JP2014093552A - Waveguide slot antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導波管スロットアンテナに関する。 The present invention relates to a waveguide slot antenna.
レーダアンテナにおいて、導波管の管壁（広壁面または狭壁面）に複数のスロットが水平方向に配列されている導波管アンテナ（以下、導波管スロットアンテナという）がある。このような導波管スロットアンテナにおいて、特に狭壁面において各スロットは、管内波長の半分より少しずらした間隔で配置されており、導波管の垂直方向に対して斜めに形成され、隣接する複数のスロットの傾斜が各々、逆の傾斜角度に形成されている。導波管スロットアンテナでは、導波管に供給された信号により発生する管上の電流により、スロット内で電界が発生する。導波管スロットアンテナでは、隣接するスロットの隣接角度が逆に形成されているので、アンテナ正面方向に近い角度から見ると、この隣接するスロットにより発生する電界成分のうち垂直成分が互いに打ち消し合い、水平方向の成分のみが重畳されることで指向性が得られる（例えば、特許文献１参照）。 As a radar antenna, there is a waveguide antenna (hereinafter referred to as a waveguide slot antenna) in which a plurality of slots are arranged in a horizontal direction on a tube wall (wide wall surface or narrow wall surface) of a waveguide. In such a waveguide slot antenna, particularly in a narrow wall surface, the slots are arranged at intervals slightly shifted from half of the guide wavelength, and are formed obliquely with respect to the vertical direction of the waveguide. The slots are inclined at opposite angles. In the waveguide slot antenna, an electric field is generated in the slot by a current on the tube generated by a signal supplied to the waveguide. In the waveguide slot antenna, adjacent angles of adjacent slots are formed in reverse, so when viewed from an angle close to the front direction of the antenna, vertical components of the electric field components generated by the adjacent slots cancel each other, Directivity is obtained by superimposing only the components in the horizontal direction (see, for example, Patent Document 1).
このような導波管スロットアンテナでは、アンテナの構造上、前述の垂直成分である交差偏差が発生する。この交差偏差は、不要ローブの発生原因でもある。このため、特許文献２では、隣接する導波管スロットアンテナ間において、スロットの向きを逆に配置することが提案されている。 In such a waveguide slot antenna, the crossing deviation, which is the aforementioned vertical component, occurs due to the structure of the antenna. This crossing deviation is also a cause of unnecessary lobes. For this reason, in Patent Document 2, it is proposed to reverse the slot orientation between adjacent waveguide slot antennas.
しかしながら、特許文献２の技術では、ビームの走査角度を変化させた場合に、不要ローブの信号レベルが大きくなるという課題があった。 However, the technique of Patent Document 2 has a problem that the signal level of the unnecessary lobe increases when the beam scanning angle is changed.
本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、ビームの走査角度を変化させた場合であっても、不要ローブの信号レベルを低減する導波管スロットアンテナを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a waveguide slot antenna that reduces the signal level of an unnecessary lobe even when the beam scanning angle is changed. It is said.
（１）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る導波管スロットアンテナは、表面に複数のスロットが形成されている複数の導波管スロットアンテナを備え、複数の前記導波管スロットアンテナは、チョーク構造を介して積重方向に連続して配置され、スロットパターンが第１パターンの導波管スロットアンテナと、前記第１パターンと導波管スロットアンテナの積重方向に線対称であるスロットパターンが第２パターンの導波管スロットアンテナと、を備え、前記第１パターンの導波管スロットアンテナと前記第２パターンの導波管スロットアンテナとが不規則に配置され、前記第１パターンと前記第２パターンの各導波管スロットアンテナへ、互いに逆位相の電力が供給されることを特徴としている。
（２）また、本発明の一態様に係る導波管スロットアンテナにおいて、前記複数の前記導波管スロットアンテナは、チョーク構造を介して隣接する２つ以上の前記導波管スロットアンテナが１つの組であり、複数の組のうち第１組と第２組との導波管スロットアンテナのスロットパターンが、前記第１組と前記第２組との間の中心線に対して非対象に配置されているようにしてもよい。
（３）また、本発明の一態様に係る導波管スロットアンテナにおいて、前記複数の前記導波管スロットアンテナは、チョーク構造を介して隣接する２つ以上の前記導波管スロットアンテナが１つの組であり、第１組の第１の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが第１パターンに形成され、第１組の第２の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが第２パターンに形成され、第２組の第１の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが前記第１組の第１の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンと逆の第２パターンに形成され、第２組の第２の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが前記第１組の第２の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンと逆の第１パターンに形成され、前記第１組から前記第２組までを第１組から第２組の順に積重されているようにしてもよい。
（４）また、本発明の一態様に係る導波管スロットアンテナにおいて、前記複数の前記導波管スロットアンテナは、第ｎ組（ｎは、３以上の整数）の第ｍ（ｍは１以上の整数）の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが、前記第１組の第１、前記第１組の第２、前記第２組の第１、及び前記第２組の第２のうちのいずれか１つの前記導波管スロットアンテナのスロットパターンと逆のパターンに形成され、前記第１組から前記第ｎ組までを第１組から第ｎ組の順に積重されているようにしてもよい。
（５）また、本発明の一態様に係る導波管スロットアンテナにおいて、前記第１組から前記第ｎ組の順に隣接して積重されている前記導波管スロットアンテナのうち２のべき乗以外の素子数だけ連続する前記導波管スロットアンテナが選択されて形成されているようにしてもよい。
(1) To achieve the above object, a waveguide slot antenna according to an aspect of the present invention includes a plurality of waveguide slot antennas having a plurality of slots formed on a surface thereof, and the plurality of the waveguides The slot antennas are continuously arranged in the stacking direction via the choke structure, and the slot pattern is line-symmetric with respect to the stacking direction of the first pattern waveguide slot antenna and the first pattern and the waveguide slot antenna. The slot pattern is a second pattern waveguide slot antenna, and the first pattern waveguide slot antenna and the second pattern waveguide slot antenna are irregularly arranged, and the first pattern It is characterized in that powers of opposite phases are supplied to the waveguide slot antennas of one pattern and the second pattern.
(2) Further, in the waveguide slot antenna according to one aspect of the present invention, the plurality of waveguide slot antennas include one or more adjacent waveguide slot antennas via a choke structure. The slot patterns of the waveguide slot antennas of the first set and the second set among a plurality of sets are arranged non-targeted with respect to the center line between the first set and the second set. You may be made to do.
(3) In the waveguide slot antenna according to one aspect of the present invention, the plurality of waveguide slot antennas include one or more waveguide slot antennas adjacent to each other via a choke structure. A slot pattern of the first set of the first waveguide slot antenna is formed in the first pattern, and a slot pattern of the first set of the second waveguide slot antenna is formed in the second pattern. A slot pattern of the second set of the first waveguide slot antennas is formed into a second pattern opposite to the slot pattern of the first set of the first waveguide slot antennas; A slot pattern of the second waveguide slot antenna is formed in a first pattern opposite to the slot pattern of the first set of the second waveguide slot antenna, and the first pattern May be are stacked up the second set to the second set of order from the first set from.
(4) Further, in the waveguide slot antenna according to one aspect of the present invention, the plurality of waveguide slot antennas may include an m-th set (n is an integer of 3 or more), where m is 1 or more. Of the first slot of the first set, the second of the first set, the first of the second set, and the second of the second set. It is formed in a pattern opposite to the slot pattern of any one of the waveguide slot antennas, and the first set to the nth set are stacked in the order of the first set to the nth set. Good.
(5) Further, in the waveguide slot antenna according to an aspect of the present invention, the waveguide slot antenna other than the power of two of the waveguide slot antennas stacked adjacent to each other in order from the first set to the nth set. The waveguide slot antennas that are continuous by the number of elements may be selected and formed.
本発明によれば、導波管スロットアンテナは、ビームの走査角度を変化させた場合であっても、不要ローブの信号レベルを低減できる。 According to the present invention, the waveguide slot antenna can reduce the signal level of unnecessary lobes even when the beam scanning angle is changed.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るアンテナシステム１の概略構成図である。図１に示すように、アンテナシステム１は、アンテナ１０、給電装置２０を含んで構成される。図１において、ｚ方向は、紙面左右方向、ｙ方向は、紙面上でｚ軸と垂直な方向であり、ｘ方向は、導波管スロットアンテナの厚み方向である。
アンテナ１０は、ｚ方向にスロットを有する複数の導波管スロットアンテナが、ｙ方向にチョーク構造を介して積重されているアレーアンテナである。アンテナ１０は、ｚ方向がＷの長さ、ｙ方向がＬの長さである。また、アンテナ１０は、不図示の駆動装置の制御に基づいて、ビームの走査角度（以下、ビーム走査角度という）を可変することができる。また、アンテナ１０の上面には、平行平板４０が設けられている。平行平板４０は、アンテナを保護するレドームである。なお、アンテナシステム１は、平行平板４０を備えなくてもよい。
給電装置２０は、アンテナ１０の各導波管スロットアンテナに電力を供給する装置である。アンテナ１０と給電装置２０とは、例えば同軸ケーブル３０により接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an antenna system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the antenna system 1 includes an antenna 10 and a power feeding device 20. In FIG. 1, the z direction is the left-right direction on the paper, the y direction is the direction perpendicular to the z-axis on the paper, and the x direction is the thickness direction of the waveguide slot antenna.
The antenna 10 is an array antenna in which a plurality of waveguide slot antennas having slots in the z direction are stacked via a choke structure in the y direction. The antenna 10 has a length W in the z direction and a length L in the y direction. The antenna 10 can change the beam scanning angle (hereinafter referred to as a beam scanning angle) based on control of a driving device (not shown). A parallel plate 40 is provided on the upper surface of the antenna 10. The parallel plate 40 is a radome that protects the antenna. The antenna system 1 may not include the parallel plate 40.
The power feeding device 20 is a device that supplies power to each waveguide slot antenna of the antenna 10. The antenna 10 and the power feeding device 20 are connected by, for example, a coaxial cable 30.
図２は、本実施形態に係るアンテナ１０の配置の一例を説明する図である。図２において、ｚ方向は、導波管スロットアンテナ１１−ｉ（ｉは１〜ｎの整数、ｎは２以上の整数）の長手方向であり、ｙ方向は、図１と同様にｚ軸と垂直な方向である。なお、スロット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、・・・、及びスロット１２ａ’、１２ｂ’、１２ｃ’、１２ｄ’、１２ｅ’、１２ｆ’、・・・を総称してスロット１２と呼ぶ。また、導波管スロットアンテナ１１−１〜１１−ｎを総称して、導波管スロットアンテナ１１という。
図２に示すように、アンテナ１０は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の導波管スロットアンテナ１１−ｉ、ｎ−１個のチョーク構造１３を備えている。
導波管スロットアンテナ１１−ｉには、各々、スロット１２が、ｗの間隔で交互に形成されている。間隔ｗは、導波管内を進む電波の波長λの半分の波長λ／２より少しずらした間隔である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the antennas 10 according to the present embodiment. In FIG. 2, the z direction is the longitudinal direction of the waveguide slot antenna 11-i (i is an integer of 1 to n, n is an integer of 2 or more), and the y direction is the z axis as in FIG. The vertical direction. The slots 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f,... And the slots 12a ′, 12b ′, 12c ′, 12d ′, 12e ′, 12f ′,. . The waveguide slot antennas 11-1 to 11-n are collectively referred to as the waveguide slot antenna 11.
As shown in FIG. 2, the antenna 10 includes n (n is an integer of 2 or more) waveguide slot antennas 11-i and n−1 choke structures 13.
In the waveguide slot antenna 11-i, slots 12 are alternately formed at intervals of w. The interval w is an interval slightly shifted from the wavelength λ / 2 which is half the wavelength λ of the radio wave traveling in the waveguide.
導波管スロットアンテナ１１−１及び１１−４は、ｚ方向に対して、位置ｚ１にｙ軸に対して左回りの角度θ１を有するスロット１２ａが形成され、位置ｚ２にｙ軸に対して右回りの角度θ２を有するスロット１２ｂが形成されている。導波管スロットアンテナ１１−１及び１１−４は、ｚ方向に対して、位置ｚ３にｙ軸に対して左回りの角度θ３を有するスロット１２ｃが形成され、位置ｚ４にｙ軸に対して右回りの角度θ４を有するスロット１２ｄが形成されている。導波管スロットアンテナ１１−１及び１１−４は、ｚ方向に対して、位置ｚ５にｙ軸に対して左回りの角度θ５を有するスロット１２ｅが形成され、位置ｚ６にｙ軸に対して右回りの角度θ６を有するスロット１２ｆが形成されている。角度θ１〜θ６は、アンテナ１０に対する所望の電界の分布特性に応じて、互いに異なっている。また、スロット１２ａ〜１２ｆのｘ方向の深さは、互いに異なっていてもよい。
導波管スロットアンテナ１１−１及び１１−４のスロットパターンを、本実施形態では、第１パターンという。また、導波管スロットアンテナ１１−１及び１１−４には、給電装置２０から第１位相の電力ＥＬ１が供給される。
In the waveguide slot antennas 11-1 and 11-4, a slot 12a having a counterclockwise angle θ1 with respect to the y axis is formed at a position z1 with respect to the z direction, and a right side with respect to the y axis at a position z2. A slot 12b having a turning angle θ2 is formed. In the waveguide slot antennas 11-1 and 11-4, a slot 12c having a counterclockwise angle θ3 with respect to the y axis is formed at a position z3 with respect to the z direction, and a right side with respect to the y axis at a position z4. A slot 12d having a turning angle θ4 is formed. In the waveguide slot antennas 11-1 and 11-4, a slot 12e having a counterclockwise angle θ5 with respect to the y axis is formed at a position z5 with respect to the z direction, and a right side with respect to the y axis at a position z6. A slot 12f having a turning angle θ6 is formed. The angles θ <b> 1 to θ <b> 6 are different from each other according to a desired electric field distribution characteristic with respect to the antenna 10. Further, the depths of the slots 12a to 12f in the x direction may be different from each other.
In this embodiment, the slot pattern of the waveguide slot antennas 11-1 and 11-4 is referred to as a first pattern. The waveguide slot antennas 11-1 and 11-4 are supplied with the first-phase power EL1 from the power feeding device 20.
導波管スロットアンテナ１１−２、１１−３、１１−５及び１１−６は、位置ｚ１にｙ軸に対して右回りの角度θ１を有するスロット１２ａ’が形成され、位置ｚ２にｙ軸に対して左回りの角度θ２を有するスロット１２ｂ’が形成されている。導波管スロットアンテナ１１−１及び１１−４は、ｚ方向に対して、位置ｚ３にｙ軸に対して右回りの角度θ３を有するスロット１２ｃ’が形成され、位置ｚ４にｙ軸に対して左回りの角度θ４を有するスロット１２ｄ’が形成されている。導波管スロットアンテナ１１−１及び１１−４は、ｚ方向に対して、位置ｚ５にｙ軸に対して右回りの角度θ５を有するスロット１２ｅ’が形成され、位置ｚ６にｙ軸に対して左回りの角度θ６を有するスロット１２ｆ’が形成されている。また、スロット１２ａ’〜１２ｆ’のｘ方向の深さは、互いに異なっていてもよい。
導波管スロットアンテナ１１−２、１１−３、１１−５及び１１−６のスロットパターンを、本実施形態では、第２パターンという。また、導波管スロットアンテナ１１−２、１１−３、１１−５及び１１−６には、給電装置２０から第２位相の電力ＥＬ２が供給される。第２位相の電力ＥＬ２は、第１位相と逆相の電力である。例えば、第１位相は、０度、第２位相は、１８０度である。
なお、導波管スロットアンテナ１１−２、１１−３、１１−５及び１１−６のスロットパターンが第１パターンであり、導波管スロットアンテナ１１−１及び１１−４のスロットパターンが第２パターンであってもよい。
In the waveguide slot antennas 11-2, 11-3, 11-5 and 11-6, a slot 12a ′ having a clockwise angle θ1 with respect to the y axis is formed at the position z1, and the slot 12a ′ is formed at the position z2 on the y axis. A slot 12b ′ having a counterclockwise angle θ2 is formed. In the waveguide slot antennas 11-1 and 11-4, a slot 12c ′ having a clockwise angle θ3 with respect to the y-axis is formed at a position z3 with respect to the z direction, and at a position z4 with respect to the y-axis. A slot 12d ′ having a counterclockwise angle θ4 is formed. In the waveguide slot antennas 11-1 and 11-4, a slot 12e ′ having a clockwise angle θ5 with respect to the y axis is formed at a position z5 with respect to the z direction, and at a position z6 with respect to the y axis. A slot 12f ′ having a counterclockwise angle θ6 is formed. Further, the depths of the slots 12a ′ to 12f ′ in the x direction may be different from each other.
In this embodiment, the slot pattern of the waveguide slot antennas 11-2, 11-3, 11-5, and 11-6 is referred to as a second pattern. The waveguide slot antennas 11-2, 11-3, 11-5, and 11-6 are supplied with the second-phase power EL2 from the power feeding device 20. The second-phase power EL2 is power that is opposite in phase to the first phase. For example, the first phase is 0 degrees and the second phase is 180 degrees.
The slot patterns of the waveguide slot antennas 11-2, 11-3, 11-5 and 11-6 are the first pattern, and the slot patterns of the waveguide slot antennas 11-1 and 11-4 are the second pattern. It may be a pattern.
また、導波管スロットアンテナ１１−１と導波管スロットアンテナ１１−２とは、チョーク構造１３を介して、ｙ方向に積重されている。また、図２に示すように、スロットの形状パターンは、導波管スロットアンテナ１１−１と導波管スロットアンテナ１１−２間の中心線ｃ１に対して線対称に形成されている。導波管スロットアンテナ１１−２と導波管スロットアンテナ１１−３とは、チョーク構造１３を介して、ｙ方向に積重されている。また、導波管スロットアンテナ１１−２と導波管スロットアンテナ１１−３では、同じスロットパターンである第２パターンが、連続して形成されている。 The waveguide slot antenna 11-1 and the waveguide slot antenna 11-2 are stacked in the y direction via the choke structure 13. Further, as shown in FIG. 2, the shape pattern of the slot is formed symmetrically with respect to the center line c1 between the waveguide slot antenna 11-1 and the waveguide slot antenna 11-2. The waveguide slot antenna 11-2 and the waveguide slot antenna 11-3 are stacked in the y direction via the choke structure 13. Further, in the waveguide slot antenna 11-2 and the waveguide slot antenna 11-3, the second pattern which is the same slot pattern is continuously formed.
導波管スロットアンテナ１１−３と導波管スロットアンテナ１１−４とは、チョーク構造１３を介して、ｙ方向に積重されている。また、スロットの形状パターンは、導波管スロットアンテナ１１−３と導波管スロットアンテナ１１−４間の中心線ｃ３に対して線対称に形成されている。導波管スロットアンテナ１１−４と導波管スロットアンテナ１１−５とは、チョーク構造１３を介して、ｙ方向に積重されている。また、スロットパターンは、導波管スロットアンテナ１１−４と導波管スロットアンテナ１１−５間の中心線ｃ４に対して線対称に形成されている。 The waveguide slot antenna 11-3 and the waveguide slot antenna 11-4 are stacked in the y direction via the choke structure 13. The slot shape pattern is formed symmetrically with respect to the center line c3 between the waveguide slot antenna 11-3 and the waveguide slot antenna 11-4. The waveguide slot antenna 11-4 and the waveguide slot antenna 11-5 are stacked in the y direction via the choke structure 13. The slot pattern is formed symmetrically with respect to the center line c4 between the waveguide slot antenna 11-4 and the waveguide slot antenna 11-5.
導波管スロットアンテナ１１−５と導波管スロットアンテナ１１−６とは、チョーク構造１３を介して、ｙ方向に積重される。また、導波管スロットアンテナ１１−５と導波管スロットアンテナ１１−６では、同じスロットパターンである第２パターンが、連続して形成されている。
なお、各導波管スロットアンテナ１１−ｉ間に形成されているチョーク構造１３のｙ方向の長さは各々、長さｌである。
The waveguide slot antenna 11-5 and the waveguide slot antenna 11-6 are stacked in the y direction via the choke structure 13. Further, in the waveguide slot antenna 11-5 and the waveguide slot antenna 11-6, the second pattern which is the same slot pattern is continuously formed.
The length in the y direction of the choke structure 13 formed between the waveguide slot antennas 11-i is the length l.
このように、本実施形態のアンテナ１０は、第１パターンの導波管スロットアンテナ１１−ｉと、第２パターンの導波管スロットアンテナ１１−ｉとが、チョーク構造１３を介して、ｙ方向にランダムに積重されている。また、本実施形態のアンテナ１０では、第１パターンの導波管スロットアンテナ１１−ｉに給電装置２０から供給される電力ＥＬ１と、第２パターンの導波管スロットアンテナ１１−ｉに給電装置２０から供給される電力ＥＬ２との位相が逆相である。ただし積重のランダムではあるが、第１パターンまたは第２パターンのいずれかのみが繰り返して積重されるものと、第１パターンまたは第２パターンが交互に繰り返されて積重されるものは除くものとする。
すなわち、本実施形態のアンテナ１０は、表面に複数のスロット（１２）が形成されている複数の導波管スロットアンテナ（１１−ｉ）を備え、複数の導波管スロットアンテナは、スロットパターンが第１パターンの導波管スロットアンテナ（１１−１、１１−４）と、第１パターンと積重方向に線対称であるスロットパターンが第２パターンの導波管スロットアンテナ（１１−２、１１−３、１１−５、及び１１−６）と、がチョーク構造（１３）を介して同じパターンが所定の数、連続して配置され、第１パターンと第２パターンの各導波管スロットアンテナへ、互いに逆位相（ＥＬ１、及びＥＬ２）の電力が供給される。
この構造により、後述するように不要ローブが分散されるため、ビームの走査角度を可変した場合であっても、不要ローブの信号レベルを低減できる。
As described above, in the antenna 10 of the present embodiment, the first pattern of the waveguide slot antenna 11-i and the second pattern of the waveguide slot antenna 11-i are arranged in the y direction via the choke structure 13. Are randomly stacked. In the antenna 10 of the present embodiment, the power EL1 supplied from the power feeding device 20 to the first pattern of the waveguide slot antenna 11-i and the power feeding device 20 to the second pattern of the waveguide slot antenna 11-i. The phase with respect to the power EL2 supplied from is opposite. However, although the stacking is random, only those in which only the first pattern or the second pattern is repeatedly stacked and those in which the first pattern or the second pattern are alternately stacked are excluded. Shall.
That is, the antenna 10 of the present embodiment includes a plurality of waveguide slot antennas (11-i) having a plurality of slots (12) formed on the surface, and the plurality of waveguide slot antennas have a slot pattern. The first pattern of the waveguide slot antennas (11-1, 11-4) and the second pattern of the waveguide slot antennas (11-2, 11) that are symmetrical with the first pattern in the stacking direction. -3, 11-5, and 11-6), a predetermined number of the same patterns are continuously arranged via the choke structure (13), and each waveguide slot antenna of the first pattern and the second pattern Are supplied with electric power of opposite phases (EL1 and EL2).
With this structure, unnecessary lobes are dispersed as will be described later, so that the signal level of unnecessary lobes can be reduced even when the beam scanning angle is varied.
このように、第１パターンの導波管スロットアンテナ１１−ｉと、第２パターンの導波管スロットアンテナ１１−ｉとを、チョーク構造１３を介して、ｙ方向にランダムに積重した場合、ｙ方向に隣接する導波管スロットアンテナ１１−ｉ間の組み合わせは、以下のように４つある。
（１）第１パターンと第１パターンの積重、給電は同相
（２）第２パターンと第２パターンの積重、給電は同相
（３）上が第１パターン、下が第２パターンの積重、給電は逆相
（４）上が第２パターン、下が第１パターンの積重、給電は逆相
なお、給電が同相とは、積重された２つの隣接する導波管スロットアンテナ１１−ｉに同じ位相の電力が供給されることである。給電が逆相とは、積重された２つの隣接する導波管スロットアンテナ１１−ｉに互いに反転した位相の電力が供給されることである。
本実施形態のアンテナ１０では、この（１）〜（４）の組み合わせもランダムに配置されている。これにより、隣接する導波管スロットアンテナ１１−ｉに基づくサイドローブは、（１）〜（４）の組み合わせ毎に異なる。このように、本実施形態のアンテナ１０では、（１）〜（４）の組み合わせがランダムに配置されることで、不要なサイドローブ（以下、不要ローブという）が分散する。この結果、本実施形態のアンテナ１０は、ビームの走査角度を振った場合であっても、不要ローブの信号レベルを抑えることができる。
Thus, when the waveguide slot antenna 11-i of the first pattern and the waveguide slot antenna 11-i of the second pattern are randomly stacked in the y direction via the choke structure 13, There are four combinations between the waveguide slot antennas 11-i adjacent in the y direction as follows.
(1) Stacking of the first pattern and the first pattern, feeding is in phase (2) Stacking of the second pattern and the second pattern, feeding is in phase (3) The top is the product of the first pattern and the bottom is the product of the second pattern The power is fed in the opposite phase (4), and the bottom is stacked in the first pattern, and the feed is in the opposite phase. The feeding is in the same phase. The same phase power is supplied to -i. The term “feeding in reverse phase” means that electric powers having phases inverted to each other are supplied to two adjacent waveguide slot antennas 11-i that are stacked.
In the antenna 10 of this embodiment, the combinations (1) to (4) are also randomly arranged. Thereby, the side lobe based on the adjacent waveguide slot antenna 11-i changes for every combination of (1)-(4). Thus, in the antenna 10 of this embodiment, unnecessary side lobes (hereinafter referred to as unnecessary lobes) are dispersed by randomly arranging the combinations (1) to (4). As a result, the antenna 10 of this embodiment can suppress the signal level of the unnecessary lobe even when the beam scanning angle is changed.
次に、アンテナ１０における導波管スロットアンテナ１１−ｉａ（ｉは１から８までの整数）の配置の決定手順の一例を、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る導波管スロットアンテナ１１−ｉａの配置の決定手順を説明する図である。なお、導波管スロットアンテナ１１−ｉａが、８素子の場合を説明する。また、以下の手順は、アンテナの設計者が行ってもよく、あるいは以下の手順を不図示の制御装置に組み込まれているプログラムにより実行するようにしてもよい。
（手順１）まず、導波管スロットアンテナ１１−１ａ（第１組の第１の導波管スロットアンテナ）を第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−１ａに給電装置２０から供給する電力の位相を０度に決定する。
（手順２）次に、導波管スロットアンテナ１１−１ａの下にチョーク構造１３を介して配置する導波管スロットアンテナ１１−２ａ（第１組の第２の導波管スロットアンテナ）について、スロットパターンと供給する電力の位相を決定する。具体的には、導波管スロットアンテナ１１−１ａと組になる導波管スロットアンテナ１１−２ａのスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−１ａの第１パターンとは逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−２ａに給電装置２０から供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−１ａに給電する電力の位相と逆相である１８０度に決定する。この導波管スロットアンテナ１１−１ａと導波管スロットアンテナ１１−２ａとの組み合わせを第１組（I）という。
Next, an example of a procedure for determining the arrangement of the waveguide slot antenna 11-ia (i is an integer from 1 to 8) in the antenna 10 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure for determining the arrangement of the waveguide slot antenna 11-ia according to the present embodiment. A case where the waveguide slot antenna 11-ia has eight elements will be described. Further, the following procedure may be performed by the antenna designer, or may be executed by a program incorporated in a control device (not shown).
(Procedure 1) First, the waveguide slot antenna 11-1a (first set of first waveguide slot antennas) is determined as the first pattern. Further, the phase of power supplied from the power feeding device 20 to the waveguide slot antenna 11-1a is determined to be 0 degree.
(Procedure 2) Next, for the waveguide slot antenna 11-2a (the first set of second waveguide slot antennas) disposed under the waveguide slot antenna 11-1a via the choke structure 13, The phase of the slot pattern and supplied power is determined. Specifically, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-2a paired with the waveguide slot antenna 11-1a is changed to a second pattern opposite to the first pattern of the waveguide slot antenna 11-1a. decide. Further, the phase of the power supplied from the power feeding device 20 to the waveguide slot antenna 11-2a is determined to be 180 degrees that is opposite to the phase of the power fed to the waveguide slot antenna 11-1a. The combination of the waveguide slot antenna 11-1a and the waveguide slot antenna 11-2a is referred to as a first set (I).
（手順３）次に、第１組（Ｉ）の下に配置する第２組（ＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−３ａと導波管スロットアンテナ１１−４ａについて、スロットパターンと供給する電力の位相を決定する。具体的には、第２組（ＩＩ）のスロットパターンの組み合わせと、供給する電力の位相の組み合わせを、隣接する第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−１ａと導波管スロットアンテナ１１−２ａの場合とは逆の組み合わせに決定する。すなわち、導波管スロットアンテナ１１−３ａ（第２組の第１の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−１ａと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−３ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−１ａと逆相の１８０度に決定する。
次に、導波管スロットアンテナ１１−４ａ（第２組の第２の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−２ａと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−４ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−２ａと逆相の０度に決定する。
(Procedure 3) Next, for the second set (II) of the waveguide slot antenna 11-3a and the waveguide slot antenna 11-4a arranged below the first set (I), the slot pattern and the power to be supplied Determine the phase of. Specifically, the combination of the slot pattern of the second set (II) and the combination of the phases of the power to be supplied are determined by combining the waveguide slot antenna 11-1a and the waveguide slot antenna of the adjacent first set (I). The combination is determined to be the reverse of the case of 11-2a. That is, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-3a (second set of first waveguide slot antennas) is determined to be the second pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-1a. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-3a is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-1a.
Next, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-4a (second set of second waveguide slot antennas) is determined to be the first pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-2a. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-4a is determined to be 0 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-2a.
（手順４）次に、第２組（ＩＩ）の下に配置する第３組（ＩＩＩ）と第４組（ＩＶ）について、スロットパターンと供給する電力の位相を決定する。第３組（ＩＩＩ）は、導波管スロットアンテナ１１−５ａと導波管スロットアンテナ１１−６ａにより構成される。第４組（ＩＶ）は、導波管スロットアンテナ１１−７ａと導波管スロットアンテナ１１−８ａにより構成される。
第３組（ＩＩＩ）と第４組（ＩＶ）のスロットパターンと供給する電力の位相の組み合わせは、第３組（ＩＩＩ）を第１組（Ｉ）と逆に構成し、第４組（ＩＶ）を第２組（ＩＩ）と逆に構成する。
すなわち、第３組（ＩＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−５ａ（第３組の第１の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−１ａと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−５ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−１ａと逆相の１８０度に決定する。次に、第３組（ＩＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−６ａ（第３組の第２の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−２ａと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−６ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−２ａと逆相の０度に決定する。
次に、第４組（ＩＶ）の導波管スロットアンテナ１１−７ａ（第４組の第１の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、第２組（ＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−３ａと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−７ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−３ａと逆相の０度に決定する。次に、第４組（ＩＶ）の導波管スロットアンテナ１１−８ａ（第４組の第２の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、第２組（ＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−４ａと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−８ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−４ａと逆相の１８０度に決定する。
(Procedure 4) Next, for the third group (III) and the fourth group (IV) arranged below the second group (II), the slot pattern and the phase of the supplied power are determined. The third group (III) includes a waveguide slot antenna 11-5a and a waveguide slot antenna 11-6a. The fourth group (IV) includes a waveguide slot antenna 11-7a and a waveguide slot antenna 11-8a.
The combination of the slot pattern of the third group (III) and the fourth group (IV) and the phase of the power to be supplied constitutes the third group (III) opposite to the first group (I), and the fourth group (IV ) Is configured opposite to the second set (II).
That is, the slot pattern of the third set (III) of the waveguide slot antenna 11-5a (third set of the first waveguide slot antenna) is changed to the first set (I) of the waveguide slot antenna 11-. A second pattern opposite to 1a is determined. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-5a is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-1a. Next, the slot pattern of the third group (III) waveguide slot antenna 11-6a (third group second waveguide slot antenna) is changed to the first group (I) waveguide slot antenna 11. -2a is determined to be a reverse first pattern. In addition, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-6a is determined to be 0 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-2a.
Next, the slot pattern of the fourth group (IV) waveguide slot antenna 11-7a (fourth group first waveguide slot antenna) is changed to the second group (II) waveguide slot antenna 11. It is determined to be the first pattern opposite to −3a. Further, the phase of the electric power supplied to the waveguide slot antenna 11-7a is determined to be 0 degree opposite to that of the waveguide slot antenna 11-3a. Next, the slot pattern of the fourth group (IV) waveguide slot antenna 11-8a (fourth group second waveguide slot antenna) is changed to the second group (II) waveguide slot antenna 11. The second pattern is determined to be the reverse of −4a. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-8a is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-4a.
（手順５）次に、手順３と手順４で決定した導波管スロットアンテナ１１−５ａ〜１１−８ａのうち、少なくとも１つの導波管スロットアンテナ１１のスロットパターンを逆のパターンにし、供給する電力の位相を逆相にする。例えば、手順４で決定した第４組（ＩＶ）の導波管スロットアンテナ１１−８ａのスロットパターンを、第２パターンから第１パターンに決定する。さらに、導波管スロットアンテナ１１−８ａに供給する電力の位相を０度に決定する。手順５により、第２組目（ＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−４ａと第３組（ＩＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−５ａ間の中心線でスロットパターンが線対称ではなく不規則に配置される。 (Procedure 5) Next, among the waveguide slot antennas 11-5a to 11-8a determined in the procedure 3 and the procedure 4, the slot pattern of at least one waveguide slot antenna 11 is changed to a reverse pattern and supplied. The power phase is reversed. For example, the slot pattern of the fourth group (IV) waveguide slot antenna 11-8a determined in the procedure 4 is determined from the second pattern to the first pattern. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-8a is determined to be 0 degree. According to the procedure 5, the slot pattern is not line symmetric but irregular at the center line between the second set (II) waveguide slot antenna 11-4a and the third set (III) waveguide slot antenna 11-5a. Placed in.
（手順４の変形例）手順４の変形例として、以下のように決定してもよい。
この場合、第３組（ＩＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−５ａのスロットパターンを、第２組（ＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−４ａと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−５ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−４ａと逆相の１８０度に決定する。次に、第３組（ＩＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−６ａのスロットパターンを、第２組（ＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−３ａと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−６ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−３ａと逆相の０度に決定する。
次に、第４組（ＩＶ）の導波管スロットアンテナ１１−７ａのスロットパターンを、第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−２ａと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−７ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−２ａと逆相の０度に決定する。次に、第４組（ＩＶ）の導波管スロットアンテナ１１−８ａのスロットパターンを、第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−１ａと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−８ａに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−１ａと逆相の１８０度に決定する。次に、決定した導波管スロットアンテナ１１−５ａ〜１１−８ａのうち、少なくとも１つの導波管スロットアンテナ１１のスロットパターンを逆のパターンにし、供給する電力の位相を逆相にする。
(Modification of Procedure 4) As a modification of Procedure 4, the following determination may be made.
In this case, the slot pattern of the third group (III) waveguide slot antenna 11-5a is determined to be the second pattern opposite to the second group (II) waveguide slot antenna 11-4a. Further, the phase of power supplied to the waveguide slot antenna 11-5a is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-4a. Next, the slot pattern of the third set (III) of the waveguide slot antenna 11-6a is determined to be the first pattern opposite to the second set (II) of the waveguide slot antenna 11-3a. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-6a is determined to be 0 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-3a.
Next, the slot pattern of the fourth group (IV) waveguide slot antenna 11-7a is determined to be the first pattern opposite to the first group (I) waveguide slot antenna 11-2a. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-7a is determined to be 0 degree opposite to that of the waveguide slot antenna 11-2a. Next, the slot pattern of the fourth group (IV) waveguide slot antenna 11-8a is determined to be the second pattern opposite to the first group (I) waveguide slot antenna 11-1a. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-8a is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-1a. Next, among the determined waveguide slot antennas 11-5a to 11-8a, the slot pattern of at least one waveguide slot antenna 11 is reversed, and the phase of the supplied power is reversed.
なお、図３では、手順１で第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−１ａのスロットパターンを第１パターン、供給する電力の位相を０度に決定する例を説明したが、第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−１ａのスロットパターンを第２パターン、供給する電力の位相を１８０度に決定するようにしてもよい。
また、図３では、導波管スロットアンテナ１１−ｉａが８素子の場合を説明したが、導波管スロットアンテナ１１−ｉａの素子数の合計は９素子以上の２のべき乗であってもよい。このような場合であっても、２素子の組み合わせ、４素子の組み合わせ、８素子の組み合わせに順次拡大していき、図３で説明した手順と同様に、隣接する組のスロットパターン及び供給させる電力の位相を決定していく。
In FIG. 3, the example in which the slot pattern of the first set (I) of the waveguide slot antenna 11-1a is determined as the first pattern and the phase of the power to be supplied is set to 0 degree in the procedure 1 is described. The slot pattern of one set (I) of the waveguide slot antenna 11-1a may be determined as the second pattern, and the phase of the supplied power may be determined as 180 degrees.
Moreover, although the case where the waveguide slot antenna 11-ia has eight elements has been described with reference to FIG. 3, the total number of elements of the waveguide slot antenna 11-ia may be a power of 2 that is nine or more. . Even in such a case, the combination of the two elements, the combination of the four elements, and the combination of the eight elements are sequentially expanded, and in the same manner as the procedure described in FIG. The phase of will be determined.
ここで、素子数の合計が２のべき乗以外の場合における決定手順の一例を説明する。例えば、素子数の合計が７素子の場合、図３に示した導波管スロットアンテナ１１−１ａ〜１１−８ａの中から連続して隣接する７素子を選択するようにしてもよい。連続して隣接する７素子とは、導波管スロットアンテナ１１−１ａ〜１１−７ａ、または導波管スロットアンテナ１１−２ａ〜１１−８ａである。
同様に、１３素子の場合、まず１６素子分の組み合わせを配置し、その中から連続して隣接する１３素子を選択するようにしてもよい。
Here, an example of a determination procedure when the total number of elements is other than a power of 2 will be described. For example, in the case where the total number of elements is seven, seven consecutively adjacent elements may be selected from the waveguide slot antennas 11-1a to 11-8a illustrated in FIG. The seven elements adjacent to each other are the waveguide slot antennas 11-1a to 11-7a or the waveguide slot antennas 11-2a to 11-8a.
Similarly, in the case of 13 elements, a combination of 16 elements may be arranged first, and 13 adjacent elements may be selected from among them.
さらに、素子数の合計は、３のべき乗、４のべき乗、・・・等であってもよい。例えば、素子数の合計が３のべき乗の場合、３素子分の導波管スロットアンテナ１１を第１組として配置し、２組目の３素子について、手順３と同様に、第１組の各導波管スロットアンテナ１１のスロットパターンと逆に配置していくようにしてもよい。この場合、第１組のスロットパターンは、例えば第１パターン、第２パターン、第１パターンの順の組み合わせ、または第１パターン、第２パターン、第２パターンの順の組み合わせであってもよい。また、例えば、素子数の合計が３のべき乗以外の場合における決定手順は、３のべき乗の配置を行った後、所望の素子数だけ隣接して連続する導波管スロットアンテナ１１を選択するようにしてもよい。 Furthermore, the total number of elements may be a power of 3, a power of 4, etc. For example, when the total number of elements is a power of 3, the waveguide slot antennas 11 for three elements are arranged as the first set, and each of the first set is set for the second set of three elements in the same manner as in step 3. You may make it arrange | position opposite to the slot pattern of the waveguide slot antenna 11. FIG. In this case, the first set of slot patterns may be, for example, a combination of the first pattern, the second pattern, and the first pattern, or a combination of the first pattern, the second pattern, and the second pattern. Further, for example, in the determination procedure in the case where the total number of elements is other than the power of 3, the waveguide slot antennas 11 adjacent to each other by the desired number of elements are selected after the power of 3 is arranged. It may be.
図４は、本実施形態に係る導波管スロットアンテナ１１−ｉｂの配置の他の決定手順を説明する図である。なお、アンテナ１０ｂは、導波管スロットアンテナ１１−ｉｂが、１２素子の場合を説明する。なお、手順１、２は、図３を用いて説明した手順１、手順２と同様である。
（手順３）次に、導波管スロットアンテナ１１−２ｂの下にチョーク構造１３を介して配置する導波管スロットアンテナ１１−３ｂ（第１組の第３の導波管スロットアンテナ）について、スロットパターンと供給する電力の位相を決定する。具体的には、導波管スロットアンテナ１１−３ｂのスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−２ｂのスロットパターンと同じ第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−３ｂに給電装置２０から供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−２ｂに給電する電力の位相と同相である０度に決定する。これらの導波管スロットアンテナ１１−１ｂ〜１１−３ｂとの組み合わせを第１組（I）という。
FIG. 4 is a diagram for explaining another procedure for determining the arrangement of the waveguide slot antenna 11-ib according to the present embodiment. In addition, the antenna 10b demonstrates the case where the waveguide slot antenna 11-ib is 12 elements. Procedures 1 and 2 are the same as Procedures 1 and 2 described with reference to FIG.
(Procedure 3) Next, for the waveguide slot antenna 11-3b (the first set of third waveguide slot antennas) disposed via the choke structure 13 under the waveguide slot antenna 11-2b, The phase of the slot pattern and supplied power is determined. Specifically, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-3b is determined to be the same second pattern as the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-2b. Further, the phase of the power supplied from the power feeding device 20 to the waveguide slot antenna 11-3b is determined to be 0 degree which is in phase with the phase of the power fed to the waveguide slot antenna 11-2b. A combination of these waveguide slot antennas 11-1b to 11-3b is referred to as a first set (I).
（手順３）次に、第１組（Ｉ）の下に配置する第２組（ＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−４ｂ〜１１−６ｂについて、スロットパターンと供給する電力の位相を決定する。具体的には、第２組（ＩＩ）のスロットパターンの組み合わせと、供給する電力の位相の組み合わせを、隣接する第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−１ｂ〜１１−３ｂの場合とは逆の組み合わせに決定する。例えば、導波管スロットアンテナ１１−４ｂ（第２組の第１の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−１ｂと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−４ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−１ｂと逆相の１８０度に決定する。
次に、導波管スロットアンテナ１１−５ｂ（第２組の第２の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−２ｂと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−５ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−２ｂと逆相の０度に決定する。次に、導波管スロットアンテナ１１−６ｂ（第２組の第３の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−３ｂと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−６ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−３ｂと逆相の０度に決定する。
(Procedure 3) Next, for the second set (II) of waveguide slot antennas 11-4b to 11-6b arranged below the first set (I), the slot pattern and the phase of the supplied power are determined. . Specifically, in the case of the waveguide slot antennas 11-1b to 11-3b of the adjacent first group (I), the combination of the slot pattern of the second group (II) and the combination of the phases of the power to be supplied The reverse combination is determined. For example, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-4b (second set of first waveguide slot antennas) is determined to be the second pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-1b. Further, the phase of power supplied to the waveguide slot antenna 11-4b is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-1b.
Next, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-5b (second set of second waveguide slot antennas) is determined to be the first pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-2b. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-5b is determined to be 0 degree opposite to that of the waveguide slot antenna 11-2b. Next, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-6b (second set of third waveguide slot antennas) is determined to be the first pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-3b. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-6b is determined to be 0 degree opposite to that of the waveguide slot antenna 11-3b.
（手順４）次に、第２組（ＩＩ）の下に配置する第３組（ＩＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−７ｂ〜１１−９ｂについて、スロットパターンと供給する電力の位相を決定する。例えば、第３組（ＩＩＩ）のスロットパターンの組み合わせと、供給する電力の位相の組み合わせを、隣接する第１組（Ｉ）の導波管スロットアンテナ１１−１ｂ〜１１−３ｂの場合とは逆の組み合わせに決定する。例えば、導波管スロットアンテナ１１−７ｂ（第３組の第１の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−１ｂと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−４ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−１ｂと逆相の１８０度に決定する。
次に、導波管スロットアンテナ１１−８ｂ（第３組の第２の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−２ｂと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−８ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−２ｂと逆相の０度に決定する。次に、導波管スロットアンテナ１１−９ｂ（第３組の第３の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−３ｂと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−９ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−３ｂと逆相の０度に決定する。
(Procedure 4) Next, for the third group (III) waveguide slot antennas 11-7b to 11-9b arranged under the second group (II), the slot pattern and the phase of the supplied power are determined. . For example, the combination of the slot pattern of the third group (III) and the combination of the phases of the power to be supplied are opposite to the case of the waveguide slot antennas 11-1b to 11-3b of the adjacent first group (I). Determine the combination. For example, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-7b (third set of first waveguide slot antennas) is determined to be the second pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-1b. Further, the phase of power supplied to the waveguide slot antenna 11-4b is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-1b.
Next, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-8b (third set of second waveguide slot antennas) is determined to be the first pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-2b. In addition, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-8b is determined to be 0 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-2b. Next, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-9b (third set of third waveguide slot antennas) is determined to be the first pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-3b. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-9b is determined to be 0 degree opposite to that of the waveguide slot antenna 11-3b.
（手順５）次に、第３組（ＩＩＩ）の下に配置する第４組（ＩＶ）の導波管スロットアンテナ１１−１０ｂ〜１１−１２ｂについて、スロットパターンと供給する電力の位相を決定する。例えば、第４組（ＩＶ）のスロットパターンの組み合わせと、供給する電力の位相の組み合わせを、隣接する第２組（ＩＩ）の導波管スロットアンテナ１１−４ｂ〜１１−６ｂの場合とは逆の組み合わせに決定する。例えば、導波管スロットアンテナ１１−１０ｂ（第４組の第１の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−４ｂと逆の第１パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−１０ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−４ｂと逆相の０度に決定する。
次に、導波管スロットアンテナ１１−１１ｂ（第４組の第２の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−５ｂと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−１１ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−５ｂと逆相の１８０度に決定する。次に、導波管スロットアンテナ１１−１２ｂ（第４組の第３の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−６ｂと逆の第２パターンに決定する。また、導波管スロットアンテナ１１−１２ｂに供給する電力の位相を、導波管スロットアンテナ１１−６ｂと逆相の１８０度に決定する。
(Procedure 5) Next, for the fourth group (IV) waveguide slot antennas 11-10b to 11-12b arranged below the third group (III), the slot pattern and the phase of the supplied power are determined. . For example, the combination of the slot pattern of the fourth group (IV) and the combination of the phases of the supplied power are opposite to those of the waveguide slot antennas 11-4b to 11-6b of the adjacent second group (II). Determine the combination. For example, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-10b (fourth set of first waveguide slot antennas) is determined to be the first pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-4b. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-10b is determined to be 0 degree opposite to that of the waveguide slot antenna 11-4b.
Next, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-11b (fourth set of second waveguide slot antennas) is determined to be a second pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-5b. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-11b is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-5b. Next, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-12b (fourth set of third waveguide slot antennas) is determined to be a second pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-6b. Further, the phase of the power supplied to the waveguide slot antenna 11-12b is determined to be 180 degrees opposite to that of the waveguide slot antenna 11-6b.
以下、第５組目以降のスロットパターンも同様に、決定していく。なお、上述した例では、第４組のスロットパターンを第２組のスロットパターンに基づいて決定する例を説明したが、これに限られない。例えば、第１組〜第３組を対として、第４組のスロットパターンは、第１組のスロットパターンに基づいて決定するようにしてもよい。具体的には、導波管スロットアンテナ１１−１０ｂ（第４組の第１の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−１ｂと逆の第２パターンに決定するようにしてもよい。導波管スロットアンテナ１１−１１ｂ（第４組の第２の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−２ｂと逆の第１パターンに決定するようにしてもよい。導波管スロットアンテナ１１−１２ｂ（第４組の第３の導波管スロットアンテナ）のスロットパターンを、導波管スロットアンテナ１１−３ｂと逆の第１パターンに決定するようにしてもよい。上述したように、図４に示したアンテナ１０ｂは、第１組（Ｉ）と第２組（ＩＩ）とが導波管スロットアンテナ１１−３ｂと１１−４ｂの間を通る中心線に対して線対象ではない。また、アンテナ１０ｂは、第２組（ＩＩ）と第３組（ＩＩＩ）とが導波管スロットアンテナ１１−６ｂと１１−７ｂの間を通る中心線に対して線対象ではない。また、アンテナ１０ｂは、第３組（ＩＩＩ）と第４組（ＩＶ）とが導波管スロットアンテナ１１−８ｂと１１−９ｂの間を通る中心線に対して線対象ではない。このように、アンテナ１０ｂにおいて、導波管スロットアンテナ１１が不規則に配置されている。
なお、図４を用いて説明した例においても、導波管スロットアンテナ１１の素子数は３の倍数でなくてもよい。この場合、図４に示した構造の中から、所望の隣接する素子数分の導波管スロットアンテナ１１を選択するようにしてもよい。
Hereinafter, the fifth and subsequent slot patterns are similarly determined. In the above-described example, the example in which the fourth set of slot patterns is determined based on the second set of slot patterns has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the first set to the third set may be paired, and the fourth set of slot patterns may be determined based on the first set of slot patterns. Specifically, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-10b (fourth set of first waveguide slot antennas) is determined to be the second pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-1b. It may be. The slot pattern of the waveguide slot antenna 11-11b (fourth set of second waveguide slot antennas) may be determined as a first pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-2b. The slot pattern of the waveguide slot antenna 11-12b (fourth set of third waveguide slot antennas) may be determined as a first pattern opposite to the waveguide slot antenna 11-3b. As described above, the antenna 10b shown in FIG. 4 has the first set (I) and the second set (II) with respect to the center line passing between the waveguide slot antennas 11-3b and 11-4b. It is not a line target. The antenna 10b is not a line target with respect to the center line in which the second set (II) and the third set (III) pass between the waveguide slot antennas 11-6b and 11-7b. The antenna 10b is not a line object with respect to the center line in which the third set (III) and the fourth set (IV) pass between the waveguide slot antennas 11-8b and 11-9b. Thus, the waveguide slot antenna 11 is irregularly arranged in the antenna 10b.
In the example described with reference to FIG. 4, the number of elements of the waveguide slot antenna 11 may not be a multiple of three. In this case, waveguide slot antennas 11 corresponding to the desired number of adjacent elements may be selected from the structure shown in FIG.
次に、本実施形態に係るアンテナ１０の特性について説明する。
図５は、アンテナ１０の解析モデルである。図６は、図５におけるｘｙ平面の断面図である。図５及び図６に示すように、ｚ軸方向（水平方向）に各導波管スロットアンテナ１１のスロットが形成されている。また、ｙ軸方向（垂直方向）に導波管スロットアンテナ１１とチョーク構造１３とが交互に形成されている。
図７は、座標系を説明する図である。図７に示すように、アンテナ１０の解析モデルを球の中心に配置した場合、仰府角をφで表し、方位角をθで表す。球上の各点ａ〜ｅの座標（θ、φ）は、以下のように表される。点ａの座標は（９０、６０）であり、点ｂの座標は（１８０、φ）であり、点ｃの座標は（９０、−３０）であり、点ｄの座標は（９０、０）であり、点ｅの座標は（０、φ）である。
図８は、図７の座標系におけるビーム特性をシミュレーションした結果の一例である。図８では、ビームの特性を仰府角φ、方位角θ、および信号レベルを用いて３次元で表示している。以下、ビーム特性のシミュレーション結果を、この図８における仰府角φ（ｐｈｉ）−方位角θ（ｔｈｅｔａ）平面、メインローブの信号レベルのピーク値で正規化した場合の仰府角φにおける方位角θ対信号レベルを用いて説明する。
Next, the characteristics of the antenna 10 according to this embodiment will be described.
FIG. 5 is an analysis model of the antenna 10. 6 is a cross-sectional view of the xy plane in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, slots of each waveguide slot antenna 11 are formed in the z-axis direction (horizontal direction). In addition, waveguide slot antennas 11 and choke structures 13 are alternately formed in the y-axis direction (vertical direction).
FIG. 7 is a diagram for explaining a coordinate system. As shown in FIG. 7, when the analysis model of the antenna 10 is arranged at the center of the sphere, the elevation angle is represented by φ and the azimuth angle is represented by θ. The coordinates (θ, φ) of each point a to e on the sphere are expressed as follows. The coordinates of the point a are (90, 60), the coordinates of the point b are (180, φ), the coordinates of the point c are (90, −30), and the coordinates of the point d are (90, 0). And the coordinates of the point e are (0, φ).
FIG. 8 is an example of a result of simulating beam characteristics in the coordinate system of FIG. In FIG. 8, the beam characteristics are displayed in three dimensions using the elevation angle φ, the azimuth angle θ, and the signal level. Hereinafter, the azimuth angle at the elevation angle φ when the beam characteristic simulation result is normalized by the peak value of the signal level of the elevation angle φ (phi) −azimuth angle θ (theta) plane and main lobe in FIG. Description will be made using θ vs. signal level.
まず、本実施形態のアンテナ１０（図２参照）と特性を比較するアンテナの比較例について、図９と図１０を用いて説明する。
図９は、導波管スロットアンテナ１１−１ｃ〜１１−ｎｃ（ｎは２以上の整数）のスロットパターンを同じ向きに配置し、各導波管スロットアンテナに同相の電力を供給するアンテナ１０ｃ（比較例１）である。図１０は、導波管スロットアンテナ１１−１ｄ〜１１−ｎｄ（ｎは２以上の整数）の第１パターンと第２パターンを交互に配置し、各導波管スロットアンテナに逆相の電力を供給するアンテナ１０ｄ（比較例２）である。また、図９及び図１０は、ｙｚ平面上の平面図である。
図９に示すように、導波管スロットアンテナ１１−ｉｃ（ｉは１〜ｎの整数）同士は、チョーク構造１３ｃを介して、ｙ方向に積重されている。図９に示した例では、導波管スロットアンテナ１１−ｉｃのスロットパターンは、全て第１パターンである。また、導波管スロットアンテナ１１−ｉｃに供給される電力は全て同相である。
図１０に示すように、導波管スロットアンテナ１１−ｉｄ（ｉは１〜ｎの整数）同士は、チョーク構造１３ｄを介して、ｙ方向に積重されている。導波管スロットアンテナ１１−１ｄと１１−２ｄは、スロットパターンが、導波管スロットアンテナ１１−１ｄと１１−２ｄ間の中心線ｃ１ｄに関して線対象であり、供給される電流の位相が逆相である。導波管スロットアンテナ１１−２ｄと１１−３ｄは、スロットパターンが、導波管スロットアンテナ１１−２ｄと１１−３ｄ間の中心線ｃ２ｄに関して線対象であり、供給される電流の位相が逆相である。以下同様に、隣接する導波管スロットアンテナ１１−（ｉ＋１）ｄと１１−（ｉ＋２）ｄは、スロットパターンが、導波管スロットアンテナ１１−（ｉ＋１）ｄと１１−（ｉ＋２）ｄ間の中心線ｃｉｄに関して線対称であり、供給される電流の位相が逆相である。
First, a comparative example of the antenna whose characteristics are compared with the antenna 10 (see FIG. 2) of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 shows an antenna 10c (in which slot patterns of the waveguide slot antennas 11-1c to 11-nc (n is an integer of 2 or more) are arranged in the same direction and supplies in-phase power to each waveguide slot antenna. Comparative Example 1). In FIG. 10, the first pattern and the second pattern of the waveguide slot antennas 11-1d to 11-nd (n is an integer of 2 or more) are alternately arranged, and reverse-phase power is applied to each waveguide slot antenna. This is the antenna 10d to be supplied (Comparative Example 2). 9 and 10 are plan views on the yz plane.
As shown in FIG. 9, the waveguide slot antennas 11-ic (i is an integer of 1 to n) are stacked in the y direction via the choke structure 13c. In the example shown in FIG. 9, the slot pattern of the waveguide slot antenna 11-ic is all the first pattern. Further, all the electric power supplied to the waveguide slot antenna 11-ic is in phase.
As shown in FIG. 10, the waveguide slot antennas 11-id (i is an integer of 1 to n) are stacked in the y direction via the choke structure 13d. In the waveguide slot antennas 11-1d and 11-2d, the slot pattern is a line object with respect to the center line c1d between the waveguide slot antennas 11-1d and 11-2d, and the phase of the supplied current is reversed. It is. In the waveguide slot antennas 11-2d and 11-3d, the slot pattern is a line target with respect to the center line c2d between the waveguide slot antennas 11-2d and 11-3d, and the phase of the supplied current is reversed. It is. Similarly, adjacent waveguide slot antennas 11- (i + 1) d and 11- (i + 2) d have a slot pattern between the waveguide slot antennas 11- (i + 1) d and 11- (i + 2) d. The line is symmetrical with respect to the center line cid, and the phase of the supplied current is opposite.
次に、図２、図９及び図１０の構成のアンテナにおける特性のシミュレーション結果を説明する。なお、以下のシミュレーションにおいて、垂直方向の素子数を１２８素子、水平方向（ビーム走査方向）の素子数を９４素子として計算している。
図１１と図１２は、図９に示したアンテナ１０ｃのビーム走査角度が０度の場合のシミュレーション結果である。ビーム走査角度が０度の場合、図１１に示すように、仰府角φ−方位角θ平面において、丸９１１で囲ったメインローブ（主偏波）が（９０、０）に現れ、丸９１２及び９１３で囲った不要ローブのピークが約（４０、０）と約（１３０、０）に現れる。図１２に示すように、丸９１５で囲ったメインローブの信号レベルのピーク値で正規化した場合、丸９１６及び９１７で囲った不要ローブの各信号レベルが約−３０［ｄＢ］である。
Next, a simulation result of characteristics of the antenna having the configuration shown in FIGS. 2, 9, and 10 will be described. In the following simulation, the number of elements in the vertical direction is calculated as 128 elements, and the number of elements in the horizontal direction (beam scanning direction) is calculated as 94 elements.
11 and 12 show simulation results when the beam scanning angle of the antenna 10c shown in FIG. 9 is 0 degree. When the beam scanning angle is 0 degree, as shown in FIG. 11, in the elevation angle φ-azimuth angle θ plane, the main lobe (main polarization) surrounded by the circle 911 appears at (90, 0), and the circle 912 And 913 appear at about (40,0) and about (130,0). As shown in FIG. 12, when normalized with the peak value of the signal level of the main lobe surrounded by a circle 915, each signal level of the unnecessary lobe surrounded by the circles 916 and 917 is about −30 [dB].
図１３と図１４は、図９に示したアンテナ１０ｃのビーム走査が−３０度の場合のシミュレーション結果である。ビーム走査が−３０度の場合、図１３に示すように、仰府角φ−方位角θ平面において、丸９２１で囲ったメインローブが（９０、−３０）に現れ、丸９２２及び９２３で囲った不要ローブのピークが約（４０、−５０）と約（１３０、−５０）に現れる。図１４に示すように、丸９２５で囲ったメインローブの信号レベルのピーク値で正規化した場合、丸９２６及び９２７で囲った不要ローブの各信号レベルが約−２５［ｄＢ］である。
このように、同じスロットパターンを連続して積重させ、同相の電力を供給した場合、ビーム走査角度が０度でも−３０度でも、仰府角φにおいて不要ローブがメインローブの近い角度に表れ、かつ信号レベルが大きい。
13 and 14 show simulation results when the beam scanning of the antenna 10c shown in FIG. 9 is −30 degrees. When the beam scanning is −30 degrees, as shown in FIG. 13, the main lobe surrounded by the circle 921 appears at (90, −30) in the elevation angle φ−azimuth angle θ plane, and is surrounded by the circles 922 and 923. Unnecessary lobe peaks appear at about (40, -50) and about (130, -50). As shown in FIG. 14, when normalized by the peak value of the signal level of the main lobe surrounded by a circle 925, each signal level of the unnecessary lobe surrounded by the circles 926 and 927 is about −25 [dB].
As described above, when the same slot pattern is continuously stacked and in-phase power is supplied, an unnecessary lobe appears at an angle close to the main lobe at the elevation angle φ regardless of whether the beam scanning angle is 0 degrees or −30 degrees. And the signal level is high.
図１５と図１６は、図１０に示したアンテナ１０ｄのビーム走査が０度の場合のシミュレーション結果である。ビーム走査が０度の場合、図１５に示すように、仰府角φ−方位角θ平面において、丸９３１で囲ったメインローブが（９０、０）に現れる。図１６に示すように、丸９３５で囲ったメインローブの信号レベルのピーク値で正規化した場合である。不要ローブのピークは、示した座標において不可視領域に移動しているため、図１５及び図１６には現れていない。 15 and 16 show simulation results when the beam scanning of the antenna 10d shown in FIG. 10 is 0 degree. When the beam scanning is 0 degree, as shown in FIG. 15, a main lobe surrounded by a circle 931 appears at (90, 0) in the elevation angle φ-azimuth angle θ plane. As shown in FIG. 16, this is a case where normalization is performed with the peak value of the signal level of the main lobe surrounded by a circle 935. The unwanted lobe peak does not appear in FIGS. 15 and 16 because it moves to the invisible region at the indicated coordinates.
図１７と図１８は、図１０に示したアンテナ１０ｄのビーム走査が−３０度の場合のシミュレーション結果である。ビーム走査が−３０度の場合、図１７に示すように、仰府角φ−方位角θ平面において、丸９４１で囲ったメインローブが（９０、−３０）に現れ、丸９４２及び９４３で囲った不要ローブのピークが約（４０、４０）と約（１３０、４０）に現れる。図１８に示すように、丸９４５で囲ったメインローブの信号レベルのピーク値で正規化した場合、丸９４６及び９４７で囲った不要ローブの各信号レベルが約−２５［ｄＢ］である。このように、図１０のように第１パターンと第２パターンのスロットパターンを交互に積重させ、逆相の電力を供給した場合、ビーム走査角度が０度では不要ローブをメインローブから遠ざけることができる。しかしながら、ビーム走査角度が−３０度では、仰府角φに対して不要ローブがメインローブの近い角度に表れ、かつ信号レベルが大きい。 17 and 18 show simulation results when the beam scanning of the antenna 10d shown in FIG. 10 is −30 degrees. When the beam scan is −30 degrees, as shown in FIG. 17, the main lobe surrounded by the circle 941 appears at (90, −30) on the elevation angle φ−azimuth angle θ plane, and is surrounded by the circles 942 and 943. Unnecessary lobe peaks appear at about (40, 40) and about (130, 40). As shown in FIG. 18, when normalized with the peak value of the signal level of the main lobe surrounded by a circle 945, each signal level of the unnecessary lobe surrounded by the circles 946 and 947 is about −25 [dB]. In this way, when the first pattern and the second pattern of slot patterns are alternately stacked as shown in FIG. 10 and reverse-phase power is supplied, the unnecessary lobe is kept away from the main lobe when the beam scanning angle is 0 degree. Can do. However, when the beam scanning angle is −30 degrees, an unnecessary lobe appears at an angle close to the main lobe with respect to the elevation angle φ, and the signal level is large.
図１９と図２０は、図２に示したアンテナ１０のビーム走査が０度の場合のシミュレーション結果である。ビーム走査が０度の場合、図１９に示すように、仰府角φ−方位角θ平面において、丸９５１で囲ったメインローブが（９０、０）に現れ、楕円９５２及び９５３で囲った不要ローブは分散される。図２０に示すように、丸９５５で囲ったメインローブの信号レベルのピーク値で正規化した場合、丸９５６及び９５７で囲った不要ローブの信号レベルは約−４２［ｄＢ］である。 19 and 20 show simulation results when the beam scanning of the antenna 10 shown in FIG. 2 is 0 degree. When the beam scan is 0 degree, as shown in FIG. 19, in the elevation angle φ-azimuth angle θ plane, a main lobe surrounded by a circle 951 appears at (90, 0), and is unnecessary surrounded by ellipses 952 and 953. The lobes are distributed. As shown in FIG. 20, when normalized by the peak value of the signal level of the main lobe surrounded by a circle 955, the signal level of the unnecessary lobe surrounded by the circles 956 and 957 is about −42 [dB].
図２１と図２２は、図２に示したアンテナ１０のビーム走査が−３０度の場合のシミュレーション結果である。ビーム走査が−３０度の場合、図２１に示すように、仰府角φ−方位角θ平面において、丸９６１で囲ったメインローブが（９０、−３０）に現れ、楕円９６２及び９６３で囲った不要ローブは分散される。図２２に示すように、丸９６５で囲ったメインローブの信号レベルのピーク値で正規化した場合、丸９６６及び９６７で囲った不要ローブの信号レベルは約−３３［ｄＢ］である。
このように、図２のように第１パターンと第２パターンのスロットパターンをランダムに積重させ、電力の位相を第１パターン及び第２パターンに応じて供給した場合、ビーム走査角度が０度及び、ビーム走査角度を−３０度に振った場合においても不要ローブが分散される。この結果、ビーム走査角度が０度の場合に不要ローブの信合レベルは約−４２［ｄＢ］に抑えられ、かつビーム走査角度が−３０度の場合であっても、不要ローブの信合レベルは約−３３［ｄＢ］に抑えることができる。このように、本実施形態のアンテナ１０によれば、ビームの走査角度を所定の角度振っても、不要ローブの信号レベルを抑えることができる。
21 and 22 show simulation results when the beam scanning of the antenna 10 shown in FIG. 2 is −30 degrees. When the beam scan is −30 degrees, as shown in FIG. 21, the main lobe surrounded by a circle 961 appears at (90, −30) on the elevation angle φ−azimuth angle θ plane, and is surrounded by ellipses 962 and 963. Unnecessary lobes are distributed. As shown in FIG. 22, when normalized with the peak value of the signal level of the main lobe surrounded by a circle 965, the signal level of the unnecessary lobe surrounded by the circles 966 and 967 is about −33 [dB].
As described above, when the slot patterns of the first pattern and the second pattern are randomly stacked as shown in FIG. 2 and the power phase is supplied according to the first pattern and the second pattern, the beam scanning angle is 0 degree. Even when the beam scanning angle is swung to -30 degrees, unnecessary lobes are dispersed. As a result, when the beam scanning angle is 0 degree, the confidence level of the unnecessary lobe is suppressed to about −42 [dB], and even when the beam scanning angle is −30 degrees, the confidence level of the unnecessary lobe is Can be suppressed to about −33 [dB]. As described above, according to the antenna 10 of the present embodiment, the signal level of the unnecessary lobe can be suppressed even if the beam scanning angle is changed by a predetermined angle.
なお、図１９〜図２２では、ビーム走査角度を、０度と−３０に振った場合の例を示したが、これに限られない。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
Although FIGS. 19 to 22 show examples in which the beam scanning angle is swung between 0 degree and −30, the present invention is not limited to this.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention.
１…アンテナシステム、１０…導波管スロットアレーアンテナ、１１、１１−１〜１１−ｎ、１１−ｉ、１１−１ａ〜１１−８ａ…導波管スロットアンテナ、１２ａ、１２ｂ…スロット、１３…チョーク構造、２０…給電装置、ＥＬ１、ＥＬ２…供給される電力 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna system, 10 ... Waveguide slot array antenna, 11, 11-1 to 11-n, 11-i, 11-1a to 11-8a ... Waveguide slot antenna, 12a, 12b ... Slot, 13 ... Choke structure, 20 ... power feeding device, EL1, EL2 ... power supplied
Claims (5)
複数の前記導波管スロットアンテナは、
チョーク構造を介して積重方向に連続して配置され、スロットパターンが第１パターンの導波管スロットアンテナと、前記第１パターンと導波管スロットアンテナの積重方向に線対称であるスロットパターンが第２パターンの導波管スロットアンテナと、を備え、
前記第１パターンの導波管スロットアンテナと前記第２パターンの導波管スロットアンテナとが不規則に配置され、
前記第１パターンと前記第２パターンの各導波管スロットアンテナへ、互いに逆位相の電力が供給される
ことを特徴とする導波管スロットアンテナ。 A plurality of waveguide slot antennas having a plurality of slots formed on the surface;
A plurality of the waveguide slot antennas,
A slot pattern which is continuously arranged in the stacking direction via a choke structure and whose slot pattern is a first pattern waveguide slot antenna, and which is line symmetric in the stacking direction of the first pattern and the waveguide slot antenna. Comprising a second pattern of waveguide slot antennas,
The waveguide slot antenna of the first pattern and the waveguide slot antenna of the second pattern are irregularly arranged,
The waveguide slot antenna, wherein power of opposite phase is supplied to each of the waveguide slot antennas of the first pattern and the second pattern.
チョーク構造を介して隣接する２つ以上の前記導波管スロットアンテナが１つの組であり、
複数の組のうち第１組と第２組との導波管スロットアンテナのスロットパターンが、前記第１組と前記第２組との間の中心線に対して非対象に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の導波管スロットアンテナ。 The plurality of waveguide slot antennas are:
Two or more waveguide slot antennas adjacent via a choke structure are in one set,
The slot patterns of the waveguide slot antennas of the first set and the second set among the plurality of sets are arranged non-targeted with respect to the center line between the first set and the second set. The waveguide slot antenna according to claim 1.
チョーク構造を介して隣接する２つ以上の前記導波管スロットアンテナが１つの組であり、
第１組の第１の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが第１パターンに形成され、
第１組の第２の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが第２パターンに形成され、
第２組の第１の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが前記第１組の第１の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンと逆の第２パターンに形成され、
第２組の第２の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが前記第１組の第２の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンと逆の第１パターンに形成され、
前記第１組から前記第２組までを第１組から第２組の順に積重されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導波管スロットアンテナ。 The plurality of waveguide slot antennas are:
Two or more waveguide slot antennas adjacent via a choke structure are in one set,
A slot pattern of the first set of first waveguide slot antennas is formed in the first pattern;
A slot pattern of the first set of second waveguide slot antennas is formed into a second pattern;
A slot pattern of the second set of the first waveguide slot antenna is formed in a second pattern opposite to the slot pattern of the first set of the first waveguide slot antenna;
A slot pattern of a second set of the second waveguide slot antenna is formed in a first pattern opposite to the slot pattern of the first set of the second waveguide slot antenna;
The waveguide slot antenna according to claim 1 or 2, wherein the first set to the second set are stacked in the order of the first set to the second set.
第ｎ組（ｎは、３以上の整数）の第ｍ（ｍは１以上の整数）の前記導波管スロットアンテナのスロットパターンが、前記第１組の第１、前記第１組の第２、前記第２組の第１、及び前記第２組の第２のうちのいずれか１つの前記導波管スロットアンテナのスロットパターンと逆のパターンに形成され、
前記第１組から前記第ｎ組までを第１組から第ｎ組の順に積重されている
ことを特徴とする請求項３に記載の導波管スロットアンテナ。 The plurality of waveguide slot antennas are:
The slot pattern of the n-th set (n is an integer equal to or greater than 3) of the m-th (m is an integer equal to or greater than 1) of the waveguide slot antenna is the first set of the first set and the first set of the second set of second patterns. , Formed in a pattern opposite to the slot pattern of the waveguide slot antenna of any one of the second set of first and the second set of second,
The waveguide slot antenna according to claim 3, wherein the first set to the nth set are stacked in order of the first set to the nth set.
ことを特徴とする請求項４に記載の導波管スロットアンテナ。 Of the waveguide slot antennas stacked adjacent to each other in order from the first set to the nth set, the waveguide slot antenna that is continuous by the number of elements other than the power of 2 is selected and formed. The waveguide slot antenna according to claim 4, wherein:
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|---|---|---|---|---|
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0595222A (en) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Tokimec Inc | Slot waveguide antenna |
| JPH05209953A (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Icom Inc | Radar antenna device |
| US5579020A (en) * | 1993-09-27 | 1996-11-26 | Sensis Corporation | Lightweight edge-slotted waveguide antenna structure |
| JPH10303638A (en) * | 1997-04-23 | 1998-11-13 | Toyota Motor Corp | Flat antenna in common use for polarized waves |
| JP2000236213A (en) * | 1999-02-17 | 2000-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | Waveguide slot array antenna |
| JP2005136542A (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Kansai Tlo Kk | Array antenna apparatus and designing method thereof |
| JP2007221585A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Furuno Electric Co Ltd | Antenna and manufacturing method thereof |
| JP2011109181A (en) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna device |
| JP2012204975A (en) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Waveguide slot antenna |
-
2012
- 2012-10-31 JP JP2012240944A patent/JP6082231B2/en active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0595222A (en) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Tokimec Inc | Slot waveguide antenna |
| JPH05209953A (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Icom Inc | Radar antenna device |
| US5579020A (en) * | 1993-09-27 | 1996-11-26 | Sensis Corporation | Lightweight edge-slotted waveguide antenna structure |
| JPH10303638A (en) * | 1997-04-23 | 1998-11-13 | Toyota Motor Corp | Flat antenna in common use for polarized waves |
| US6020858A (en) * | 1997-04-23 | 2000-02-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Flat-plate antenna for use with polarized waves |
| JP2000236213A (en) * | 1999-02-17 | 2000-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | Waveguide slot array antenna |
| JP2005136542A (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Kansai Tlo Kk | Array antenna apparatus and designing method thereof |
| JP2007221585A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Furuno Electric Co Ltd | Antenna and manufacturing method thereof |
| JP2011109181A (en) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna device |
| JP2012204975A (en) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Waveguide slot antenna |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114744406A (en) * | 2022-03-16 | 2022-07-12 | 上海航天电子通讯设备研究所 | Waveguide slot array antenna with wide scanning characteristic |
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