JP2003032027A - スロット放射素子 - Google Patents
スロット放射素子Info
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- JP2003032027A JP2003032027A JP2002142958A JP2002142958A JP2003032027A JP 2003032027 A JP2003032027 A JP 2003032027A JP 2002142958 A JP2002142958 A JP 2002142958A JP 2002142958 A JP2002142958 A JP 2002142958A JP 2003032027 A JP2003032027 A JP 2003032027A
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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
- H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/22—Longitudinal slot in boundary wall of waveguide or transmission line
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
- H01Q21/0043—Slotted waveguides
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- Waveguide Aerials (AREA)
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- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】結合手段によって生ぜしめられた導波管の不整
合を補償することが可能なスロット放射素子を提供す
る。 【解決手段】方形導波管１の形式のスロット放射素子で
あって、一方の広壁面４の中央に位置する少なくとも１
つのスロット２を備え、他方の広壁面９の内面中央に配
置された長方形のウエブ３を備え、これらスロット２と
ウエブ３とがそれぞれ導波管の縦方向に沿って延びてお
り、スロット２の範囲に配置された結合手段、特にピン
５を備えていて、この手段はスロット２を電磁エネルギ
ーを放射するために励起し、ウエブ３のスロット側の上
面に設けられた補償手段を備えていて、この補償手段
は、導波管の不整合を導波管へ電磁エネルギーを供給す
る発電機において補償し、この補償手段は、ウエブ３が
スロット２の範囲内に段状の凹所６を有しているように
設けられている。
合を補償することが可能なスロット放射素子を提供す
る。 【解決手段】方形導波管１の形式のスロット放射素子で
あって、一方の広壁面４の中央に位置する少なくとも１
つのスロット２を備え、他方の広壁面９の内面中央に配
置された長方形のウエブ３を備え、これらスロット２と
ウエブ３とがそれぞれ導波管の縦方向に沿って延びてお
り、スロット２の範囲に配置された結合手段、特にピン
５を備えていて、この手段はスロット２を電磁エネルギ
ーを放射するために励起し、ウエブ３のスロット側の上
面に設けられた補償手段を備えていて、この補償手段
は、導波管の不整合を導波管へ電磁エネルギーを供給す
る発電機において補償し、この補償手段は、ウエブ３が
スロット２の範囲内に段状の凹所６を有しているように
設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１に示す構成
のスロット放射素子に関する。
のスロット放射素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波工学においてアンテナとしてしば
しば用いられるスロット放射素子は縦方向に延びる導波
管から成っており、この導波管には導波管内に導かれた
電磁波の一部を放射するためのスロットが少なくとも１
つ設けられている。スロットの範囲にはしばしばスロッ
トからの導波管波の放射を励起するための手段として導
電性材料から成るピンが設けられている。この種のスロ
ット放射素子は例えばＤＥ−ＧＭ１９５９１５９号によ
って既に公知である。等価回路においてこのスロット放
射素子は導波管における第１の交差接続された容量Ｃ１
を表す。
しば用いられるスロット放射素子は縦方向に延びる導波
管から成っており、この導波管には導波管内に導かれた
電磁波の一部を放射するためのスロットが少なくとも１
つ設けられている。スロットの範囲にはしばしばスロッ
トからの導波管波の放射を励起するための手段として導
電性材料から成るピンが設けられている。この種のスロ
ット放射素子は例えばＤＥ−ＧＭ１９５９１５９号によ
って既に公知である。等価回路においてこのスロット放
射素子は導波管における第１の交差接続された容量Ｃ１
を表す。
【０００３】ＤＥ−３３１０５３１Ａ１号によれば、導
波管がスロットの反対側の壁部にて導波管の縦方向に延
びるウエブを備えている形式のスロット放射素子も知ら
れている。
波管がスロットの反対側の壁部にて導波管の縦方向に延
びるウエブを備えている形式のスロット放射素子も知ら
れている。
【０００４】特別な例として、導波管の縦方向に延びる
スロットもウエブも導波管の横方向でその中央に配置さ
れている対称構造の方形ウエブ導波管の場合、前述した
導電性材料製のピンはスロットからの導波管波の放射を
励起するための必要な手段となる。動作原理はスロット
の下方で導波管内に電界分布の非対称のひずみを生じさ
せる点にある。このスロット及びピンの組み合わせは、
等価回路において交差接続されたコンデンサのように直
列共振回路と並列に作用する。補償のためには導波管工
学において誘導絞りを使用することができる。
スロットもウエブも導波管の横方向でその中央に配置さ
れている対称構造の方形ウエブ導波管の場合、前述した
導電性材料製のピンはスロットからの導波管波の放射を
励起するための必要な手段となる。動作原理はスロット
の下方で導波管内に電界分布の非対称のひずみを生じさ
せる点にある。このスロット及びピンの組み合わせは、
等価回路において交差接続されたコンデンサのように直
列共振回路と並列に作用する。補償のためには導波管工
学において誘導絞りを使用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、その具体化は
実際上困難であり、加えて誘導絞りは放射の励起に反作
用する電界ひずみさえも生ずる。
実際上困難であり、加えて誘導絞りは放射の励起に反作
用する電界ひずみさえも生ずる。
【０００６】本発明の課題は、改良されたスロット放射
素子を提供することである。
素子を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を本発明は請求
項１中の特徴事項に示す構成のスロット放射素子によっ
て解決した。本発明のスロット放射素子の有利な実施の
形態が請求項２以降に示されている。
項１中の特徴事項に示す構成のスロット放射素子によっ
て解決した。本発明のスロット放射素子の有利な実施の
形態が請求項２以降に示されている。
【０００８】本発明によるスロット放射素子は、方形導
波管の形式のものとして、一方の広壁面の中央に位置す
る少なくとも１つのスロットを備え、他方の広壁面の内
面中央に配置された長方形のウエブを備えていて、これ
らスロットとウエブとがそれぞれ導波管の縦方向に沿っ
て延びており、スロットの範囲に配置された結合手段、
特にピンを備えていて、この手段はスロットを電磁エネ
ルギーを放射するために励起し、ウエブのスロット側の
上面に設けられた補償手段を備えていて、この補償手段
は、結合手段によって生ぜしめられた導波管の不整合
を、導波管へ電磁エネルギーを供給する発電機において
補償し、この補償手段は、ウエブがスロットの範囲内に
段状の凹所を有しているように設けられている。
波管の形式のものとして、一方の広壁面の中央に位置す
る少なくとも１つのスロットを備え、他方の広壁面の内
面中央に配置された長方形のウエブを備えていて、これ
らスロットとウエブとがそれぞれ導波管の縦方向に沿っ
て延びており、スロットの範囲に配置された結合手段、
特にピンを備えていて、この手段はスロットを電磁エネ
ルギーを放射するために励起し、ウエブのスロット側の
上面に設けられた補償手段を備えていて、この補償手段
は、結合手段によって生ぜしめられた導波管の不整合
を、導波管へ電磁エネルギーを供給する発電機において
補償し、この補償手段は、ウエブがスロットの範囲内に
段状の凹所を有しているように設けられている。
【０００９】導波管のスロットが直列共振回路として表
される導波管の等価回路においては、段状の凹所が直列
共振回路に対して並列接続された負の容量を表す。
される導波管の等価回路においては、段状の凹所が直列
共振回路に対して並列接続された負の容量を表す。
【００１０】負の容量及び正の容量は場の理論を用いて
説明することができる。例えば、スロットの範囲におけ
る結合手段は正の容量を呈する。場の理論に従えばこの
結合手段の作用は特に導波管の電界の電界ひずみとして
説明することができる。この場合、結合手段、例えばピ
ンの周囲に電界エネルギーの増大が生じる。導波管回路
中ではこの作用を容量として表すことができる。電界の
集中が増大されるので容量は正である。
説明することができる。例えば、スロットの範囲におけ
る結合手段は正の容量を呈する。場の理論に従えばこの
結合手段の作用は特に導波管の電界の電界ひずみとして
説明することができる。この場合、結合手段、例えばピ
ンの周囲に電界エネルギーの増大が生じる。導波管回路
中ではこの作用を容量として表すことができる。電界の
集中が増大されるので容量は正である。
【００１１】導波管のスロットと反対側の広壁面のウエ
ブもまた等価回路中では容量として表される。ウエブの
本発明による段状の凹所によって、ウエブが小さくな
り、ひいては電界エネルギーの低減が生ずる。かくして
この場合の容量は負の値を有する。
ブもまた等価回路中では容量として表される。ウエブの
本発明による段状の凹所によって、ウエブが小さくな
り、ひいては電界エネルギーの低減が生ずる。かくして
この場合の容量は負の値を有する。
【００１２】本発明の有利な実施の形態の場合、導波管
波の放射を励起する手段はスロットの横に配置された導
電性材料製のピンから構成される。
波の放射を励起する手段はスロットの横に配置された導
電性材料製のピンから構成される。
【００１３】このピンは導波管の縦方向で見てスロット
の中央の高さに位置していると有利である。
の中央の高さに位置していると有利である。
【００１４】有利な実施の形態の場合、段状の凹所はウ
エブの縦方向に対して平行ないし直角の長さＤ及び高さ
Ｈを有している。この段状の凹所の長さＤ及び高さＨは
特にＣ１＋Ｃ２＝０となるように選定されており、この
場合にＣ１は導波管の等価回路中で容量Ｃ１として表さ
れる結合手段であり、Ｃ２は導波管の等価回路中で負の
容量Ｃ２として表されるウエブの段状の凹所である。
エブの縦方向に対して平行ないし直角の長さＤ及び高さ
Ｈを有している。この段状の凹所の長さＤ及び高さＨは
特にＣ１＋Ｃ２＝０となるように選定されており、この
場合にＣ１は導波管の等価回路中で容量Ｃ１として表さ
れる結合手段であり、Ｃ２は導波管の等価回路中で負の
容量Ｃ２として表されるウエブの段状の凹所である。
【００１５】段状の凹所及びスロットは導波管の縦方向
において互いに同心的に位置していると有利である。
において互いに同心的に位置していると有利である。
【００１６】ウエブの幅Ｂはスロットの幅ｂよりも大で
あると有利である。
あると有利である。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、図面に示した実施の形態に
従って本発明を詳述する。
従って本発明を詳述する。
【００１８】図１ａ及び図１ｂは、２つの広壁面４、９
及び２つの狭壁面７、８を有する方形導波管の形のスロ
ット放射素子を部分的に斜視図で示している。この導波
管１において、第１の広壁面４には、導波管１の縦方向
に延びるスロット２が形成されている。このスロット２
は導波管１内に導かれる電磁波の一部を放射するために
用いられる。スロット２の長さは、図示の実施の形態の
場合には、使用周波数、即ちスロット放射素子の共振周
波数の半分の波長λ／２に相当する。この第１の広壁面
４の反対側には第２の広壁面９が位置しており、この第
２の広壁面９の内側にスロット２に対置してやはり導波
管１の縦方向に延びるウエブ３が設けられている。スロ
ット２の範囲内、それも導波管１の縦方向で見て中央に
導電性材料製のピン５が配置されており、このピン５に
よってスロット２からの導波管波の放射を励起する手段
が形成される。ピン５はスロット２の範囲で導波管内に
電界分布の非対称のひずみを生じさせ、これによって導
波管波はスロット２から放射のために出ることが可能に
なる。放射を励起するためのこのような手段なしには、
導波管の中央にスロット２もウエブ３も延びている図示
の形式の方形導波管で放射することはできない。
及び２つの狭壁面７、８を有する方形導波管の形のスロ
ット放射素子を部分的に斜視図で示している。この導波
管１において、第１の広壁面４には、導波管１の縦方向
に延びるスロット２が形成されている。このスロット２
は導波管１内に導かれる電磁波の一部を放射するために
用いられる。スロット２の長さは、図示の実施の形態の
場合には、使用周波数、即ちスロット放射素子の共振周
波数の半分の波長λ／２に相当する。この第１の広壁面
４の反対側には第２の広壁面９が位置しており、この第
２の広壁面９の内側にスロット２に対置してやはり導波
管１の縦方向に延びるウエブ３が設けられている。スロ
ット２の範囲内、それも導波管１の縦方向で見て中央に
導電性材料製のピン５が配置されており、このピン５に
よってスロット２からの導波管波の放射を励起する手段
が形成される。ピン５はスロット２の範囲で導波管内に
電界分布の非対称のひずみを生じさせ、これによって導
波管波はスロット２から放射のために出ることが可能に
なる。放射を励起するためのこのような手段なしには、
導波管の中央にスロット２もウエブ３も延びている図示
の形式の方形導波管で放射することはできない。
【００１９】図２について述べるならば、ピン５、即
ち、一般的に言えばスロット２からの導波管波の放射を
励起する手段は、スロット２を表す直列共振回路ＬＣＲ
に並列接続された容量Ｃ１を発生する。容量Ｃ１は容量
性リアクタンスを有する直列共振回路の負荷を意味す
る。
ち、一般的に言えばスロット２からの導波管波の放射を
励起する手段は、スロット２を表す直列共振回路ＬＣＲ
に並列接続された容量Ｃ１を発生する。容量Ｃ１は容量
性リアクタンスを有する直列共振回路の負荷を意味す
る。
【００２０】図１ａ及び図１ｂに戻るならば、ウエブ３
にはスロット２の範囲に段状の凹所６が形成されてい
る。この凹所６は導波管１内で伝搬される電磁波に関し
て第２の交差接続された容量Ｃ２を表し、この容量Ｃ２
はピン５によって表される第１の交差接続された容量Ｃ
１を少なくとも部分的に補償する。段状の凹所６は横か
ら見て長さＤ及び高さＨを有する長方形を呈している。
導波管１の縦方向に対して直角に見て、幅がウエブ３の
幅に相当する段状の凹所６はやはり長方形の横断面を呈
している。凹所６の長さＤ及び高さＨは、スロット２か
らの放射を励起する手段、要するに導電性のピン５の容
量Ｃ１と、段状の凹所６の容量Ｃ２とが相殺し合うよう
に、要するにＣ１＋Ｃ２＝０となるように選定されてい
る。かくして段状の凹所６は、スロット２からの放射を
励起するための手段であるピン５の（正の）容量とは正
反対の方向の合成された負の容量を有する。
にはスロット２の範囲に段状の凹所６が形成されてい
る。この凹所６は導波管１内で伝搬される電磁波に関し
て第２の交差接続された容量Ｃ２を表し、この容量Ｃ２
はピン５によって表される第１の交差接続された容量Ｃ
１を少なくとも部分的に補償する。段状の凹所６は横か
ら見て長さＤ及び高さＨを有する長方形を呈している。
導波管１の縦方向に対して直角に見て、幅がウエブ３の
幅に相当する段状の凹所６はやはり長方形の横断面を呈
している。凹所６の長さＤ及び高さＨは、スロット２か
らの放射を励起する手段、要するに導電性のピン５の容
量Ｃ１と、段状の凹所６の容量Ｃ２とが相殺し合うよう
に、要するにＣ１＋Ｃ２＝０となるように選定されてい
る。かくして段状の凹所６は、スロット２からの放射を
励起するための手段であるピン５の（正の）容量とは正
反対の方向の合成された負の容量を有する。
【００２１】スロット２から放射するための手段をなす
ピン５は導波管１の縦方向で見てスロット２の中央に位
置している。ウエブ３は導波管１の縦方向とは直角に見
て長方形の横断面を有しており、ウエブ３の幅Ｂ、ひい
ては段状の凹所６の幅もスロット２の幅よりも大きい。
スロット２の側方に配置されたピン５は中心がほぼウエ
ブ３の側縁上方に位置している。段状の凹所６は導波管
１の縦方向で見てスロット２の中央に位置している。
ピン５は導波管１の縦方向で見てスロット２の中央に位
置している。ウエブ３は導波管１の縦方向とは直角に見
て長方形の横断面を有しており、ウエブ３の幅Ｂ、ひい
ては段状の凹所６の幅もスロット２の幅よりも大きい。
スロット２の側方に配置されたピン５は中心がほぼウエ
ブ３の側縁上方に位置している。段状の凹所６は導波管
１の縦方向で見てスロット２の中央に位置している。
【００２２】導波管波の放射用の手段を形成するピン５
と、凹所６によって形成された段形状との組み合わせ配
置による合成作用は、容量性リアクタンスを伴う回路の
負荷なしにスロット２からの導波管波の放射を励起す
る。
と、凹所６によって形成された段形状との組み合わせ配
置による合成作用は、容量性リアクタンスを伴う回路の
負荷なしにスロット２からの導波管波の放射を励起す
る。
【図１ａ】本発明の一実施の形態に係るスロット放射素
子の一部を示す斜視図。
子の一部を示す斜視図。
【図１ｂ】図１ａのスロット放射素子の平面図。
【図２】図１ａ及び図１ｂのスロット放射素子の等価回
路図。
路図。
１ 導波管
２ スロット
３ ウエブ
４，９ 広壁面
５ ピン
６ 凹所
７，８ 狭壁面
Ｃ１，Ｃ２ 容量
ＬＣＲ 直列共振回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5J045 AA01 BA02 DA04 EA02 GA05
HA01 JA11
Claims (9)
- 【請求項１】方形導波管（１）の形式のスロット放射素
子であって、 一方の広壁面の中央に位置する少なくとも１つのスロッ
トを備え、 他方の広壁面の内面中央に配置された長方形のウエブを
備えていて、これらスロットとウエブとがそれぞれ導波
管の縦方向に沿って延びており、 スロットの範囲に配置された結合手段、特にピンを備え
ていて、この手段はスロットを電磁エネルギーを放射す
るために励起し、 ウエブのスロット側の上面に設けられた補償手段を備え
ていて、この補償手段は、結合手段によって生ぜしめら
れた導波管の不整合を、導波管へ電磁エネルギーを供給
する発電機において補償し、この補償手段は、ウエブが
スロットの範囲内に段状の凹所を有しているように設け
られていることを特徴とする、スロット放射素子。 - 【請求項２】導波管（１）のスロット（２）が直列共振
回路（ＬＣＲ）として表される導波管の等価回路におい
て、段状の凹所（６）が直列共振回路（ＬＣＲ）に対し
て並列接続された負の容量（Ｃ２）であることを特徴と
する、請求項１に記載のスロット放射素子。 - 【請求項３】結合手段（５）がスロット（２）の横に配
置された導電性材料製のピン（５）から成っていること
を特徴とする、請求項１又は２に記載のスロット放射素
子。 - 【請求項４】ピン（５）はスロット（２）の中央の高さ
に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の
スロット放射素子。 - 【請求項５】ピン（５）の中心がほぼウエブ（３）の側
縁上に位置していることを特徴とする、請求項３又は４
に記載のスロット放射素子。 - 【請求項６】段状の凹所（６）がウエブ（３）の縦方向
に対して平行ないし直角な長方形の横断面をなし、長さ
Ｄ及び高さＨを有していることを特徴とする、請求項１
乃至５のいずれかに記載のスロット放射素子。 - 【請求項７】導波管（１）の縦方向で見て段状の凹所
（６）とスロット（２）とが互いに同心的に配置されて
いることを特徴とする、請求項６に記載のスロット放射
素子。 - 【請求項８】段状の凹所（６）の長さＤ及び高さＨはＣ
１＋Ｃ２＝０であるように選定されており、Ｃ１は導波
管の等価回路において容量Ｃ１として表される結合手段
（５）であり、Ｃ２は導波管の等価回路において負の容
量Ｃ２として表されるウエブ（３）の段状の凹所である
ことを特徴とする、請求項６又は７に記載のスロット放
射素子。 - 【請求項９】ウエブ（３）の幅Ｂがスロット（２）の幅
Ｂよりも大であることを特徴とする、請求項１乃至８の
いずれかに記載のスロット放射素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10126469.0 | 2001-05-31 | ||
| DE10126469A DE10126469A1 (de) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Schlitzstrahlerelement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003032027A true JP2003032027A (ja) | 2003-01-31 |
| JP3995980B2 JP3995980B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
ID=7686729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002142958A Expired - Fee Related JP3995980B2 (ja) | 2001-05-31 | 2002-05-17 | スロット放射素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6954183B2 (ja) |
| EP (1) | EP1263086B1 (ja) |
| JP (1) | JP3995980B2 (ja) |
| DE (2) | DE10126469A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7224319B2 (en) * | 2005-01-07 | 2007-05-29 | Agc Automotive Americas R&D Inc. | Multiple-element beam steering antenna |
| DE102006057144B4 (de) * | 2006-12-01 | 2013-10-17 | Astrium Gmbh | Hohlleiter-Strahler |
| EP2579769A1 (de) | 2010-06-08 | 2013-04-17 | Roche Diagnostics GmbH | Analytsensor mit schlitzantenne |
| DE102011001569A1 (de) | 2011-03-25 | 2012-09-27 | Technische Universität Carolo-Wilhelmina Zu Braunschweig | Verfahren und Anordnung zum Modellieren von Antennen-Abstrahlcharakeristiken |
| CN104505595B (zh) * | 2014-12-09 | 2017-04-19 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 宽带单腔波导缝隙谐振天线 |
| CN109802240B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-04-02 | 南京信息职业技术学院 | 一种基于矩形波导的圆极化缝隙天线 |
| US11171399B2 (en) * | 2019-07-23 | 2021-11-09 | Veoneer Us, Inc. | Meandering waveguide ridges and related sensor assemblies |
| CN113871858B (zh) * | 2021-09-27 | 2023-05-16 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种可扩展阵列的脊波导天线子阵及阵列 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2818565A (en) * | 1956-09-05 | 1957-12-31 | James S Ajioka | Slab excited continuous slot antenna |
| US3015100A (en) * | 1957-03-20 | 1961-12-26 | Rotman Walter | Trough waveguide antennas |
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