JP6108158B2 - 擬似多重極アンテナ - Google Patents
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Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
このように、電気多重極のみによる放射であれば、±z方向に放射波の主ビームが生じる。また、多重極の次数を2×l(エル)で表すと、l−1個のサイドローブが生じる。
ΔLz= 0
であり、
Δθx = Δθy = θ0 / 2π(θ0 は半値角)とすると、
最高次数L=10であれば、
Gd=21.7dBi
Ae=11.96λ2
a=1.95λ
θ0=16.1deg
最高次数L=20であれば、
Gd=27.4dBi
Ae=43.89λ2
a=3.74λ
θ0=8.44deg
最高次数L=30であれば、
Gd=30.5dBi
Ae=89.54λ2
a=5.34λ
θ0=5.72deg
となる。
次に、上述の多重極を実現するためのハードウェアについて示す。
第1の実施形態では、電気多重極および磁気多重極を波源とした、TM波およびTE波の作り出す指向性のある電磁ビームと等価な電磁界により、半空間に電磁放射を行うようにした。これに対し、第2の実施形態では、TMモードとTEモードとを次数l毎に縮退させず、TM波またはTE波の一方のみを用いる例を示す。
《第3の実施形態》
球形誘電体共振器の外側の電磁界は原点の多重極から放射する球面波と全く等しい。第3の実施形態では、電気多重極または磁気多重極の波源として用いる多層の球形誘電体共振器について示す。
第4の実施形態では、電気多重極および磁気多重極の波源として用いる多層球形誘電体共振器について示す。
PR…球形誘電体共振器
R…球形誘電体共振器
U1〜U5…単位アンテナ
11…発振器
12…ハイブリッド回路
13…TE結合プローブ
14…TM結合プローブ
15…プローブ
21…クロスコイル
22…位相/振幅制御回路
23…TE11 結合プローブ
24…TM11 結合プローブ
30…核部
31〜33…誘電体層
40…円形誘電体線路
41…固定材
42…テーパー形状部
50…円形導波管
51…ホーンアンテナ
52…コネクタ群
101,102…多層球形誘電体共振器
200,200TE,200TM…給電部
Claims (15)
- 電気多重極を波源としたTM波の作り出す指向性のある電磁ビームと等価な電磁界を発生する擬似多重極を備え、
前記擬似多重極は、球座標系におけるマクスウェル方程式の解の要素である球面調和関数の各次数(l,m=1)に対応する球面電磁波をl=1からl=Lまで前記TM波を重ね合わせ、各次数の電気多重極放射が持つ(l−1)個のサイドローブを打ち消すことを特徴とする擬似多重極アンテナ。 - 前記擬似多重極は、電磁ビームの指向性利得で与えられる開口面アンテナの有効開口半径よりも小さな半径をもつ回転楕円体面上に構成され、この回転楕円体の中心に電気多重極があるのと等価な電磁界を生じさせる複数の単位アンテナである、請求項1に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記擬似多重極は、前記電気多重極と等価な電磁界を生じさせる、それぞれTMモードで共振する、複数の誘電体層を有する多層球形誘電体共振器である、請求項1に記載の擬似多重極アンテナ。
- 磁気多重極を波源としたTE波の作り出す指向性のある電磁ビームと等価な電磁界を発生する擬似多重極を備え、
前記擬似多重極は、球座標系におけるマクスウェル方程式の解の要素である球面調和関数の各次数(l,m=1)に対応する球面電磁波をl=1からl=Lまで前記TE波を重ね合わせることにより、各次数の磁気多重極放射が持つ(l−1)個のサイドローブを打ち消すことを特徴とする擬似多重極アンテナ。 - 前記擬似多重極は、電磁ビームの指向性利得で与えられる開口面アンテナの有効開口半径よりも小さな半径をもつ回転楕円体面上に構成され、この回転楕円体の中心に磁気多重極があるのと等価な電磁界を生じさせる複数の単位アンテナである、請求項4に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記擬似多重極は、前記磁気多重極と等価な電磁界を生じさせる、それぞれTEモードで共振する、複数の誘電体層を有する多層球形誘電体共振器である、請求項4に記載の擬似多重極アンテナ。
- 電気多重極および磁気多重極を波源とした、TM波およびTE波の作り出す指向性のある電磁ビームと等価な電磁界により、半空間に電磁放射を行う擬似多重極を備え、
前記擬似多重極は、球座標系におけるマクスウェル方程式の解の要素である球面調和関数の各次数(l,m=1)に対応する球面電磁波をl=1からl=Lまで前記TE波と前記TM波とをセットにして重ね合わせ、各次数の電気多重極放射および磁気多重極放射が持つ(l−1)個のサイドローブを打ち消すことを特徴とする擬似多重極アンテナ。 - 前記擬似多重極は、電磁ビームの指向性利得で与えられる開口面アンテナの有効開口半径よりも小さな半径をもつ回転楕円体面上に構成され、この回転楕円体の中心に電気多重極および磁気多重極があるのと等価な電磁界を生じさせる複数の単位アンテナである、請求項7に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記単位アンテナは多重モードの誘電体共振器である、請求項2、5または8に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記誘電体共振器は、TE11の2重モードおよびTM11 の2重モードで共振する球形誘電体共振器である、請求項9に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記誘電体共振器は、核部と外殻部とで誘電率が異なり、TEモードとTMモードとが縮退した球形誘電体共振器である、請求項9に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記誘電体共振器は、核部が金属、外殻部が誘電体であり、TEモードとTMモードとが縮退した球形誘電体共振器である、請求項9に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記擬似多重極は、前記電気多重極と等価な球面電磁波を生じさせる、それぞれTMモードの共振と、前記磁気多重極と等価な球面電磁波を生じさせる、それぞれTEモードの共振とが縮退した、複数の誘電体層を有する多層球形誘電体共振器である、請求項7に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記多層球形誘電体共振器の前記誘電体層は径方向と周方向とで誘電率が異なる、請求項13に記載の擬似多重極アンテナ。
- 前記誘電体層に径方向に延びるスリットが形成され、このスリットによって前記誘電体層は径方向と周方向とで誘電率が異なっている、請求項14に記載の擬似多重極アンテナ。
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