JPS58111412A - 電磁波放射器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明は、おおまかにいえば超高周波で作動する電磁波
放射器に係り、より特定するとメッキした絶縁基質板か
らなる波放射器に係るものである。

特に興味のあるこの発明の応用分野は、広帯域周波数帯
で作動する小型のレーダ用アンテナの分゛テナの基本素
材として使われる。

アンテナが放射するビームによって空間を掃引する電子
式掃引アンテナに対して、ここで要求される無縁−電気
特性は、アンテナの偏向品質が依存する基本素材の間の
ピッチに追従するようにするために、横方向と同時にこ
われにくくなるように縦方向にも少しの空間をとって基
本素材を使うことが必要である、というようなことであ
る。

多数の実施例では、選択した解法は、絶縁板上に印刷し
た半波ダイポールか、あるいは倣小細線によって励起さ
れる「パッチ（つぎ当て）」型式の部品を使うことにあ
る。

公開されたイギリスの第１，３４８．４７８　ｇの特許
に掲げられた実施例では、放射ダイポールがダイポール
の茎状部として絶縁板の同一表面上の印刷した間隙線に
導かれており、良好な接合を保つためにその間隙線とダ
イポール間に中間部が設けられている。

これらの２つの型式の素材は、共振時に通常正しく動作
するのみなので、両方とも大きな受は入れ可能帯域幅（
１，５に等しいかより小さい定常液率と変形しすぎがな
い放射線図）を提供することができない。

パッチ形式の部品にとっては、５％の帯域幅はほとんど
超えることができず、ダイポール型式にとっては、基質
上に印刷されて従来の共通軸線によって励起される部品
に対して幅を２倍とすると良好と考えられる。

本発明のねらいは、広範な周波数帯域幅にわたって作動
し、結果的に低位の無線−電気空間の占有率となる非常
にコンパクトな構造をもち、再生産が容易で経済的で、
しかも線形性の部品として、あるいは波長単位で測った
空隙ピッチが小さい２次元網（ネットワーク）用アンテ
ナとして使うことができる電磁波放射器を提案して、こ
れらの欠点を改善することである。

（発明の要約） 本発明による電磁波放射器は 一放射部； 一供給装置；とを有し、 この供給装置は、 一金属製の平行六面体のケースと −中央縦軸をもった絶縁板 からなり、この絶縁板はケースの内側に収納され、この
軸に関して対称な２本の平行な第１の導波細片を形成す
るために一方の面上にメブキを施してあり、間隙線を形
成している。

上記の放射部は、 一上記の絶縁板の延長部材 からなっていて、この部材は２本の第２の導波細片を形
成するためにメ？キが施されていて、上記の軸に関して
対称で、この細片の一端が上記の２本の第１の細片にま
で延長していて、その第２端はエネルギーを放射するよ
うに形成されている。

本発明はさらに波放射器の使用に係り、この放射器が電
子式掃引アンテナの基本素材を形成し、このアンテナが
、移相器と関連して移相網のモジー−ルと呼ばれる要素
を構成するということを特徴とする。放射部とその供給
装置、および１本の間隙線で絶縁基質上に形成された移
相器とが、３者ともすべて共に直接結合されることによ
って、網のアンテナを構築する上で特別に興味深い利点
を提供することとなる。

（好適な実施態様の説明） 図１を見ると、本発明に基づ（波放射器は絶縁基質板１
から構成されており、その長さはＬで中央縦軸Δ・があ
り、その一方の面上に２本の第１の導波細片２と３が配
置してあり、軸Δに関して対称となっている。この２本
の細片の向い合っている両端４と５は平行となっている
。

波放射器は放射部１４で形成され、供給装置が付属して
いて、絶縁板１の放射部として形成されている。

供給装置は、間隙線の長さと同じ長すＬｌをもつ平行六
面体の金属ケース６の内側に設けた間隙線９によって形
成されている。間隙線９は、全幅がｄ２の２本の導波細
片２と３で形成され、この細片の向い合っている両端４
と５は一定の距離ｄだけ離れていて、間隙線の幅を定義
しているが、この細片の両他端７と８は、前述の両端４
と５とは反対に金属ケース６の内壁に電気的に接続され
ている。

実際的には、絶縁板１はケース６の内壁上に設けた２つ
の突出部（肩）の上にのっていても、あるいはそこに彫
った２本のみぞに収まっていてもよい。間隙線９の両端
７と８とケース間にできるだけ最良の電気的接続を保つ
ために、導電性の接着剤によってそれらをケースの内壁
に結合または接着させる。こうして、ケース６に対する
板１の良好な機械的強度と間隙線９の良好な電気的接続
が同時に確保され、さらにこの間隙線９をこのケースの
内側に置いて、この間隙線自身の内部以外での伝搬の現
象を避けるようにしている。この間隙線を支えている絶
縁板１は、ケース６の縦軸中央平面にしっかりと据え付
けて、界磁の指向性が非対称とならないようにしている
。

ケースには、この２つの導波細片２と３を切り離して下
方に据え付けて、それらがこの間隙線に関して無限の幅
をもつ２つの平行金属面に等価となるようにしている。

そこで、ケース６は遮蔽箱であり、放射用導波体として
作用するべきではなし）。

放射部はまた、絶縁板１でも構成されでいる。

それは２つの第２の導波細片からなり、軸Δに関して対
称で、それぞれ第１の細片２と３ＶＣまで延伸している
が、互いに距離ｄだけ離れている。これらの２つの第２
の細片は、間隙線９と放射部１４との間の中間部１３を
形成している２つの薄くした導波部分によって、２つの
第１の細片２と３に結合されており、この中間部は２つ
の導波細片２と３の幅ｄ２が継続的に変化するようにな
っている。

図１では、放射部１４はダイポール型式で、２つの導波
部分はこの場合２つの茎状部１６と１７とで形成されて
いる。

図１に示した実際の実施態様の特定の場合には、間隙線
９と放射部とは、ケース６中の絶縁板１の幅がこのケー
スの外側の幅の値に等しいか、より大きいか、あるいは
より小さいかに従って写真食刻（フォト・エツチング）
を施されている。間隙線９は、金属ケース６に対してこ
の間隙に垂直に配置された同軸線１００によって励起さ
れる。この同軸線の軸心は、絶縁板１上に写真食刻を施
された配線１０１によって延伸してあり、間隙線の中心
とは反対の面上で、この配線と間隙との間の中間部が４
分の１波形のメッキを施した接合用の蝶形翼１０２で形
成している。この蝶形翼と配線１０１とは、図１中に破
線で示しである。この絶縁基質は、たとえばセラミック
またはエポキシ系ガラスであってもよい。

図２は、本発明に基づくダイポール型式の波放射器のほ
かの実施態様の斜視図である。

間隙線９の一方の側では、間隙線９と２線式配線１５の
断面との間の中間部１３０を形成するために、導波細片
２と３の幅ｄ２がセばめられているが、この間隙線９０
反対側で、上記の配線１５の端部が放射部１４を形成し
ているダイポールの茎状８１６と１７に結合している。

前述のように、間隙線９、中間部１３０．２線式配線の
断面１５、およびダイポール１４の茎状部は絶縁板１上
に写真食刻によって形成されている。

図３と４にそれぞれ示した別の特定の実施態様では、絶
縁板１は、中間部１３，１３０と２線式配線１５を形成
している細片の幅に従って切り落してもよいが、両方の
図の切り落しの形状のどちらも可能である。好適な実施
態様は図４に示すものである。

図５は、本発明に基づく波放射器の斜視図を表わしてお
り、そこでは放射部１４は特殊な形状をしている。供給
装置は別の図で前に説明したものと同一であり、放射ｓ
１４は、中間部１３を形成している導波細片の各々の延
長部となっている三角形の形状をしている２つの部分で
形成されている一方、他方では、これらの三角形は板１
の端部で失点となり、軸Δに垂直な位置にある長方形の
導波細片部１０がある２つの細片２と３が配置されてい
る板面とは反対側の板面上に置かれている。

この解法の変形は、どちらでもよいが間隙線９を形成し
ている細片２か３のどちらか一方の、絶縁板１の反対側
の面上にこの細片部１０を据え付けるやり方である。こ
れは、絶縁板１に穴を開け、そこに導線１１あるいは１
２を通し、それらの端部を一方の側は細片部１０に、別
の片方の側は細片２あるいは３に、もしくは両方に接合
して間隙線を形成することによって可能となる。

付属の放射部、間隙線９および細片ｓ１０間に電気的接
続をもたらす穴の位置によって、電気的接続がない基本
的モデルで提供される形態とくらべて、こうして生成さ
れると構造１新しい形態の放射パターンが決定される。

これらの穴が特定の位置にあると、平面Ｅの放射パター
ンは軸線で中空となる。そこで、これは別の型式となる
。較正動作上狭い帯域幅しかもたないこのモデルは、そ
れでもこの種のパターンが望ましい特定の応用面に対処
できる。

以下余白 図１中に破線で示したように、ガイド（導波路）の開口
部形状を変化させることによって、広い動作帯域幅と同
時に放射部と間隙線との間の良好な接合も得られる。例
えば、ケースの開口部には、横断面に直角に、ケースの
２つの大きな平行面印と６１上に、軸Δの方向に延びて
いてこの軸に関して対称な２つのＶ字形の投影がある。

ケースの開口部は、ケースの内方に向った互いに反対向
きの２つのＶ字形をした鋸歯形状を構成してもよい。

（放射）部がダイポール型式の場合には、放射ダイポー
ルは、全波あるいは半波のダイポールで、その茎状部１
６と１７は長方形か、あるいは、例えば図６にあるよう
な蝶形翼と呼ばれる外方に広がりをもつ舌形かを形成し
てもよい。素材のインピーダンス特性を増大することが
望ましい場合は、いわゆるはいり込んだダイボー々を図
７に示した例、１゜ のように使ってもよい。

型式が何であっても、放射ダイポールの接合は、間隙供
給線とダイポールの茎状部にまで延伸している２線式配
線との間の中間部の寸法によって保たれる。

図６は本発明に基づく放射素材の縦断面図であり、素材
の動作帯域の中心周波数で４分の１波に等しい長さのイ
ンピーダンス変成器２１を示している。この変成器は、
２線式配線１５の位置、あるいは間隙線９の位置のいず
れかに図中に破線で示したように形成してもよい。この
接合をさらに改善するために、図６に破線で示したよう
に、間隙線と対面して、絶縁板の面上にメッキを施した
表面ｎの例示形態で、（配［１５の位置の）前者の変成
器に正確な容量を付加させることが可能である。

本発明の素材の放射パターンの変更態様は、動作波長の
４分の１に反映して、つまり等しい距離に、例えば図８
に示したように形成して、ケース６の開口部の平面で絶
縁板１の上に写真食刻を施した２つの金属細片飼と５を
置（が、あるいはまた、ケース６の開口横断面における
端辺２６を考慮することによって入手してもよい。指向
性はダイポールの前方に指示器を置（ことによって改善
されるであろう。図９の場合には、３本の指示器ガまた
は写真食刻を施した金属細片がダイポール１４に平行に
置いてあり、それらは放射の射出方向に寸法が減小して
いる。本発明の供給装置の間隙線がもつ電磁気的特性は
、間隙の幅、それを支えている板ｌの厚さと絶縁定数値
と同時に、板１を収納する金属ケースの機械的寸法（デ
ィメンジョン）によって定義される。

この説明で当初に述べたように、このような波放射器の
非常に重要な利点は、図１０に示すように供給装置の上
流に移相器側を設置してモジー−ルを形成することがで
きる可能性である。この移相器あは、出願名台帳に登録
された特許番号第２３７９１９６号で既に述べられてい
るように、同一の伝搬軸をもつ同一平面上の線路側と、
２本の送信路の結合場所に位置する２つのダイオード３
１と３２をもつ装置とに結合された間隙線四を含んでい
る。

ケース６は移相器のダイオードを無線−電気的に保護し
ている。このようなモジュールは寸法の減小をもたらし
、挿入損失を避けることが見込まれる。利点の観点から
述べてきたついでに、図１１に示すように、この素材を
線用アンテナのための要素として使う場合には、隣り合
わせに配置したケース６の金属端部２６のすべてが非常
に大きな反射面を形成し、この面が放射ダイポールを通
すケースの開口部だけに見い出される平面となることを
述べてお（。こうして形成された反射器は、ダイポール
の茎状部からλ／４の距離にある。本発明の波放射器の
各間隙線を収納するケースには、数個の放射器を一諸に
積み重ねることができる。

ここで述べた素材では、ケースの位置は水平偏向におけ
る下方しゃ新局波数用のフィルタ（ろ波器）を定義する
ようにしである。

他方、垂直偏向した波に対して、ケースの幅はしゃ所用
波数をより低く設定するようにし、交差した偏向フィル
タに平行な金属線の網の位置決めでこの欠点を相殺する
ようにしている。

図１２は、ケースの開口部編の位置で、供給装置が平行
な導波線３３の網からなり、この導波線の方向は間隙線
９によって放射される電界Ｅの方向と直交する放射素材
を示している。この素材を網側アンテナの部品として、
例えば、送信と受信の両方に作動する部品として使う場
合には、この網がこの素材によって放射される波に垂直
な偏向方向をもつ波をどれも反射することになる。ここ
で絶縁基質板上に記章された間隙線によって供給される
電磁波放射器のことを述べてきたが、この板の主要な利
点は、絶縁基質が使われる場合に低位の無線電気的な空
間占有率に加えて、高い絶縁定数と２１Ｊ％というオー
ダの非常に広い帯域幅をもつことである。従って、網側
アンテナは波長単位で測定した場合に小さい空隙ピッチ
（間隔）で構築してもよいことになる。

図１３は素材ごとに片側を照射できるレンズの部分の縦
断面図を示している。このレンズは、本発明に基づいて
ダイオードの移相器部に関して対称゛に配置された２つ
の波放射器によってそれぞれ形□ 成されたモジュールの積み重ねで構成されている。

素材は、例えば、放射部１４０を照射し、放射器はそこ
でエネルギーを受領する。それから、移相器側によって
、相異なる信号が部品１４によって放射される以前に移
相されろ。この実施態様では、同様な絶縁板１上に配置
され、同様なケース６中に収納された間隙線９によって
、インピーダンス整合の問題を簡単化している。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明に基づ（ダイポール型式の波放射器の斜
視図である；図２泥図３と図４は、本発明に基づ（ダイ
ポール型式の波放射器の他の実施態様の斜攬図である；
図５は、本発明に基づく波放射器の斜視図である；図６
と図７と図８と図９は、本発明に基づ（波放射器の異な
る実施態様の縦断面図である；図１０は、移相器に関連
する本発明に基づ（波放射器の縦断面図である。図１１
は、本発明に基づいて構築された網側アンテナの部分縦
断面図である。図１２は、本発明に基づ（波放射器の縦
断面図で、接合用の結線を示して（・る；図１３は、本
発明によって構成されたレンズ部分の縦断面図である。 １；絶縁基質板 ２．３；導波細片 １４；放射部 ６；金属ケース ９；間隙線 特許出願人 トムソンーセーエスエフ 特許出願代理人 弁理士　　　　山　本　恵　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ＩＩ　　放射部と　　　　　　　　　　　　　　　　
   　５供給装置とを有し。 この供給装置は： 金属製の平行六面体のケースと 中央縦軸をもった絶縁板とからなる電磁波放射器であっ
   て、この絶縁板はケースの内側に収　１０納され、この
   軸に関して対称な２本の平行な第１の導波細片を形成す
   るために一方の面上にメッキを施してあり、間隙線を形
   成し、上記の放射部は、上記の絶縁板の細長部材からな
   っていて、この部材は２本の第２の導波細片を形成する
   ためにメツ　１５キが施されていて、上記の軸に関して
   対称で、この細片の一端が上記の２本の第１の細片にま
   で延伸シていて、その第２端はエネルギーを放射するよ
   うに形成されていることを特徴とする電磁波放射器。　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０（２）
   面の端部が上記の軸に関して対称になっていて定距離慈
   だけ離れており、その外側の端部が上記のケースの内壁
   に電気的に結合されている上記の２本の平行な第１の導
   波細片で、その間隙線の長さがケースの長ｇＬ、に等し
   い特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 （３）上記のケースに上記の絶縁板を支えるための２本
   のみぞを形成しである２面の内壁がある特許請求の範囲
   第１項記畝の電磁波放射器。 （４）上記の２つの細片が上記の間隙線の端部と同じ距
   離俵だげ離れている特許請求の範囲第１項記載の電磁波
   放射器。 （５）上記の２本の第２の細片が、上記の間隙線と上記
   の放射部との間の中間部を形成している２つの薄（した
   導波部分によって上記の２つの細片に結合しである特許
   請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 （６）２つの第２の細片が中間部によって上記の間隙線
   に接続し、第２の細片の幅ｄ２が継続的に変化するよう
   になっている特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器
   。 （７）２つの第２の細片の幅ｄ２が円孤状に、または声
   鰐関数的に、あるいは超越関数的に数学関数の曲表現に
   基づいて変化する特許請求の範囲第１項記載の電磁波放
   射器。 （８）上記の放射部がダイポール型式である特許請求の
   範囲第１項記載の電磁波放射器。 （９）ダイポールの茎状部が、上記の中間部端に、上記
   の間隙線とは反対側に、２線式配線断面によって結合さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 （１０）さらに、作動帯域の中心周波数での波長の４分
   の１に等しい長さのインピーダンス変成器を含み、上記
   の間隙線の位置また鴫１２線式配線の位置に設けられて
   いる特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 ０１）さらに、ダイポールの茎状部に平行に、射出され
   た放射の方向に対して下流側に据え付けられた指示器細
   片をもつ特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 α２）上記の絶縁板が、中間部、２線式配線および放射
   部を形成している導波細片の幅ｄ２に従って切り取られ
   ている特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 峙　上記の第２の細片が、上記の中間部を形成している
   各導波細片の延長部で三角形の形状をなし、これらの三
   角形が上記の板の端部で失点となり、さらに、上記の軸
   に垂直な長方形の導波細片部が上記の板の別の面上に蓋
   かれている特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 （１４）　　さらに、少なくとも１本の導波線からなり
   、上記の導波細片部にその導波線の端子の一方が電気的
   な接続状態に置かれて、絶縁板を通り、上記の２つの導
   波細片の１つに他の端子が電気的接続状態にあり、上記
   の導波細片部と上記の細片が同一の電位となるようにし
   である特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 （ｌω　ケースの開口部の、２つの大きなケースの平行
   面上に、上記の軸の方向にこの軸に関して対称に延伸し
   ている２つの７字形をした投影がある特許請求の範囲第
   １項記載の電磁波放射器。 ０６）上記ケースの開口部がケースの内方に向かう２つ
   のＶ字形をした鋸歯形状をしている特許請求の範囲第１
   項記載の電磁波放射器。 ０７）上記の導波細片が上記の絶縁板上ＶＣ請求項１１
   　、１３の写真食刻過程で配置される特許請求の範囲第
   １項記載の電磁波放射器。 ０８１　　さらに、上記のケースの開口部面内で、上記
   の絶縁板上に食刻された２つの金属製の反射細片からな
   る特許請求の範囲第１項記載の電磁波放射器。 ０９　　上記の間隙線がダイオード移相器の出力間隙線
   の延長上に直接位置している特許請求の範囲第１項記載
   の電磁波放射器。 （割　上記ケースの開口部が、方向が間隙線によって放
   射された電界Ｅに垂直な並列導波線網からなる特許請求
   の範囲第１項の電磁波放射器。