other at a predetermined angle θ with respect to two sides 10A and 10B parallel to the longitudinal direction of the waveguide 10 on the wide wall surface 12 of the waveguide 10. _2-1 is formed. These slots SL _1-1 and SL _2-1 are arranged so that the center line 14 A that bisects the wide wall surface 12 of the waveguide 10 in the width direction is axisymmetric. Further, in the present invention, the slot SL _1-1 is set so that the transverse line 14B (see FIG. 2) crossing the slot SL _1-1 and SL _2-1 at a predetermined distance in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide 10 is symmetrical. _1-2 and SL _2-2, and the narrow wall surface 11 _communicates with each of the slots SL _1-1 , SL _1-2, SL _2-1 and SL _2-2 , two sides 10A, 10B is formed by extending a slot in a direction perpendicular to each of 10B. Each of the slots SL _1-1, SL _1-2 and SL _2-1, constitute a pair of antennas by the SL _2-2. In this example, the average interval between the slots SL _1-1 and SL _1-2 and SL _2-1 and SL _2-2 is 0.5λ. The end portion of the waveguide 10 is closed with a metal wall 10C.
[0011]
In the present invention, these four slots SL _1-1 and SL _1-2 and SL _2-1 and SL _2-2 are combined to constitute an antenna. FIG. 3 shows the current direction of each slot. Looking at the pair of slots SL _1-1 and SL _1-2, because slots SL _1-1 and SL _1-2 is the interval is 0.5 wavelength as shown in FIG. 2, the slot opposite direction Current flows through For this reason, in the wide wall surface 12, the currents H in the Y-axis direction are reversed and cancel each other, whereas the X-axis direction is added. Thus the electric field E1 in the slot SL _1-1 and SL _1-2 are generated. Field E2 be the same operation is also generated for the slot SL _2-1 and SL _2-2 in the same manner. Since the electric fields E1 and E2 are directed in the same direction in the longitudinal direction with respect to the waveguide 10, vertical polarization is radiated when the waveguide 10 is erected. That is, electric fields E1 and E2 are generated on the YZ plane, and radio waves are radiated in the Z-axis direction.
[0012]
By adjusting the angle (for example, θ = 60 °) θ of the slots SL _1-1 , SL _1-2 and SL _2-1 , SL _2-2 and the width a (see FIG. 3) of the wide wall surface 12, Since the interval of E2 can be adjusted, a horizontal plane radiation pattern can be formed. Since the current generated in the narrow wall surface 11 has an opposite phase in each slot, it hardly contributes to the radiation on the ZY plane.
As described above, when the waveguide is erected by the combination of the four slots SL _1-1 , SL _1-2, SL _2-1 , SL _2-2 with the antenna configuration shown in FIGS. Vertically polarized waves are generated, and the horizontal plane pattern can be formed. As shown in FIG. 4, unit antennas AN1 to AN6 can be juxtaposed in the longitudinal direction of one waveguide 10 in units of four slots in FIG. As described above, the unit antennas AN1 to AN6 are arranged in parallel in the vertical direction, so that the unit antenna can operate as an array antenna and can be used as a vertically polarized high gain antenna. 4A shows a case where six unit antennas are arranged side by side and B shows a case where two unit antennas are arranged side by side, the number has no special meaning, and any number can be selected. However, when a plurality of devices are installed, a central feeding (feeding point C) is preferable as shown in FIGS. 4 and 11 in order to improve symmetry and the like.
[0013]
As described above, according to the present invention, a set of antennas can be configured on the wide wall surface 12 of one waveguide 10, so that the waveguide can control the antenna radiation pattern with a simple structure and a small volume. A tube antenna can be realized.
5 and 6 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a case where the slots SL _{1-1 to} SL _2-2 shown in the first embodiment are configured by a plurality of slots having different lengths is shown. By doing so, it is possible to resonate at two frequencies while obtaining the same effect as in the first embodiment. Specific antenna structures and their characteristics in this case are shown in FIGS. Experiments were conducted with the dimensional structure of the antenna shown in FIG. First, the input return loss characteristic is shown in FIG. As is clear from FIG. 8, two resonance characteristics were obtained by resonating at two frequencies of 3.9 GHz and 4.65 GHz. It should be noted that which of the two slots shown in FIGS.
[0014]
On the other hand, the radiation pattern is shown in FIG. When the YZ plane shown in FIG. 9, that is, the waveguide 10 is set in a standing posture, the grating lobe can be suppressed on the horizontal plane.
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, an arbitrary set of antennas is used and a planar array antenna is configured. In the example shown in FIG. 10, one block BU is formed by two sets (eight slots) in the vertical direction, and power is supplied to each block BU at the center. Each block BU may be either a single resonance type block as shown in FIGS. 11A and 11B or a double resonance type as shown in FIGS. 11C and 11D. By aligning four blocks BU vertically and supplying power via the phase shifter 15 (see FIG. 10B), beam tilt and shaping of the vertical plane can be performed. Further, the vertical rows can be arranged in the horizontal direction and the vertical direction by arranging them in the horizontal direction and the vertical direction. In this case, there is a method of feeding each vertical array independently, but a multi-beam can be obtained by feeding through a Butler matrix 16 as shown in FIG. Particularly in this case, the feature that the antenna according to the present invention can perform pattern forming on a horizontal plane is utilized. That is, since all the phase angles are fixed in the Butler matrix 16, a grating lobe may be generated when a beam is generated at an arbitrary angle. However, according to the present invention, the grating lobe can be suppressed by forming the element pattern. Note that although the direction of the slit SL is different between the block BU shown in FIG. 10 and the block BU shown in FIG. 11, there is no difference in the antenna characteristics due to the difference in the direction of the slot.
[0015]
That is, as in the third embodiment, by making an array, beam tilt and pattern shaping can be easily performed on a vertical surface with a simple structure and a small volume, and a multi-beam is formed by the Butler matrix 16. It can be seen that generation of grating lobes can also be suppressed in this case.
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the antenna radiation pattern can be easily controlled with a simple structure and a small volume, and beam tilt and pattern shaping on a vertical plane are possible by arraying. In addition, a waveguide antenna that can suppress the generation of grating lobes can be provided even when a Butyl matrix is used as a Mathil beam.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view for explaining a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of FIG.
3 is a perspective view for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
4 is a front view showing a practical example of the embodiment shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a perspective view for explaining a second embodiment of the present invention.
6 is a front view of FIG. 5. FIG.
7A is a front view showing an example of a specific structure of the waveguide array antenna shown in FIGS. 5 and 6, and B is a side view. FIG.
8 is a characteristic curve diagram showing an actual measurement example of the return loss characteristic of the waveguide array antenna shown in FIG. 7;
9 is a characteristic curve diagram showing an actual measurement example of the radiation pattern characteristics of the waveguide array antenna shown in FIG. 7;
10A and 10B are a front view and a side view, respectively, for explaining a third embodiment of the present invention.
11 is a front view, and B and D are side views for explaining the shape of an antenna block that can be used in the waveguide array antenna shown in FIG.
12 is a front view for explaining an example in which power is fed by a power feeding method different from the power feeding method shown in FIG. 10;
FIG. 13 is a perspective view for explaining the structure of a conventional waveguide array antenna.
[Explanation of symbols]
10 waveguide 10A, 2 sides 11 narrow wall 12 wide wall 14A centerline 14B transverse line 15 phase shifter 16 Butler matrix circuitry SL _1-1 to SL _2-2 slots BU block parallel to the longitudinal direction of the 10B waveguide

Claims

導波管の面に複数のスロットを切ることでアンテナとして動作させる導波管アレーアンテナにおいて、
導波管の広壁面に形成され導波管の長手方向と平行する２辺に対して所定の角度で逆向きに傾斜した一対のスロットと、この一対のスロットの形成位置から所定距離離れた位置で上記２辺と直交する向きに横断する横断線を線対称とする位置に形成した一対のスロットと、これらスロットと連通して上記広壁面に接する狭壁面に上記平行する２辺から直角方向に切込んだスロットとによって一組のアンテナを構成し、この一組のアンテナが上記導波管の長手方向に一組以上存在することを特徴とする導波管アレーアンテナ。In a waveguide array antenna that operates as an antenna by cutting a plurality of slots on the surface of the waveguide,
A pair of slots formed on the wide wall surface of the waveguide and inclined in a reverse direction at a predetermined angle with respect to two sides parallel to the longitudinal direction of the waveguide, and a position separated from the formation position of the pair of slots by a predetermined distance And a pair of slots formed at positions that are symmetrical with respect to a transverse line that crosses in the direction perpendicular to the two sides, and a narrow wall surface that communicates with the slots and contacts the wide wall surface in a direction perpendicular to the two parallel sides. A waveguide array antenna characterized in that a set of antennas is constituted by the cut slots, and the set of antennas is present in the longitudinal direction of the waveguide.

請求項１記載の導波管アレーアンテナにおいて、個々のスロットが互いに平行する２本の長さの異なるスロットの組で構成され、これら２本のスロットが１組として動作することを特徴とする導波管アレーアンテナ。2. The waveguide array antenna according to claim 1, wherein each slot is composed of a set of two slots having different lengths parallel to each other, and the two slots operate as one set. Wave tube array antenna.

請求項１又は２記載の導波管アレーアンテナの何れかにおいて、任意の組数でブロック化し、各ブロックを構成する導波管の長手方向のほぼ中央から給電することを特徴とする導波管アレーアンテナ。3. The waveguide array antenna according to claim 1, wherein the waveguide array antenna is blocked by an arbitrary number of sets and is fed from substantially the center in the longitudinal direction of the waveguide constituting each block. Array antenna.

請求項３記載の導波管アレーアンテナを１ブロックとし、各ブロックを上記導波管の長手方向又は上記導波管の長手方向と平行して配列し、各ブロックを給電回路を経由して給電して任意の位相振幅で給電する構成としたことを特徴とする導波管アレーアンテナ。4. The waveguide array antenna according to claim 3, wherein each block is arranged in parallel with the longitudinal direction of the waveguide or the longitudinal direction of the waveguide, and each block is fed via a feeding circuit. A waveguide array antenna characterized in that power is fed with an arbitrary phase amplitude.

請求項１乃至４記載の導波管アレーアンテナの何れかにおいて、各アンテナをバトラーマトリックス給電回路で給電する構成としたことを特徴とする導波管アレーアンテナ。5. The waveguide array antenna according to claim 1, wherein each antenna is fed by a Butler matrix feeding circuit.