CN102576942B - 径向线缝隙阵列天线 - Google Patents

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Abstract

径向线缝隙阵列天线包括将多个缝隙排列形成螺旋状的缝隙导体板。使缝隙导体板中的与多个缝隙的径向有关的配置间隔在基于第一频率决定的第一部分与基于第二频率决定的第二部分之间逐渐变化，所述第二频率部与第一频率不同。

Description

径向线缝隙阵列天线
技术领域
本发明涉及径向线缝隙阵列天线，特别涉及在缝隙导体板上形成多个缝隙的配置。
背景技术
在相关的径向线缝隙阵列天线中设定缝隙图案以使发射出期望的电波。例如日本专利文献特开平5-67918号公报(专利文献1)记载了这种天线。
另外，在其他的相关的径向线缝隙阵列天线中，以与多个频带分别对应的径向间隔将多个缝隙配置成同心圆形状。例如日本专利文献特开平5-83029号公报(专利文献2)记载了这种天线。
另外，进一步在其他的相关的径向线缝隙阵列天线中，使在半圆弧或者圆弧上形成的多个缝隙的间隔在周向上依次变窄以使得发射功率一致。例如日本专利文献特开平5-283931号公报(专利文献3)记载了这种天线。
发明内容
径向线缝隙阵列天线通常被排列形成多个缝隙以适合特定的频率(使用频带的中心频率)，存在使用频带窄的问题。
专利文献2中记载的径向线缝隙天线是想要解决上述问题的。但是，在该天线中，在使用频带中如果要获得更加一致的增益、轴比等电气特性，就不得不增加配置缝隙的同心圆的数目(使用频带的分割数目)。而且，在相邻的同心圆上配置的缝隙必须不相互重叠。因为有这些限制，所以专利文献2的天线存在因构成复杂而难以制造的问题。
因此，本发明的目的是提供一种径向线缝隙阵列天线，通过简单的构成，能够跨越宽的频率范围得到一致的期望的增益、轴比等电气特性。
根据本发明的一个主旨，在包括将多个缝隙排列形成为螺旋状的缝隙导体板的径向线缝隙阵列天线中，其特征在于，使所述多个缝隙的径向的配置间隔在基于第一频率决定的第一部分与基于第二频率决定的第二部分之间逐渐变化，其中所述第二频率与所述第一频率不同。
在径向线缝隙阵列天线中，通过使多个缝隙的径向的配置间隔在基于第一频率决定的第一部分与基于第二频率决定的第二部分之间逐渐变化，能够成为简单的构成，且跨越宽的频带获得一致的频率特性。
附图说明
图1是用于本发明的一个实施方式的径向线缝隙阵列天线的缝隙导体板的平面图；
图2是用于本发明的其他的实施方式的径向线缝隙阵列天线的缝隙导体板的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。此外，因为本发明的径向线缝隙阵列天线的基本构成与公知的天线相同，所以以下仅针对作为不同点的缝隙导体板进行说明。径向线缝隙阵列天线的基本构成例如分别记载于专利文献1、2以及3中。
图1是用于本发明的一个实施方式的径向线缝隙阵列天线的缝隙导体板的平面图。
图示的缝隙导体板10是其平面形状是椭圆形的、金属制的薄板，例如铜制。缝隙导体板10具有被排列形成为螺旋状的多个缝隙11，以发送接收圆偏波。缝隙11例如通过蚀刻等形成，并从缝隙导体板10的一面侧(表面)向另一面侧(背面)贯穿形成。在该多个缝隙11中包含两种缝隙。即，在假定了决定该多个缝隙11的配置位置的螺旋线时，为位于内周侧的缝隙和位于外周侧的缝隙。这两种缝隙11均是矩形，成对的两个缝隙以使彼此形成预定的角度的方式隔开距离配置。另外，这两种缝隙11被配置为按照每个种类相对螺旋线形成预定的角度。此外，各缝隙的大小可以根据其形成位置(距中心的距离)进行调整。例如，能够使其距中心越远就越大。
当将缝隙导体板10的长轴设为X轴(第一径向)、将短轴设为Y轴(第二径向)时，多个缝隙11的径向的配置间隔(螺旋线的间隔)在X轴上(第一部分)基于频率f1决定，在Y轴上(第二部分)基于频率f2(＞f1)决定。具体地说，在频率f1的电磁波的波导管波长为λg1时，将X轴上的缝隙对的配置间隔设为λg1。另外，在频率f2的电磁波的波导管波长为λg2时，将Y轴上的缝隙对的配置间隔设为λg2(＜λg1)。但是，这些配置间隔忽略了对由于形成缝隙而产生的、对沿内部传播的传送波的影响(相位变化)，在考虑其影响的情况下，取稍微偏离λg1、λg2的值。
为使缝隙11的径向的配置间隔沿周向逐渐地变化，在相邻的X轴与Y轴之间(与各象限对应的部分、插值部分)，以在X轴上配置形成的缝隙11与在Y轴上配置形成的缝隙11之间插入的方式排列形成多个缝隙。即，在假定的螺旋线上以预定的间隔形成多个缝隙。
根据上述的构成，关于X轴方向的缝隙的配置对频率f1最优化，关于Y轴方向的缝隙的配置对频率f2最优化，并且因为它们之间进行了插入，所以至少在从频率f1到f2的范围内，能够获得几乎一致的天线增益(振幅)。此外，虽然在本实施方式中假设为正交轴(X轴以及Y轴)，但是长轴以及短轴可以不必是正交的。
本实施方式所涉及的缝隙导体板乍一看可能与专利文献1记载的缝隙导体板相同。但是，与本实施方式所涉及的缝隙导电板的缝隙配置是基于使用频率的相对，专利文献1的缝隙配置是根据具有各向异性的电介质的介电常数来设定缝隙图案。在本实施方式中，因为假定使用具有各向同性的电介质，所以形成如图1那样的椭圆形，但是在使用具有各向异性的电介质的情况下，形成与图1不同的形状，例如圆形。
以上，针对本发明按照一个实施方式进行了说明，但是本发明不限定于上述的实施方式。对于本申请发明的构成和细节，本领域技术人员能够在本申请发明的范围内进行能够理解的各种各样的变形。例如，在上述实施方式中，将第一部分作为X轴上的部分、将第二部分作为Y轴上的部分，但是如图2所示，也可以将与位于被配置为螺旋状的缝隙列的一端的缝隙对应的部分21设为第一部分、将与位于另一端的缝隙对应的部分22设为第二部分。这种情况下，基于频率f1(或者f2)确定位于缝隙列的一端的缝隙与在径向(外周侧)上相邻的缝隙的间隔(螺旋线的间隔)，基于频率f2(或者f1)确定位于另一端的缝隙与在径向(内周侧)上相邻的缝隙的间隔。并且，以径向的配置间隔在基于频率f1确定的值与基于频率f2确定的值之间沿周向逐渐地变化的方式在两端的缝隙之间螺旋状地排列形成多个缝隙。
本申请主张以2009年9月4日提出申请的日本专利申请特愿2009-204626号为基础的优先权，其所有公开内容并入到本文中。

Claims (8)

1.一种径向线缝隙阵列天线，其特征在于，包括将多个缝隙排列形成为螺旋状的缝隙导体板，所述螺旋包括第一部分和第二部分，所述多个缝隙的第一多个缝隙沿第一部分配置，所述多个缝隙的第二多个缝隙沿第二部分配置，
使所述多个缝隙的径向的配置间隔在基于第一频率决定的第一部分与基于第二频率决定的第二部分之间逐渐变化，其中所述第二频率与所述第一频率不同，
选择至少在从第一频率至第二频率的范围内均匀的天线增益。
2.根据权利要求1所述的径向线缝隙阵列天线，其特征在于，
所述第一部分是沿第一径向的部分，
所述第二部分是沿与第一径向不同的第二径向的部分。
3.根据权利要求2所述的径向线缝隙阵列天线，其特征在于，
所述第一径向和所述第二径向是彼此正交的方向。
4.根据权利要求1所述的径向线缝隙阵列天线，其特征在于，
所述第一部分是与所述多个缝隙形成的缝隙列的内周侧端部对应的部分，
所述第二部分是与所述缝隙列的外周侧端部对应的部分。
5.根据权利要求2所述的径向线缝隙阵列天线，其特征在于，
在所述第一部分与所述第二部分之间具有补充部分，所述补充部分包含被配置为使所述配置间隔逐渐变化的一个以上的缝隙。
6.根据权利要求1所述的径向线缝隙阵列天线，其特征在于，
所述多个缝隙以发送接收圆偏波的方式被排列形成。
7.根据权利要求3所述的径向线缝隙阵列天线，其特征在于，
在所述第一部分与所述第二部分之间具有补充部分，所述补充部分包含被配置为使所述配置间隔逐渐变化的一个以上的缝隙。
8.根据权利要求4所述的径向线缝隙阵列天线，其特征在于，
在所述第一部分与所述第二部分之间具有补充部分，所述补充部分包含被配置为使所述配置间隔逐渐变化的一个以上的缝隙。
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