CN104205495B - 天线及天线的制造方法 - Google Patents

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Abstract

在两方向上排列有缝隙的缝隙阵列天线中，提供一种能够抑制旁瓣的发生并抑制重量的结构。天线(10)具备放射用波导部和能量引出装置(18)。放射用波导部具有相面对的两片金属板，从形成在一方的金属板上的多个缝隙(17)向外部放射电波。能量引出装置(18)以从形成有缝隙(17)的面向放射用波导部的内侧延伸的方式，按每个缝隙(17)配置，使放射用波导部内的电波的传播方式变化。缝隙(17)是细长状，长度方向的配置间隔是一定，并且短边方向的配置间隔是一定。能量引出装置(18)按每个缝隙(17)配置在该缝隙(17)的短边方向的一侧或另一侧。在相邻的缝隙(17)中，在短边方向的一侧和另一侧的哪一侧配置能量引出装置不同。

Description

天线及天线的制造方法
技术领域
本发明涉及在两方向上排列有缝隙的缝隙阵列天线。
背景技术
以往，已知有将具有导电性的两片导体平板离开规定的距离配置、在一方的导体平板上形成有缝隙的结构的天线。通过该结构，在两片导体平板间传播的电波被从上述缝隙向外部放射。专利文献1公开了与这种天线类似的天线。
专利文献1公开了以横穿导体平板的中央的方式形成有多个能量引出装置的结构的微带天线。在专利文献1中，公开了通过这样形成能量引出装置、能够使波束的照射方向与导体平板的法线方向大致一致的效果、及天线的频率特性变好的效果等。
专利文献2公开了在一方向上排列配置有缝隙的缝隙阵列天线。专利文献2在同轴波导管变换器内配置有能量引出装置。通过这样配置能量引出装置，能够将传递的电磁波的模式变换。
背景技术文献
专利文献
专利文献1：特开平11－088043号公报
专利文献2：特开2005－073212号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1的微带天线通过如上述那样配置能量引出装置，能够某种程度上抑制旁瓣的发生。
相对于此，在缝隙阵列天线中，如果暂时将缝隙平行地配置、并使缝隙的间隔成为一定，电波彼此干涉而相互抵消，不再放射电波。因而，以往通过将缝隙倾斜形成(图6(a))或使形成缝隙的间隔不同而放射电波。
但是，这样的缝隙阵列天线由于缝隙没有对称地配置，所以抑制在图6(b)所示的方向上发生旁瓣。
本发明是鉴于以上的情况而做出的，其目的是在两方向上排列有缝隙的缝隙阵列天线中，提供能够抑制旁瓣的发生并抑制重量的结构。
解决课题的手段及效果
本发明要解决的课题是以上那样的，接着，说明用来解决该课题的方案和其效果。
根据本发明的第1技术方案，提供以下的结构的天线。即，该天线具备放射用波导部和能量引出装置。上述放射用波导部具有相面对的两片金属板，从形成在一方的金属板上的多个缝隙向外部放射电波。上述能量引出装置以从形成有上述缝隙的面向上述放射用波导部的内侧延伸的方式按每个上述缝隙配置，使上述放射用波导部内的电波的传播方式变化。上述缝隙是细长状，长度方向的配置间隔是一定，并且短边方向的配置间隔是一定。上述能量引出装置按每个上述缝隙配置在该缝隙的短边方向的一侧或另一侧。在相邻的上述缝隙中，在短边方向的一侧和另一侧的哪一侧配置上述能量引出装置不同。
由此，在对称地进行缝隙的排列的同时，防止电波相互抵消，所以能够抑制不需要的波束的发生。此外，由于放射用波导部由金属板构成，所以能够使放射用波导部变轻，并且安装能量引出装置的作业变容易。此外，由于在形成有缝隙的面上安装能量引出装置，所以能够使需要加工的金属板为1个，所以能够使天线的制造工序变简单。进而，通过做成金属板制，与用铸造等的以往的制法制作出的天线相比能够大幅地抑制重量。
在上述天线中，优选的是，上述能量引出装置是圆柱形状；上述能量引出装置被机械地压入到上述放射用波导部中。
由此，将能量引出装置做成适合于压入的圆柱形状，通过用压入机等机械地压入，能够简单且正确地安装能量引出装置。特别是，由于本申请的放射用波导部是金属板，所以能够迅速地进行加工。
在上述天线中，优选的是做成以下的结构。即，上述放射用波导部由至少构成表面的表面用金属板和至少构成背面的背面用金属板构成。上述表面用金属板及上述背面用金属板中至少一方被弯折，利用该弯折部分，将上述表面用金属板与上述背面用金属板连接。
由此，不需要将两片金属板连结的板状的部件等。此外，由于金属板的弯折加工(压力加工)较容易，所以能够降低加工成本及组装成本。
在上述天线中，优选的是，上述缝隙与上述能量引出装置的间隔根据上述放射用波导部上的位置而不同。
由此，能够调整放射的电波的强度。
在上述天线中，优选的是，为了观测气象而使用。
由此，能够使本申请的效果在气象用的天线中发挥。特别是，如上述那样，本申请是金属板制，所以重量被抑制。因此，在将多个雷达集中配置时等，能够提高可操作性。
根据本发明的第2技术方案，提供以下的天线的制造方法。即，该天线的制造方法包括缝隙形成工序、能量引出装置形成工序和连接工序。在上述缝隙形成工序中，在用来构成放射用波导部的表面的表面用金属板上，以缝隙的长度方向的配置间隔为一定并且短边方向的配置间隔为一定的方式，形成该缝隙。在上述能量引出装置形成工序中，从上述表面用金属板的背侧，按每个上述缝隙，向该缝隙的短边方向的一侧或另一侧打入能量引出装置。在上述连接工序中，将上述表面用金属板与用来构成上述放射用波导部的背面的背面用金属板连接。
用上述方法制造的天线能够防止不必要的波束(瓣)的发生。此外，由于从表面用金属板的背侧将能量引出装置打入，所以毛边位于放射用波导部的外侧(表面)。因而，不需要将毛边精度良好地除去，所以能够有效率地进行天线的制造。
附图说明
图1是表示有关本发明的一实施方式的天线装置的立体图。
图2是表示天线的平面图。
图3是表示天线的中央部及端部的剖视图。
图4是表示制造天线的工序的一部分的图。
图5是表示能量引出装置的形状的例及其组合的图。
图6是表示以往的天线的缝隙的配置及发生的旁瓣的方向的图。
具体实施方式
接着，参照附图说明本发明的实施方式。图1是有关本发明的一实施方式的天线装置1的立体图。图2是天线10的平面图。
天线装置1与图略的电波生成部(磁控管等)及控制部等一起构成雷达装置。天线装置1例如用于气象观测用，但也可以用于其他用途(通信等)。
天线装置1如图1所示，具备天线10、传递部20和支承台50。天线10可在垂直方向(使仰角变化的方向)及水平方向(使方位角变化的方向)上旋转而构成。
支承台50具备腿部、和固定在腿部上的支承板。在该支承板上，安装着构成传递部20的各零件(齿轮及波导管等)。此外，在该支承台50上，安装着用来使天线10在垂直方向上旋转的马达(图略)、和用来使天线10在水平方向上旋转的马达(图略)。
传递部20将这些马达的动力通过齿轮等传递，能够使天线10在垂直方向及水平方向上旋转。此外，传递部20具备将电波生成部生成的电波(电磁波)向天线10传递的图略的波导管。
天线10具备放射用波导部11和能量引出装置18。该放射用波导部11由表面用金属板15和背面用金属板16构成。
表面用金属板15是构成放射用波导部11的表面(电波反射面)的部件。在该表面用金属板15上，在表面上形成缝隙17并配置有能量引出装置18。关于该缝隙17及能量引出装置18的详细情况在后面叙述。
背面用金属板16是构成放射用波导部11的背面(电波反射面的相反侧的面)的部件。在该背面用金属板16上，形成有用来与传递部20的波导管等连接的图略的开口部。
表面用金属板15及背面用金属板16如图3(b)的剖视图所示，将端部彼此通过固定部件31安装。
具体而言，在表面用金属板15上，在3个部位进行了弯折加工(压力加工)，形成有コ字状部(大致U字状部)15a和连接部15b。コ字状部15a是构成放射用波导部11的侧面的部分。连接部15b是为了将表面用金属板15与背面用金属板16连接而使用的部分。
此外，在背面用金属板16上，在1部位被进行弯折加工而形成了连接部16a。该连接部16a通过上述固定部件31安装在连接部15b上。此外，在如上述那样安装了表面用金属板15和背面用金属板16的情况下，放射用波导部11的侧面也一部分开口，但该开口部分被金属制的带等堵塞。
如以上这样，能够在放射用波导部11内实现被导电性的部件覆盖的空间。
缝隙17是将在放射用波导部11的空间内传播的电波向外部放射的贯通孔。此外，缝隙17是长孔状，在该长孔的长度方向及短边方向上排列形成(参照图2)。此外，长度方向的配置间隔及短边方向的配置间隔为一定。
能量引出装置18是圆柱状的部件。能量引出装置18按每个缝隙17而安装在该缝隙17的短边方向的一侧或另一侧。此外，在上下或左右相邻的缝隙17中，能量引出装置18形成在短边方向的一侧还是形成在另一侧不同(能量引出装置18相互不同地配置)。能量引出装置18如图3(a)所示，从表面用金属板15朝向背面用金属板16延伸而配置。
通过该结构，在放射用波导部11的空间内能够使电波的传播方式变化。因而，即使是如上述那样缝隙17对称地排列的情况，也能够防止放射的电波彼此相互抵消。此外，由于缝隙17对称地排列，所以能够抑制发生由图6(b)表示的方向的旁瓣。通过以上，能够将抑制了旁瓣的电波从放射用波导部11向外部放射。
放射用波导部11放射的电波被雨或云等反射。该反射波在上述电波的路径中反向传播，被雷达装置的控制部等解析。由此，能够求出水滴的位置、大小及密度等。
接着，对在表面用金属板15上形成缝隙17及能量引出装置18的方法进行说明。图4是说明制造天线10(特别是放射用波导部11)的工序的一部分的图。
首先，准备切取为规定的形状的表面用金属板15(图4(a))。并且，在该表面用金属板15的背面上，例如通过转塔式冲压机等形成缝隙17(图4(b))。
接着，如上述那样对表面用金属板15进行弯折加工(压力加工)，形成コ字状部15a和连接部15b(图4(c))。
接着，通过压入机等，从表面用金属板15的背面将能量引出装置18打入(压入，图4(d))。此外，在压入作业中，有在加工面的相反侧的面上发生毛边的情况。在金属板上发生的毛边能够简单地除去，但假如毛边存在于放射用波导部11的空间内，则有在该空间内传播的电波稍稍畸变的情况。关于这一点，在本实施方式中，由于是从表面用金属板15的背面打入的结构，所以能够可靠地防止在放射用波导部11的空间内存在毛边。
并且，如上述那样将表面用金属板15与背面用金属板16连接。如以上这样，能够制作放射用波导部11。另外，这里举出的制造方法是一例，工序的顺序及在各工序中使用的机械等能够适当变更。例如可以将形成缝隙17的工序和将能量引出装置18压入的工序替换。
接着，对能量引出装置18的另一例进行说明。在本实施方式中，是通过能量引出装置18防止放射的电波彼此相互抵消的结构。这里，能量引出装置18的位置、大小、形状等，在上述实施方式中举出的例子不一定是最优的，可以考虑通过适当变化而天线特性等变得良好。
例如，也可以使形成能量引出装置18的位置(缝隙17与能量引出装置18之间的距离)不为一定而根据打入的位置等变化，此外，也可以变更能量引出装置的大小或形状、以及打入的有无。此外，也可以是大小或形状根据打入的位置而不同的结构。通过使缝隙17与能量引出装置18的距离变化，能够改变从天线10放射的电波的强度。
作为能量引出装置18的形状，也可以如图5(a)的能量引出装置18a那样，是向表面用金属板15固定的部分的直径比其他部分(向放射用波导部11的内部突出的部分)直径大的形状(T字状)。此外，也可以如图5(b)的能量引出装置18b那样，是向表面用金属板15固定的部分的直径比其他部分小的形状。
作为能量引出装置18的组合，既可以能量引出装置18a相邻配置，也可以能量引出装置18b相邻配置。此外，也可以能量引出装置18a和能量引出装置18b相邻配置。另外，在使能量引出装置18a彼此相邻的情况下，由于直径较大的部分彼此干涉，所以对能量引出装置间的距离d加以制约。
此外，在使能量引出装置18不为柱状而为平板状的情况下，也能够发挥本申请的效果。但是，通过做成柱状，能够细致地控制打入的有无，所以有可能能够得到良好的天线特性。
如以上说明，天线10具备放射用波导部11和能量引出装置18。放射用波导部11具有相面对的两片金属板，从形成在一方的金属板上的多个缝隙17向外部放射电波。能量引出装置18以从形成有缝隙17的面向放射用波导部11的内侧延伸的方式按每个缝隙17配置，使放射用波导部11内的电波的传播方式变化。缝隙17是细长状，长度方向的配置间隔是一定，并且短边方向的配置间隔是一定。能量引出装置18按每个缝隙17配置在该缝隙17的短边方向的一侧或另一侧。在相邻的缝隙17中，在短边方向的一侧和另一侧的哪一侧配置能量引出装置不同。
以上说明了本发明的优选的实施方式，但上述结构例如可以如以下这样变更。
放射用波导部11并不限于将金属板彼此直接连结的结构，也可以经由其他部件连结。
放射用波导部11也可以通过将被弯折多次的表面用金属板15与没有被弯折的背面用金属板16连接来制作。
能量引出装置18并不限于被机械地压入的结构，例如也可以是人通过螺钉等安装的结构。此外，能量引出装置18的形状也并不限定于在上述中说明的结构，可以做成任意的形状。
标号说明
1 天线装置
10 天线
11 放射用波导部
15 表面用金属板
16 背面用金属板
17 缝隙
18 能量引出装置

Claims (6)

1.一种天线，其特征在于，
具备：
放射用波导部，具有相面对的两片金属板，从形成在一方的金属板上的多个缝隙向外部放射电波；以及
能量引出装置，以从形成有上述缝隙的面向上述放射用波导部的内侧延伸的方式按每个上述缝隙配置，使上述放射用波导部内的电波的传播方式变化；
上述缝隙是细长状，长度方向的配置间隔为一定，并且短边方向的配置间隔为一定；
上述能量引出装置按每个上述缝隙配置在该缝隙的短边方向的一侧或另一侧；
上述能量引出装置，从表面用金属板朝向背面用金属板延伸而配置；
在相邻的上述缝隙中，上述能量引出装置形成在短边方向的一侧还是形成在另一侧是不同的，
形成上述能量引出装置的位置，即缝隙与能量引出装置之间的距离不为固定而是根据打入的位置而变化。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，
上述能量引出装置是圆柱形状；
上述能量引出装置被机械地压入到上述放射用波导部中。
3.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，
上述放射用波导部由至少构成表面的表面用金属板和至少构成背面的背面用金属板构成；
上述表面用金属板及上述背面用金属板中至少一方被弯折，利用该弯折部分，将上述表面用金属板与上述背面用金属板连接。
4.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，
上述缝隙与上述能量引出装置的间隔根据上述放射用波导部上的位置而不同。
5.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，
上述天线为了观测气象而使用。
6.一种天线的制造方法，其特征在于，包括：
缝隙形成工序，在用来构成放射用波导部的表面的表面用金属板上，以缝隙的长度方向的配置间隔及短边方向的配置间隔为一定的方式，形成该缝隙；
能量引出装置形成工序，从上述表面用金属板的背侧，按每个上述缝隙，向该缝隙的短边方向的一侧或另一侧打入能量引出装置，上述能量引出装置从表面用金属板朝向背面用金属板延伸而配置，形成上述能量引出装置的位置，即缝隙与能量引出装置之间的距离不为固定而是根据打入的位置而变化；以及
连接工序，将上述表面用金属板与用来构成上述放射用波导部的背面的背面用金属板连接。
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