JPH03167907A - 誘電体集束ホーンおよびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロ波帯からミ１７波帯にかけて良好な
特性を有するホーンアンテナの一種である誘電体集東ホ
ーンに関する。

〔従米の技術〕

第９図は従来の誘電体集束ホーンの破砕断面図を示して
おり、従米の誘電体集束ホーンは、円形導波管または円
形導波管に円錐ホーンを取り付けたＩｌＩｌ造において
、円形導波管部分に円柱状の誘電体棒３を差し込む形を
基本構造としていた。

このため、溝電体捧３の位置が確定せず、更に長ｌＡ間
の使用中には講電体棒３が脱落する恐れがあった．これ
を防ぐための一例が第９図に示す構造である． この構造は、誘電体集束ホーンから電波を上向きに放射
する場合に、誘電体捧３が導波背中に埋没しないように
、誘電体棒３に矢羽根状の突起１２を設けたものである
。

〔発明が解決しようとする！Ｉｌｌ） 以上説明した従来の誘電体集束ホーンでは、上述のごと
く、矢羽根状の突起１２を用いて誘電体棒３が導波管中
に埋没しないようにしているが、このような構造では、
誘電体集束ホーンを下方に向けて用いる場合には適用で
きないことに加え、電ス特性の点においても突起１２の
ために特に電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が劣化するという
欠点があった． 本発明は上記の問題点を解決し、どのような条件でも誘
電体棒を強固に保持することが可能で、電ス的にも優れ
た誘電体集束ホーンを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、前述の目的は前記特許請求の範囲に記
載した手段により達或される．すなわち、本発明は、請
求項１記載の発明については、円形導波管の内壁に使用
周波数の半波長以下、４分の１波長以上の深さの溝を１
波長以下のピッチで複数設けたコルデート導波管と、上
記コルゲート導波管の内部から外部にまで伸び、電波の
放射方向に向けて徐々に直径または厚みの減少する誘電
体棒からなり、上記複数の溝の少なくとも一部の溝の空
間の全部または一部に誘電体棒の一部が嵌合している誘
電体集束ホーンである． また、請求項２記載の発明については、コルデート導波
管の端面から電波放射方向に向けて徐々に内径の増大す
る有限長のホーンを設けた請求項１記載の誘電体集束ホ
ーンである。

さらに、請求項３記戦の発明については、円柱状の誘電
体一の一部に溝または突起を設け、該誘電体棒上に化学
メッキ、真空メッキ、溶討、または導電塗料塗布により
金属層を作成し、さらに電鋳により金属を付着し、その
後シこ金属部分を整形加工した請求項１または２記載の
誘電体集束ホーンの製造方法である。

〔作　用〕

第１図は本出願の、請求項１記載の発明０誘電体集束ホ
ーンの基本ｌｌＩＩ３ａを示す破砕断面図であって、溝
１ａが設けられたコルデート導波管２の内部に誘電体棒
３が挿入され、誘電体ｎ３の一部が溝１ａの内部まで充
填されることによりはめ合を形威している．これにより
、ｙｊ電体棒の位置は確定され、どのような方向で用い
られる場合においても誘電体棒３が脱落することがなく
なっている。

また、請求項２記載の発明は、上記コルデート導波管の
端面にホーン部を徹り付けたものでふ　ス　　　氷　Ｌ
　ド　　　ム５１ク栢　９　マ　銃　ハ　α　閤　！毒
　　　積　ｔ清１または２記載の発明の誘電体集束ホー
ンの製造方法の発明であって、例えば、誘電体集東ホー
ンは第２図（ａ）から第２図（ｅ）で示す手順で作或さ
れる。

まず第２図（ａ）に示すようにコルデート導披管の溝１
ａ／）部分の内径に等しい直径を有する誘電体棒に溝１
ａに等しい深さの誘電体溝４を作或し、これに化学メッ
キ、真空メッキ、溶射、または導電塗料塗布により、第
２図（ｂ）ｉこ示すように、金属層５を作成する。

さらに、第２図（ｅ）に示すように、電鋳で金属を厚く
積層させ金属壁６を作る。しかる後に例えば機械加工に
より形状を整える　（第２図（ｄ）の状！！）。これに
７ランジ７を用いて円形導波管８を取り付ける（第２図
（ｅ）の状態）。

７ランジ７を用いる代わりに、溶接によって円形導波管
８を取り付けてもよい。

次に、本発明の誘電体集束ホーンでの電波伝搬の状態に
ついて、該誘電体集束ホーンを送信け田ｔ１２−　＋ｓ
Ａｊ　ａＪ　ｌ−　Ｌ　ｎ　ＯＨ　ＩＩＩＲ　＋？すな
わち、コルデート導イ皮管２内を伝搬する電波は、：１
ｔ　１　ａが半波艮から４分の１波長までの間に選；Ｉ
れているため、ハイブリッドモードの一つであるＥＨ，
．モードで進行波として伝搬する。このため、溝１ａが
あっても電波の反射は発生せず、導波管として良好な特
性を示す。

誘電体！＄３に励振された電波は、謹電体棒３の直径が
徐々に小さくなるため、誘電体棒３の内部に電ａｆ−拘
束することができなくなり、空間に放射される。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明について更に詳しく説明す
る。

第３図は、特許請求の１＠運の請求項上および２記裁の
発明の実施例を示ナ′Ｉｆｒ面図ｒＡって、９はホーン
部、１０は後端テーバ部、１１は整合部である。ホーン
ｇ９、ｉ：＆ｍテーバ部１　０オよプ整合部１１は、第
２図における円形導波管８と同様の７グ法によって取り
付けることができる。

円形導波管８の内部を伝搬してきた電波は、整合部１１
においてコルデート導波管内を伝搬するＥＨ．モードに
整合され、後端テーパ部１０において内部に誘電体を充
填されたコルゲート導波管内を伝搬するＥＨ．モードに
整合される。

さらに、電波はコルデート専波管内を進み、ホーン部９
において自由空間に置かれた誘電体棒を伝送する基本モ
ードに徐々に変換され、空間に放射される。

このように次々に変わるモードを整合させるための区間
を設けることにより、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の低い
良好な特性を有する誘電体集束ホーンを実現することが
ｔ′きる。

なお、一般に誘電体内部では波長が１７青了（εｒは比
誘電率）に短縮するために、溝の深さ方向に全て誘電体
が充填されるようはめ合っている場合には、誘電体が充
填されている部分の溝１ａの物理的深さは、誘電体のな
い部分のｍｌｂの物理的深さに比べて　１７宣７に選ば
れる。

このようにすることにより、電気的な意味での溝の深さ
は一定になる。溝の深さ方向に一部まで誘電体が充填さ
れるようはめ合っている場合には、上記の考え方に準じ
て、電ス的な意味での溝の深さを一定とするように、物
理的な溝のＳさを選ぶ。

第４図、第５図、第６図は、請求項１および２記載の発
明の池の実施例を示す部分断面図であって、誘電本棒３
の部分のみ示す部分図である。第４図、第５図、第６図
に示すように、誘電体棒３の中心部を中空にしてもよい
し、また前後のテーパ部は、直径が徐々に細くなる構或
の他に、徐々に厚みの減少する構或とすることらできる
。

本実施例１こおいてら、その基本動作は前記実，抱例と
同｛５７ｌであｌ）説明を省略する。

第７図は．！７ｌ求項１および２記載の発明のさらに池
の実施例を示す断面図である。誘電体の充項される溝の
数、すなわち噛み合わせの数を、特に一つとした場合を
示す。誘電体棒の重量、要求される強度等の条件から噛
み合わせの数が一つで充分な場合に用いることができる
。

本実施例においては、請求項３記載の発明の方法を用い
なくとも製作することができる。すなわち、噛み合わせ
の数が一つであるため、外側の金属で作られる部分をこ
の噛み合わせの前後で分割して製作し、７ランノ７を用
いて岨み立てることができる。また７ランク７を用いる
代わりに溶接によって接統しでもよい。本実施例におい
てら、前記第４図、第５図、第６図に示した各種の誘電
本棒３の形状が用いられることはいうまでもない。

第８図は、本出願における請求項３記載の発明の他の実
施例を示す図である。まず、第８図（ａ）に示すように
、誘電体棒を所要の形に整形し、後に金属を電鋳する部
分以外の誘電体棒の部分を覆い、化学メッキ、真空メッ
キ、溶射、ま　た１±４　雷冷Ｕ楡布　に　上　０　　
　填　８　闇　　（Ｘ　　＋一　　禾すように、金属層
５を作或する。これに電鋳を施すことにより金属層を厚
くシ（第２図（ｃ）の状！！）、しかる後に金属部分を
例えば機械加工により整形し、第８図（ｄ）に示す形状
とする。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明により極めて高い性能を有
しつつ長期間安定して用いることのできる誘電体集束ホ
ーンを実現することが可能となる。

すなわち、！電体集東ホーン自体がサイドロープ特性が
良好である特徴のあるホーンであるため、これを一次放
射器としてアンテナを構或すれば、良好な特性のアンテ
ナが実現でき、無線回線を高密度に作或することができ
る。その結果、有限の周波数をより有効に活用すること
ができる。

さらに、誘電体集束ホーンは小さな開口で狭いビームが
得られるという特徴があるため、マルチビームアンテナ
の一次放射器として用いれば、数多くのビームを出すこ
とができ、！４＃ｉ回線の経済化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構造を示す破砕断面図、第２図は
本発明により誘電体集束ホーンを製造する工程を示す断
面図、第３図は本発明の一実施例を示す断面図、第４図
、第５図、第６図は本発明の他の実施例を示す部分断面
図、第７図は本発明の他の実施例を示す断面図、第８図
は本発明により誘電体集束ホーンを製造する工程を示す
断面図、第９図は従未例の誘電体集束ホーンの破砕断面
図である。 １ｍ．１ｂ・・・・・・溝、 一ト導波管、　　　　３・・・・・・ ４　・・・・・・誘電体溝、 ６　・・・・・・金属壁、 ８　・・・・・・円形導波管、 １０　・・・・・・後端テーパ部、 ２　・・・・・・　コルデ 誘電体棒、 ５　・・・・・・金属層、 ７　・・・・・・　７ランノ、 ９　・・・・・・　ホーン部、 １１　・・・・・・整 合部、 １ ２ 矢羽根状突起部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．円形導波管の内壁に使用周波数の半波長以下、４分
   の１波長以上の深さの溝を１波長以下のピッチで複数設
   けたコルゲート導波管と、上記コルゲート導波管の内部
   から外部にまで伸び、電波の放射方向に向けて徐々に直
   径または厚みの減少する誘電体棒からなり、上記複数の
   溝の少なくとも一部の溝の空間の全部または一部に誘電
   体棒の一部が嵌合していることを特徴とする誘電体集束
   ホーン。
2. ２．コルゲート導波管の端面から電波放射方向に向けて
   徐々に内径の増大する有限長のホーンを設けたことを特
   徴とする請求項１記載の誘電体集束ホーン。
3. ３．円柱状の誘電体棒の一部に溝または突起を設け、該
   誘電体棒上に化学メッキ、真空メッキ、溶射、または導
   電塗料塗布により金属層を作成し、さらに電鋳により金
   属を付着し、その後に金属部分を整形加工したことを特
   徴とする請求項１または２記載の誘電体集束ホーンの製
   造方法。