JP2002368529A - ホーンアンテナ装置 - Google Patents
ホーンアンテナ装置Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーダや無線通信等のアンテナ装置及びその
一次放射器等に用いられるホーンアンテナ装置に関し、
広い周波数範囲にわたって所望の量の高次モードを発生
し、回転対称でかつ交差偏波発生量の小さいホーンアン
テナ装置を得る。 【解決手段】 電波入力部１において励起されたＴＥ１
１モードの電波は、導波管部５において、その一部が高
次モードの電波に変換される。導波管部５の交線Ｓの傾
きが一定でなく連続的に変化することから、導波管部５
の軸Ｚ方向の至るところで連続的にＴＭ１１モードやＴ
Ｅ１２モード等の高次モードが励起する。このとき、導
波管部５で発生するＴＭ１１モード等の高次モードの発
生量である振幅及び位相が各々の高次モードに対し所望
の値となるように交線Ｓの形状を定める。
一次放射器等に用いられるホーンアンテナ装置に関し、
広い周波数範囲にわたって所望の量の高次モードを発生
し、回転対称でかつ交差偏波発生量の小さいホーンアン
テナ装置を得る。 【解決手段】 電波入力部１において励起されたＴＥ１
１モードの電波は、導波管部５において、その一部が高
次モードの電波に変換される。導波管部５の交線Ｓの傾
きが一定でなく連続的に変化することから、導波管部５
の軸Ｚ方向の至るところで連続的にＴＭ１１モードやＴ
Ｅ１２モード等の高次モードが励起する。このとき、導
波管部５で発生するＴＭ１１モード等の高次モードの発
生量である振幅及び位相が各々の高次モードに対し所望
の値となるように交線Ｓの形状を定める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーダや無線通
信等のアンテナ装置及びその一次放射器等に用いられ、
電波を所望の特性で空間に放射するためのホーンアンテ
ナ装置に関するものである。
信等のアンテナ装置及びその一次放射器等に用いられ、
電波を所望の特性で空間に放射するためのホーンアンテ
ナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、例えば「衛星通信技術」（昭和
５５年１１月１０日、財団法人電子情報通信学会発行）
に示された従来のホーンアンテナ装置のうち、複モード
型のホーンアンテナ装置の断面図であり、図６におい
て、１は円形の導波管内径を有する電波入力部、２は電
波を空間に放射するホーンアンテナの開口部、３はテー
パ形状の導波管部であり、この導波管部３は電波入力部
１側から開口部２側に向けて、内径が大きくなるように
形成されている。４は内径がステップ的に変化し、又は
テーパにより変化する形状を有し、入力された電波の高
次モードの電波を発生する高次モード発生部である。
５５年１１月１０日、財団法人電子情報通信学会発行）
に示された従来のホーンアンテナ装置のうち、複モード
型のホーンアンテナ装置の断面図であり、図６におい
て、１は円形の導波管内径を有する電波入力部、２は電
波を空間に放射するホーンアンテナの開口部、３はテー
パ形状の導波管部であり、この導波管部３は電波入力部
１側から開口部２側に向けて、内径が大きくなるように
形成されている。４は内径がステップ的に変化し、又は
テーパにより変化する形状を有し、入力された電波の高
次モードの電波を発生する高次モード発生部である。
【０００３】次に従来のホーンアンテナ装置の動作につ
いて説明する。電波入力部１においては、円形導波管の
基本モードであるＴＥ１１モードの電界分布を有する電
波が励起されている。このＴＥ１１モードの電界分布を
図７（ａ）に示す。高次モード発生部４では、電波入力
部１におけるＴＥ１１モードの電界分布を有する電波の
一部がＴＭ１１モード等の高次モードに変換される。こ
のＴＭ１１モードの電界分布を図７（ｂ）に示す。基本
モード及び高次モードの電波は導波管部３を伝播し、開
口部２に到達する。このとき、高次モード発生部４にお
いて発生するＴＭ１１モード等の高次モードの振幅及び
位相が所望の値となるように、高次モード発生部４の内
径φＤ及び内径のテーパ角θを適切な値に設定し、開口
部２での電波の開口分布を図７（ｃ）のような電界分布
とすることができる。即ち、図７（ｃ）に示す開口部で
の電界分布は、ＴＥ１１モードの電界分布にＴＭ１１モ
ード等の高次モードの電界分布を重ね合わせたものであ
り、回転対称で交差偏波が発生しない電界分布となって
いる。
いて説明する。電波入力部１においては、円形導波管の
基本モードであるＴＥ１１モードの電界分布を有する電
波が励起されている。このＴＥ１１モードの電界分布を
図７（ａ）に示す。高次モード発生部４では、電波入力
部１におけるＴＥ１１モードの電界分布を有する電波の
一部がＴＭ１１モード等の高次モードに変換される。こ
のＴＭ１１モードの電界分布を図７（ｂ）に示す。基本
モード及び高次モードの電波は導波管部３を伝播し、開
口部２に到達する。このとき、高次モード発生部４にお
いて発生するＴＭ１１モード等の高次モードの振幅及び
位相が所望の値となるように、高次モード発生部４の内
径φＤ及び内径のテーパ角θを適切な値に設定し、開口
部２での電波の開口分布を図７（ｃ）のような電界分布
とすることができる。即ち、図７（ｃ）に示す開口部で
の電界分布は、ＴＥ１１モードの電界分布にＴＭ１１モ
ード等の高次モードの電界分布を重ね合わせたものであ
り、回転対称で交差偏波が発生しない電界分布となって
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のホーンアンテナ
装置は以上のように構成されているので、高次モード発
生部４において発生させるＴＭ１１モード等の発生量
（振幅及び位相）は、所定の周波数ｆｏでは理想的な値
とすることができる。しかし、周波数がｆｏからずれる
と、高次モード発生量にずれが生じるとともに、テーパ
形状を有する導波管３を伝播する間に、基本モードに対
する高次モードの位相量にずれが生じる。この結果とし
て、周波数がずれた場合には、開口部４において発生す
る電界分布は、回転対称とならず、さらには交差偏波が
生じたものとなってしまうという問題点があった。ま
た、従来のホーンアンテナ装置では、高次モード発生部
４において、複数の高次モード、例えばＴＭ１１やＴＥ
１２モードを同時に最適な発生量に制御するように構成
することができないので、広い周波数範囲にわたって、
回転対称で交差偏波の発生量の小さいホーンアンテナ装
置を実現することができないという問題点があった。
装置は以上のように構成されているので、高次モード発
生部４において発生させるＴＭ１１モード等の発生量
（振幅及び位相）は、所定の周波数ｆｏでは理想的な値
とすることができる。しかし、周波数がｆｏからずれる
と、高次モード発生量にずれが生じるとともに、テーパ
形状を有する導波管３を伝播する間に、基本モードに対
する高次モードの位相量にずれが生じる。この結果とし
て、周波数がずれた場合には、開口部４において発生す
る電界分布は、回転対称とならず、さらには交差偏波が
生じたものとなってしまうという問題点があった。ま
た、従来のホーンアンテナ装置では、高次モード発生部
４において、複数の高次モード、例えばＴＭ１１やＴＥ
１２モードを同時に最適な発生量に制御するように構成
することができないので、広い周波数範囲にわたって、
回転対称で交差偏波の発生量の小さいホーンアンテナ装
置を実現することができないという問題点があった。
【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、広い周波数範囲にわたって、
所望の量の高次モードを発生し、回転対称でかつ交差偏
波発生量の小さいホーンアンテナ装置を得ることを目的
とする。
るためになされたもので、広い周波数範囲にわたって、
所望の量の高次モードを発生し、回転対称でかつ交差偏
波発生量の小さいホーンアンテナ装置を得ることを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るホ
ーンアンテナ装置は、電波を入力する電波入力部と、こ
の入力された電波を伝播する導波管部と、この導波管部
により伝播された電波を空間に放射する開口部とを備
え、上記導波管部は、電波を伝播する方向の軸を含む面
との交線の上記軸に対する傾きが、一定でなく連続的に
変化し、上記交線と上記軸との距離が、上記電波入力部
側から上記開口部側に向けて増加するように形成したも
のである。
ーンアンテナ装置は、電波を入力する電波入力部と、こ
の入力された電波を伝播する導波管部と、この導波管部
により伝播された電波を空間に放射する開口部とを備
え、上記導波管部は、電波を伝播する方向の軸を含む面
との交線の上記軸に対する傾きが、一定でなく連続的に
変化し、上記交線と上記軸との距離が、上記電波入力部
側から上記開口部側に向けて増加するように形成したも
のである。
【０００７】請求項２の発明に係るホーンアンテナ装置
は、電波を入力する電波入力部と、この入力された電波
を伝播する導波管部と、この導波管部により伝播された
電波を空間に放射する開口部とを備え、上記導波管部
は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線の上記軸
に対する傾きが、一定でなく連続的に変化し、上記交線
と上記軸との距離が、上記交線の一部において、上記電
波入力部側から上記開口部側に向けて減少するように形
成したものである。
は、電波を入力する電波入力部と、この入力された電波
を伝播する導波管部と、この導波管部により伝播された
電波を空間に放射する開口部とを備え、上記導波管部
は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線の上記軸
に対する傾きが、一定でなく連続的に変化し、上記交線
と上記軸との距離が、上記交線の一部において、上記電
波入力部側から上記開口部側に向けて減少するように形
成したものである。
【０００８】請求項３の発明に係るホーンアンテナ装置
は、電波を入力する電波入力部と、この入力された電波
を伝播する導波管部と、この導波管部により伝播された
電波を空間に放射する開口部とを備え、上記導波管部
は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線の上記軸
に対する傾きが、その交線の一部において一定でなく連
続的に変化し、上記交線と上記軸との距離が、上記電波
入力部側から上記開口部側に向けて増加するように形成
したものである。
は、電波を入力する電波入力部と、この入力された電波
を伝播する導波管部と、この導波管部により伝播された
電波を空間に放射する開口部とを備え、上記導波管部
は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線の上記軸
に対する傾きが、その交線の一部において一定でなく連
続的に変化し、上記交線と上記軸との距離が、上記電波
入力部側から上記開口部側に向けて増加するように形成
したものである。
【０００９】請求項４の発明に係るホーンアンテナ装置
は、電波を入力する電波入力部と、この入力された電波
を伝播する導波管部と、この導波管部により伝播された
電波を空間に放射する開口部とを備え、上記導波管部
は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線の上記軸
に対する傾きが、その交線の一部において一定でなく連
続的に変化し、上記交線と上記軸との距離が、上記交線
の一部において、上記電波入力部側から上記開口部側に
向けて減少するように形成したものである。
は、電波を入力する電波入力部と、この入力された電波
を伝播する導波管部と、この導波管部により伝播された
電波を空間に放射する開口部とを備え、上記導波管部
は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線の上記軸
に対する傾きが、その交線の一部において一定でなく連
続的に変化し、上記交線と上記軸との距離が、上記交線
の一部において、上記電波入力部側から上記開口部側に
向けて減少するように形成したものである。
【００１０】請求項５の発明に係るホーンアンテナ装置
は、電波を入力する電波入力部と、この入力された電波
を伝播する導波管部と、この導波管部により伝播された
電波を空間に放射する開口部とを備え、上記導波管部
は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線が複数の
直線であり、上記交線と上記軸との距離が、上記交線の
一部において上記電波入力部側から上記開口部側に向け
て減少するように形成したものである。
は、電波を入力する電波入力部と、この入力された電波
を伝播する導波管部と、この導波管部により伝播された
電波を空間に放射する開口部とを備え、上記導波管部
は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線が複数の
直線であり、上記交線と上記軸との距離が、上記交線の
一部において上記電波入力部側から上記開口部側に向け
て減少するように形成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係るホーンアンテナ装置を図１によって説明す
る。図１は実施の形態１に係るホーンアンテナ装置の断
面を示す断面図である。図１において、１は電波を入力
する電波入力部であり、円形や矩形の導波管或いは同軸
ケーブル等によって構成されるものである。２は電波を
空間に放射するホーンアンテナの開口部、５は円形又は
楕円形状の断面を有する導波管部である。この導波管部
５は、図１に示す軸Ｚ（導波管部５の中心軸）の方向に
電波を伝播するものである。この導波管部５の形状は、
従来のものがテーパ形状であったところが、軸Ｚを含む
面との交線（図１の交線Ｓ）の軸Ｚに対する傾きが一定
でなく連続的に変化するものである。さらにこの交線Ｓ
は、交線Ｓと軸Ｚとの距離が、電波入力部１側から開口
部２側に向けて増加するように形成したものである。換
言すれば、導波管部５内径の軸Ｚ方向の変化率は、一定
ではなく連続的に変化し、かつ正の値を有している。こ
こで、交線Ｓは導波管部５の内壁と、軸Ｚを含む面とが
交差する線分である。
形態１に係るホーンアンテナ装置を図１によって説明す
る。図１は実施の形態１に係るホーンアンテナ装置の断
面を示す断面図である。図１において、１は電波を入力
する電波入力部であり、円形や矩形の導波管或いは同軸
ケーブル等によって構成されるものである。２は電波を
空間に放射するホーンアンテナの開口部、５は円形又は
楕円形状の断面を有する導波管部である。この導波管部
５は、図１に示す軸Ｚ（導波管部５の中心軸）の方向に
電波を伝播するものである。この導波管部５の形状は、
従来のものがテーパ形状であったところが、軸Ｚを含む
面との交線（図１の交線Ｓ）の軸Ｚに対する傾きが一定
でなく連続的に変化するものである。さらにこの交線Ｓ
は、交線Ｓと軸Ｚとの距離が、電波入力部１側から開口
部２側に向けて増加するように形成したものである。換
言すれば、導波管部５内径の軸Ｚ方向の変化率は、一定
ではなく連続的に変化し、かつ正の値を有している。こ
こで、交線Ｓは導波管部５の内壁と、軸Ｚを含む面とが
交差する線分である。
【００１２】次に実施の形態１に係るホーンアンテナ装
置における電波伝播について説明する。電波入力部１に
は、導波管や同軸ケーブル等によって電波が入力され
る。この電波入力部１ではＴＥ１１モードの電波が励起
される。ここで励起されたＴＥ１１モードの電波は、導
波管部５において、その一部が高次モードの電波に変換
される。導波管部５の交線Ｓの傾きが一定でなく連続的
に変化することから、導波管部５の軸Ｚ方向の至るとこ
ろで高次モードが励起（低次モードから高次モードへ変
換）するものである。このようにしてＴＭ１１モードや
ＴＥ１２モード等の高次モードが軸Ｚ方向で連続的に発
生し、開口部２に到達する。このとき、導波管部５で発
生するＴＭ１１モード等の高次モードの発生量である振
幅及び位相が各々の高次モードに対し所望の値となるよ
うに交線Ｓの形状を定めることによって、広い周波数範
囲にわたって開口部２での電界分布が図８（ｃ）に示す
ような回転対称で、交差偏波成分の発生を小さく抑制し
たホーンアンテナ装置を得ることができる。
置における電波伝播について説明する。電波入力部１に
は、導波管や同軸ケーブル等によって電波が入力され
る。この電波入力部１ではＴＥ１１モードの電波が励起
される。ここで励起されたＴＥ１１モードの電波は、導
波管部５において、その一部が高次モードの電波に変換
される。導波管部５の交線Ｓの傾きが一定でなく連続的
に変化することから、導波管部５の軸Ｚ方向の至るとこ
ろで高次モードが励起（低次モードから高次モードへ変
換）するものである。このようにしてＴＭ１１モードや
ＴＥ１２モード等の高次モードが軸Ｚ方向で連続的に発
生し、開口部２に到達する。このとき、導波管部５で発
生するＴＭ１１モード等の高次モードの発生量である振
幅及び位相が各々の高次モードに対し所望の値となるよ
うに交線Ｓの形状を定めることによって、広い周波数範
囲にわたって開口部２での電界分布が図８（ｃ）に示す
ような回転対称で、交差偏波成分の発生を小さく抑制し
たホーンアンテナ装置を得ることができる。
【００１３】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係るホーンアンテナ装置を図２によって説明する。図２
は実施の形態２に係るホーンアンテナ装置の断面を示す
断面図である。図２において、６は円形又は楕円形状の
断面を有する導波管部である。この導波管部６は、図２
に示す軸Ｚ（導波管部５の中心軸）の方向に電波を伝播
するものである。この導波管部６の形状は、従来のもの
がテーパ形状であったところが、軸Ｚを含む面との交線
（図２の交線Ｔ）の軸Ｚに対する傾きが一定でなく連続
的に変化するものである。さらにこの交線Ｔは、交線Ｔ
と軸Ｚとの距離が、その交線Ｔの一部において、電波入
力部１側から開口部２側に向けて減少するように形成し
たものである。図２においては、Ａの個所において交線
Ｔと軸Ｚとの距離が、電波入力部１側から開口部２側に
向けて減少する。このことを換言すれば、導波管部５内
径の軸Ｚ方向の変化率は、一定ではなく連続的に変化
し、かつ負の値をもつ部分を有している。また、図２の
Ａに示した個所により、導波管部６に絞りの形状がある
とも言える。ここで、交線Ｔは導波管部６の内壁と、軸
Ｚを含む面とが交差する線分である。図２において、図
１と同一の符号を付した部分は、図１のそれらの部分と
同一又は相当の部分を示す。
係るホーンアンテナ装置を図２によって説明する。図２
は実施の形態２に係るホーンアンテナ装置の断面を示す
断面図である。図２において、６は円形又は楕円形状の
断面を有する導波管部である。この導波管部６は、図２
に示す軸Ｚ（導波管部５の中心軸）の方向に電波を伝播
するものである。この導波管部６の形状は、従来のもの
がテーパ形状であったところが、軸Ｚを含む面との交線
（図２の交線Ｔ）の軸Ｚに対する傾きが一定でなく連続
的に変化するものである。さらにこの交線Ｔは、交線Ｔ
と軸Ｚとの距離が、その交線Ｔの一部において、電波入
力部１側から開口部２側に向けて減少するように形成し
たものである。図２においては、Ａの個所において交線
Ｔと軸Ｚとの距離が、電波入力部１側から開口部２側に
向けて減少する。このことを換言すれば、導波管部５内
径の軸Ｚ方向の変化率は、一定ではなく連続的に変化
し、かつ負の値をもつ部分を有している。また、図２の
Ａに示した個所により、導波管部６に絞りの形状がある
とも言える。ここで、交線Ｔは導波管部６の内壁と、軸
Ｚを含む面とが交差する線分である。図２において、図
１と同一の符号を付した部分は、図１のそれらの部分と
同一又は相当の部分を示す。
【００１４】次に実施の形態２に係るホーンアンテナ装
置における電波伝播について説明する。電波入力部１に
は、導波管や同軸ケーブル等によって電波が入力され
る。この電波入力部１ではＴＥ１１モードの電波が励起
される。ここで励起されたＴＥ１１モードの電波は、導
波管部６において、その一部が高次モードの電波に変換
される。導波管部６の交線Ｔの傾きが一定でなく連続的
に変化することから、導波管部６の軸Ｚ方向の至るとこ
ろで高次モードが励起（低次モードから高次モードへ変
換）するものである。このようにしてＴＭ１１モードや
ＴＥ１２モード等の高次モードが軸Ｚ方向で連続的に発
生し、開口部２に到達する。このとき、導波管部６で発
生するＴＭ１１モード等の高次モードの発生量である振
幅及び位相が所望の値となるように交線Ｔの形状を定め
ることによって、広い周波数範囲にわたって開口部２で
の電界分布が図８（ｃ）に示すような回転対称で、交差
偏波成分の発生を小さく抑制したホーンアンテナ装置を
得ることができる。
置における電波伝播について説明する。電波入力部１に
は、導波管や同軸ケーブル等によって電波が入力され
る。この電波入力部１ではＴＥ１１モードの電波が励起
される。ここで励起されたＴＥ１１モードの電波は、導
波管部６において、その一部が高次モードの電波に変換
される。導波管部６の交線Ｔの傾きが一定でなく連続的
に変化することから、導波管部６の軸Ｚ方向の至るとこ
ろで高次モードが励起（低次モードから高次モードへ変
換）するものである。このようにしてＴＭ１１モードや
ＴＥ１２モード等の高次モードが軸Ｚ方向で連続的に発
生し、開口部２に到達する。このとき、導波管部６で発
生するＴＭ１１モード等の高次モードの発生量である振
幅及び位相が所望の値となるように交線Ｔの形状を定め
ることによって、広い周波数範囲にわたって開口部２で
の電界分布が図８（ｃ）に示すような回転対称で、交差
偏波成分の発生を小さく抑制したホーンアンテナ装置を
得ることができる。
【００１５】また、実施の形態２のホーンアンテナ装置
は、上記のような絞りの形状を有していることによっ
て、逆波面の効果が得られるので、ホーンアンテナ装置
の全長を短くすることができ、かつ広い周波数にわたっ
て、開口部２での電界分布は回転対称で交差偏波の発生
を小さく抑制することができる。さらに上記のような絞
りの形状を導波管部６に複数箇所設けることにより、複
数の周波数帯域で開口部２における電界分布を回転対称
で交差偏波の発生を小さく抑制することができる。
は、上記のような絞りの形状を有していることによっ
て、逆波面の効果が得られるので、ホーンアンテナ装置
の全長を短くすることができ、かつ広い周波数にわたっ
て、開口部２での電界分布は回転対称で交差偏波の発生
を小さく抑制することができる。さらに上記のような絞
りの形状を導波管部６に複数箇所設けることにより、複
数の周波数帯域で開口部２における電界分布を回転対称
で交差偏波の発生を小さく抑制することができる。
【００１６】図３は、実施の形態１又は実施の形態２の
ように形成された導波管部を有するホーンアンテナ装置
において、電波入力部１から開口部２にわたっての各位
置における高次モードの電力発生の一例を示すグラフで
ある。図３の横軸は軸Ｚ方向の距離であり、Ｚ＝０は電
力入力部１、Ｚ＝４は開口部２に相当する。また縦軸は
発生した電力レベルである。図３に示すように、軸Ｚ上
の各位置において高次モード（ＴＭ１１、ＴＥ１２、Ｔ
Ｍ１２、ＴＥ１３、ＴＭ１３）が生じており、これらの
高次モードの発生量は、交線Ｓ（又は交線Ｔ）の形状に
依存し、開口部２において所望の発生量とすることがで
きる。
ように形成された導波管部を有するホーンアンテナ装置
において、電波入力部１から開口部２にわたっての各位
置における高次モードの電力発生の一例を示すグラフで
ある。図３の横軸は軸Ｚ方向の距離であり、Ｚ＝０は電
力入力部１、Ｚ＝４は開口部２に相当する。また縦軸は
発生した電力レベルである。図３に示すように、軸Ｚ上
の各位置において高次モード（ＴＭ１１、ＴＥ１２、Ｔ
Ｍ１２、ＴＥ１３、ＴＭ１３）が生じており、これらの
高次モードの発生量は、交線Ｓ（又は交線Ｔ）の形状に
依存し、開口部２において所望の発生量とすることがで
きる。
【００１７】なお、従来のホーンアンテナ装置のように
導波管部がテーパ形状で形成されている場合には、開口
部で交差偏波成分の小さい電界分布を得るためには、テ
ーパ部分のテーパ傾斜角（一般にホーンのフレア角と呼
ばれる。）と導波管部の長さとの関係は、テーパ傾斜角
が小さいほど、導波管部の長さが長くなるという関係に
ある。実施の形態１や実施の形態２のように構成される
ホーンアンテナ装置では、この関係がなく、比較的に長
さの小さい導波管部によって、開口部で交差偏波成分の
小さい電界分布を有するホーンアンテナ装置を得ること
ができる。
導波管部がテーパ形状で形成されている場合には、開口
部で交差偏波成分の小さい電界分布を得るためには、テ
ーパ部分のテーパ傾斜角（一般にホーンのフレア角と呼
ばれる。）と導波管部の長さとの関係は、テーパ傾斜角
が小さいほど、導波管部の長さが長くなるという関係に
ある。実施の形態１や実施の形態２のように構成される
ホーンアンテナ装置では、この関係がなく、比較的に長
さの小さい導波管部によって、開口部で交差偏波成分の
小さい電界分布を有するホーンアンテナ装置を得ること
ができる。
【００１８】実施の形態３．実施の形態１及び実施の形
態２において説明した図１及び図２では、導波管部５及
び導波管部６の全長にわたって、交線Ｓ及び交線Ｔが、
その傾きが一定でなく連続的に変化するように形成した
が、図４（ａ）又は図４（ｂ）のように、上記のような
交線Ｓ又は交線Ｔと直線で形成されたテーパ部分を有す
るように導波管部を形成することもできる。即ち、導波
管部の一部において交線Ｓ又は交線Ｔが設けられるよう
に構成することもできる。図４は実施の形態３に係るホ
ーンアンテナ装置の断面図であり、図４（ａ）は導波管
部８が電波入力部１側にテーパ部分を備え、図４（ｂ）
は導波管部８が開口部２側にテーパ部分を備える構成と
なっている。なお、導波管部８は、実施の形態１又は実
施の形態２において説明した交線Ｓ又は交線Ｔを有して
いるので、これらの実施の形態１又は実施の形態２にお
いて示した効果を有するものである。
態２において説明した図１及び図２では、導波管部５及
び導波管部６の全長にわたって、交線Ｓ及び交線Ｔが、
その傾きが一定でなく連続的に変化するように形成した
が、図４（ａ）又は図４（ｂ）のように、上記のような
交線Ｓ又は交線Ｔと直線で形成されたテーパ部分を有す
るように導波管部を形成することもできる。即ち、導波
管部の一部において交線Ｓ又は交線Ｔが設けられるよう
に構成することもできる。図４は実施の形態３に係るホ
ーンアンテナ装置の断面図であり、図４（ａ）は導波管
部８が電波入力部１側にテーパ部分を備え、図４（ｂ）
は導波管部８が開口部２側にテーパ部分を備える構成と
なっている。なお、導波管部８は、実施の形態１又は実
施の形態２において説明した交線Ｓ又は交線Ｔを有して
いるので、これらの実施の形態１又は実施の形態２にお
いて示した効果を有するものである。
【００１９】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
係るホーンアンテナ装置を図５によって説明する。図５
は実施の形態４に係るホーンアンテナ装置の断面を示す
断面図である。図５において、７は円形又は楕円形状の
断面を有する導波管部である。この導波管部７は、図５
に示す軸Ｚ（導波管部５の中心軸）の方向に電波を伝播
するものである。この導波管部７の形状は、軸Ｚを含む
面との交線（図５の交線Ｕ）が複数の直線により形成さ
れており、さらにこの交線Ｕは、交線Ｕと軸Ｚとの距離
が、その交線Ｕの一部において、電波入力部１側から開
口部２側に向けて減少するように形成したものである。
図５においては、Ｂの個所において交線Ｕと軸Ｚとの距
離が、電波入力部１側から開口部２側に向けて減少す
る。このことは、図５のＢに示した個所により、導波管
部７に絞りの形状があるとも言える。ここで、交線Ｕは
導波管部７の内壁と、軸Ｚを含む面とが交差する線分で
ある。図５において、図１と同一の符号を付した部分
は、図１のそれらの部分と同一又は相当の部分を示す。
係るホーンアンテナ装置を図５によって説明する。図５
は実施の形態４に係るホーンアンテナ装置の断面を示す
断面図である。図５において、７は円形又は楕円形状の
断面を有する導波管部である。この導波管部７は、図５
に示す軸Ｚ（導波管部５の中心軸）の方向に電波を伝播
するものである。この導波管部７の形状は、軸Ｚを含む
面との交線（図５の交線Ｕ）が複数の直線により形成さ
れており、さらにこの交線Ｕは、交線Ｕと軸Ｚとの距離
が、その交線Ｕの一部において、電波入力部１側から開
口部２側に向けて減少するように形成したものである。
図５においては、Ｂの個所において交線Ｕと軸Ｚとの距
離が、電波入力部１側から開口部２側に向けて減少す
る。このことは、図５のＢに示した個所により、導波管
部７に絞りの形状があるとも言える。ここで、交線Ｕは
導波管部７の内壁と、軸Ｚを含む面とが交差する線分で
ある。図５において、図１と同一の符号を付した部分
は、図１のそれらの部分と同一又は相当の部分を示す。
【００２０】実施の形態３のホーンアンテナ装置は、上
記のような絞りの形状を有していることによって、逆波
面の効果が得られるので、実施の形態２において説明し
たように、ホーンアンテナ装置の全長を短くすることが
でき、かつ広い周波数にわたって、開口部２での電界分
布は回転対称で交差偏波の発生を小さく抑制することが
できる。
記のような絞りの形状を有していることによって、逆波
面の効果が得られるので、実施の形態２において説明し
たように、ホーンアンテナ装置の全長を短くすることが
でき、かつ広い周波数にわたって、開口部２での電界分
布は回転対称で交差偏波の発生を小さく抑制することが
できる。
【００２１】
【発明の効果】この発明の請求項１乃至請求項４に係る
発明によれば、導波管部は、電波を伝播する方向の軸を
含む面との交線の傾きが一定でなく連続的に変化するよ
うに形成されて、高次モードを励起するので、広い周波
数範囲にわたって開口部において回転対称で交差偏波成
分の小さい電界分布を有するホーンアンテナ装置を得る
ことができる。
発明によれば、導波管部は、電波を伝播する方向の軸を
含む面との交線の傾きが一定でなく連続的に変化するよ
うに形成されて、高次モードを励起するので、広い周波
数範囲にわたって開口部において回転対称で交差偏波成
分の小さい電界分布を有するホーンアンテナ装置を得る
ことができる。
【００２２】この発明の請求項５に係る発明によれば、
導波管部に絞りの形状を有することによって、逆波面が
生じるので、ホーンアンテナ装置の全長を短くすること
ができ、かつ広い周波数にわたって、開口部において回
転対称で交差偏波成分の小さい電界分布を有するホーン
アンテナ装置を得ることができる。
導波管部に絞りの形状を有することによって、逆波面が
生じるので、ホーンアンテナ装置の全長を短くすること
ができ、かつ広い周波数にわたって、開口部において回
転対称で交差偏波成分の小さい電界分布を有するホーン
アンテナ装置を得ることができる。
【図１】この発明の実施の形態１に係るホーンアンテナ
装置の断面を示す断面図である。
装置の断面を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係るホーンアンテナ
装置の断面を示す断面図である。
装置の断面を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１又は実施の形態２に係
るホーンアンテナ装置の導波管部における電波入力部１
から開口部２にわたっての各位置における高次モードの
電力発生の一例を示すグラフである。
るホーンアンテナ装置の導波管部における電波入力部１
から開口部２にわたっての各位置における高次モードの
電力発生の一例を示すグラフである。
【図４】この発明の実施の形態３に係るホーンアンテナ
装置の断面を示す断面図である。
装置の断面を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係るホーンアンテナ
装置の断面を示す断面図である。
装置の断面を示す断面図である。
【図６】従来のホーンアンテナ装置の断面を示す断面図
である。
である。
【図７】ホーンアンテナ装置を伝播する基本及び高次モ
ードの電界分布を示す模式図である。
ードの電界分布を示す模式図である。
１ 電波入力部 ２ 開口部 ５、６、７ 導波管部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 出口 博之 大阪府大阪市都島区中野町５−５−６ Ｆターム(参考） 5J012 CA12 5J045 AA02 AA14 BA04 CA01 DA01 EA05 HA01 NA01 NA07
Claims (5)
- 【請求項１】 電波を入力する電波入力部と、この入力
された電波を伝播する導波管部と、この導波管部により
伝播された電波を空間に放射する開口部とを備え、上記
導波管部は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線
の上記軸に対する傾きが、一定でなく連続的に変化し、
上記交線と上記軸との距離が、上記電波入力部側から上
記開口部側に向けて増加するように形成したことを特徴
とするホーンアンテナ装置。 - 【請求項２】 電波を入力する電波入力部と、この入力
された電波を伝播する導波管部と、この導波管部により
伝播された電波を空間に放射する開口部とを備え、上記
導波管部は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線
の上記軸に対する傾きが、一定でなく連続的に変化し、
上記交線と上記軸との距離が、上記交線の一部におい
て、上記電波入力部側から上記開口部側に向けて減少す
るように形成したことを特徴とするホーンアンテナ装
置。 - 【請求項３】 電波を入力する電波入力部と、この入力
された電波を伝播する導波管部と、この導波管部により
伝播された電波を空間に放射する開口部とを備え、上記
導波管部は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線
の上記軸に対する傾きが、その交線の一部において一定
でなく連続的に変化し、上記交線と上記軸との距離が、
上記電波入力部側から上記開口部側に向けて増加するよ
うに形成したことを特徴とするホーンアンテナ装置。 - 【請求項４】 電波を入力する電波入力部と、この入力
された電波を伝播する導波管部と、この導波管部により
伝播された電波を空間に放射する開口部とを備え、上記
導波管部は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線
の上記軸に対する傾きが、その交線の一部において一定
でなく連続的に変化し、上記交線と上記軸との距離が、
上記交線の一部において、上記電波入力部側から上記開
口部側に向けて減少するように形成したことを特徴とす
るホーンアンテナ装置。 - 【請求項５】 電波を入力する電波入力部と、この入力
された電波を伝播する導波管部と、この導波管部により
伝播された電波を空間に放射する開口部とを備え、上記
導波管部は、電波を伝播する方向の軸を含む面との交線
が複数の直線であり、上記交線と上記軸との距離が、上
記交線の一部において上記電波入力部側から上記開口部
側に向けて減少するように形成したことを特徴とするホ
ーンアンテナ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001172557A JP2002368529A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | ホーンアンテナ装置 |
| US10/082,114 US6642901B2 (en) | 2001-06-07 | 2002-02-26 | Horn antenna apparatus |
| EP02010078A EP1265316A3 (en) | 2001-06-07 | 2002-05-06 | Horn antenna apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001172557A JP2002368529A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | ホーンアンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002368529A true JP2002368529A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19014161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001172557A Pending JP2002368529A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | ホーンアンテナ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6642901B2 (ja) |
| EP (1) | EP1265316A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002368529A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8401310B2 (en) | 2007-12-17 | 2013-03-19 | Nec Corporation | Image comparing method, apparatus and program |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3879548B2 (ja) * | 2002-03-20 | 2007-02-14 | 三菱電機株式会社 | 導波管形偏分波器 |
| US6937202B2 (en) * | 2003-05-20 | 2005-08-30 | Northrop Grumman Corporation | Broadband waveguide horn antenna and method of feeding an antenna structure |
| US7161550B2 (en) | 2004-04-20 | 2007-01-09 | Tdk Corporation | Dual- and quad-ridged horn antenna with improved antenna pattern characteristics |
| US7755557B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-07-13 | Raven Antenna Systems Inc. | Cross-polar compensating feed horn and method of manufacture |
| US8026859B2 (en) * | 2008-08-07 | 2011-09-27 | Tdk Corporation | Horn antenna with integrated impedance matching network for improved operating frequency range |
| US8514140B1 (en) * | 2009-04-10 | 2013-08-20 | Lockheed Martin Corporation | Dual-band antenna using high/low efficiency feed horn for optimal radiation patterns |
| KR102125949B1 (ko) * | 2015-07-17 | 2020-06-24 | 한국전자통신연구원 | 혼 안테나 장치 |
| US20170040709A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | Nidec Elesys Corporation | Radar apparatus |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3898669A (en) * | 1973-05-15 | 1975-08-05 | Us Air Force | Apparatus for providing higher order mode compensation in horn antennas |
| DE2655436C3 (de) * | 1976-12-07 | 1982-01-28 | Gerhard Prof. Dr.-Ing. 8012 Ottobrunn Flachenecker | Trichterantenne mit einem mehrere Abschnitte aufweisenden Trichter |
| SU1665432A1 (ru) * | 1989-01-05 | 1991-07-23 | Институт прикладной физики АН СССР | Преобразователь волны высшего типа круглого волновода в волну зеркального лучевода |
| US6396453B2 (en) * | 2000-04-20 | 2002-05-28 | Ems Technologies Canada, Ltd. | High performance multimode horn |
-
2001
- 2001-06-07 JP JP2001172557A patent/JP2002368529A/ja active Pending
-
2002
- 2002-02-26 US US10/082,114 patent/US6642901B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-05-06 EP EP02010078A patent/EP1265316A3/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8401310B2 (en) | 2007-12-17 | 2013-03-19 | Nec Corporation | Image comparing method, apparatus and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020186174A1 (en) | 2002-12-12 |
| US6642901B2 (en) | 2003-11-04 |
| EP1265316A2 (en) | 2002-12-11 |
| EP1265316A3 (en) | 2003-10-29 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041018 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041109 |