JP2003037432A - スロットアンテナ - Google Patents
スロットアンテナInfo
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- JP2003037432A JP2003037432A JP2002147445A JP2002147445A JP2003037432A JP 2003037432 A JP2003037432 A JP 2003037432A JP 2002147445 A JP2002147445 A JP 2002147445A JP 2002147445 A JP2002147445 A JP 2002147445A JP 2003037432 A JP2003037432 A JP 2003037432A
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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
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
ために縦方向に延びた給電導波管(1)から成ってい
て、電磁波を放射するために給電導波管(1)の一方の
広壁面(4)に形成された少なくとも1つのスロット
(2)を有しており、このスロット(2)は、給電導波
管(1)の外側で、スロット(2)から放射された電磁
波の偏波方向を回転させる1つの機構によって包囲され
ている形式のものである。 【効果】スロット(2)は給電導波管(1)の縦方向に
形成されていて、スロット(2)を包囲する機構は1つ
の方形の偏波導波管(11)であり、この偏波導波管
(11)はその一方の開口部が給電導波管(1)の一方
の広壁面(4)に結合されていて、他方の開口部が1つ
の空所を有しており、この空所を介してスロット(2)
から偏波導波管(11)内で励起された導波管波が放射
される。
Description
念に示す構成のスロットアンテナに関する。
導入するためと、電磁波の一部を放射する目的で導波管
の一方の壁面(広壁面)に形成したスロットを励起する
ために、方形又はウエブ式の導波管が用いられる。
クトルの方向は、添付図面の図1に示すようにスロット
の方向によって決められる。符号2で示すスロットの主
放射方向においては遠方界がスロット平面に対して直角
に、即ちEy成分として位置する。符号1で示す導波管
は方形導波管として構成されている。偏波の回転のため
に、公知技術によれば、スロット2を回転させるか、又
はスロット2の上へアンテナ技術において周知の偏波格
子を設けることが必要である。これらの方法はいずれも
難点を有している。即ち、導波管1の壁面におけるスロ
ットの回転は、スロットの半波間隔での共振アレイ配置
において、多くの順次に続くスロットにおける放射波の
位相反転を生じ、その結果再び反転させる必要があり、
従って偏波方向の回転の効果はこのようなアレイ配置に
おいては有用ではない。また、偏波格子を付加的に備え
ることはコスト高であり、付加的な減衰損失にもつなが
る。
27,985Aによれば、偏波方向の回転が各1つの入
口間隙及び出口間隙を有する空胴によって可能になる。
出口間隙は放射源として役立てられる。入口間隙と出口
間隙との相互の角度は、放射波の偏波を回転させる角度
に相当する。この公知例の難点は偏波方向の連続的な回
転が不可能な点にある。
て、電磁波を導くために縦方向に延びる給電導波管から
成っており、給電導波管内に導入された電磁波の一部を
放射するために給電導波管の一方の第1の壁部に形成さ
れた少なくとも1つのスロットを有しており、スロット
から放射された電磁波の偏波方向を回転させるための機
構が設けられている形式のものから出発する。
ットから放射される電磁波の偏波方向の連続的かつ無段
階の回転が可能であって、簡単かつコスト的に有利に製
作可能であるスロットアンテナを提供することである。
項1に示す構成のスロットアンテナによって解決した。
形態は請求項2以降に開示されている。
向に延びた給電導波管から成っていて、給電導波管の一
方の広壁面に電磁波を放射するために形成された少なく
とも1つのスロットを有している形式の新規なスロット
アンテナが得られる。この場合、スロットは、給電導波
管の外側で、スロットから放射された電磁波の偏波方向
を回転させる1つの機構によって包囲されている。この
スロットアンテナにおいて、本発明によれば、スロット
は給電導波管の縦方向に形成されており、スロットを包
囲する機構は1つの方形の偏波導波管であり、この偏波
導波管はその一方の開口部が給電導波管の一方の広壁面
に結合されていて、他方の開口部が1つの空所を有して
おり、この空所を介してスロットから偏波導波管内で励
起された導波管波が放射される。偏波導波管はスロット
に対して、偏波導波管の一方の横軸がスロットの長軸と
の間に角度をなすように向きを定められており、この場
合に角度は、スロットから偏波導波管内へ放射された電
磁波の偏波が回転される角度に相当する。
の重要な利点は、付加的な減衰損失を伴うようなことな
く、簡単に製作することができることである。
波管は一方の第1の横軸の方向で第1の寸法を有し、他
方の第2の横軸の方向で第2の寸法を有しており、第1
の寸法はスロットから放射される電磁放射線の半分の自
由空間波長λ/2よりも大であり、第2の寸法はそれよ
りも小である。
は第2の横軸の方向での偏波を有するH10波のみが減衰
なしに伝搬され、偏波導波管の外方端部において角度α
だけ回転された偏波方向で空所から放射されることにな
る。第1の横軸の方向での残りのH01波部分は偏波導波
管内で無視し得る程度まで減衰される。
1の横軸の方向で第1の寸法を有し、第2の横軸の方向
で第2の寸法を有しており、第1の寸法も第2の寸法
も、スロットから放射される電磁放射線の半分の自由空
間波長α/2よりも大である。この場合には、放射され
た電磁放射線の任意の「楕円」偏波が得られる。
と第2の寸法とが等しく、偏波方向の回転の角度αがα
=45°であるようにしてもよい。この場合には、偏波
導波管の両方の基本モードH1O、H01が等しく強く励起
される。
に、直交偏波された両方の振動モードH1O、H01相互の
90°の位相偏移を想定して、偏波導波管の直交偏波さ
れた振動モードの位相を互いにずらすために位相偏移用
の付加的な手段を設けるならば、放射された電磁放射線
の真円偏波が発生する。この、偏波もしくはモードに関
連した位相偏移のための手段自体は公知技術において知
られている。
分の一の自由空間波長λ/4よりも大である長さHを有
していると有利である。この場合には、有効偏波(H1O
波)を得るために干渉偏波(H01波)の十分大きな減衰
が生ずることになる。さらに、放射の帯域幅を意図に合
わせて影響を与えて広い限度幅で変化させることもでき
る。偏波導波管の長さHを四分の一の自由空間波長λ/
4を大幅に上回る寸法にすると、干渉偏波の抑圧に必要
な程度を上回る長さになる。
形態によれば、給電導波管の広壁面に形成された単数又
は複数のスロットが給電導波管の縦方向に延びていて、
かつその中心線内に位置している。
壁面に形成された単数又は複数のスロットが給電導波管
の縦方向に延びていて、かつその中心線からずらされて
位置している(オフセットスロット)。
がウエブ式導波管として構成されていてもよい。
ットアンテナが、スロットをそれぞれ有する同等の多く
のスロット放射エレメントから成るアレイアンテナとし
て構成されている。
ックから有利に作製することができる。
って本発明を詳述する。
部分において、符号1は縦方向に延びる給電導波管であ
って、内部で電磁波が導かれる。この給電導波管1は方
形導波管の形に構成されており、一方の広壁面4には、
給電導波管1内に導入された電磁波の一部を放射するた
めに給電導波管の縦方向に延びたスロット2が少なくと
も1つ形成されている。給電導波管1の裏側は他方の広
壁面9から成っている。図2b中に給電導波管1の狭壁
面8を平面図で見ることができる。
から放射される電磁波の方向で見て下流側に1つの偏波
導波管11が設けられている。この偏波導波管11は方
形導波管の形に構成されていて、第1の横軸a及びこれ
と直角の第2の横軸bを有する。両方の横軸a、bはス
ロット2から放射される電磁放射線の放射方向に対して
直角をなしている。偏波導波管11は第1の横軸aがス
ロット2の方向に対して角度αだけ回転されている。こ
の角度αはスロット2の偏波方向への偏波方向の所望の
回転に相当する。
合、第1の横軸aの方向での偏波導波管11の第1の寸
法Laはスロット2から放射される電磁放射線の半分の
自由空間波長λ/2よりも大である。これに対して、第
2の横軸bの方向での第2の寸法Lbは放射される電磁
放射線の半分の自由空間波長λ/2よりも小である。こ
れによって、第2の横軸bの方向での偏波を有するH10
波だけが減衰なしに偏波導波管内を外部へ伝搬されて
放射されることになり、これに対して、H10 波に対し
て直角をなす第1の横軸aの方向でのH01波は減衰され
る。
の少なくとも四分の一の自由空間波長λ/4の長さHを
有している。これによって、不都合な干渉偏波の電磁波
部分(H01波)のための減衰が十分わずかな程度でなさ
れる。この偏波導波管11の長さHが四分の一の自由空
間波長λ/4を大幅に上回る大きさであると、干渉偏波
の波部分H01へのより強い減衰が生じ、放射の帯域幅へ
の限度幅の大きい影響が生ずる。
を有する同等の多くのスロット放射エレメントから成る
アレイアンテナとして特に適している。
ックから有利に作製される。
管11が第1の横軸aの方向で、放射される電磁放射線
の半分の自由空間波長λ/2よりも大である第1の寸法
Laを有していて、第1の横軸に対して直角をなす第2
の横軸bの方向での第2の寸法Lbも半分の自由空間波
長λ/2よりも大であるように構成することもできる。
この場合、スロットアンテナは「楕円」偏波での放射に
適する。偏波導波管11の第1の寸法Laと第2の寸法
Lbとが等しくて(方形導波管の特殊形)、偏波方向の
回転の角度αがα=45°である特別な実施の形態の場
合には、放射電力の円偏波を得ることができる。そのた
めには、直交偏波された振動モードを互いに90°ずら
す位相偏移用の手段を付加的に備えるとよい。
又は複数のスロット2は図2a及び図2bに示す実施の
形態におけるように給電導波管1の中心線上に延びてい
るとよい。
の中心線からずらして形成することもできる(オフセッ
トスロット)。
することもできる。
に作製可能であって、付加的な減衰損失を伴うようなこ
となしに、偏波された電磁放射線の放射に適用できるア
ンテナ構造が得られる。
すスロットアンテナの概略図。
一部を示す平面図。
Claims (11)
- 【請求項1】スロットアンテナであって、電磁波を導く
ために縦方向に延びた給電導波管(1)から成ってい
て、電磁波を放射するために給電導波管(1)の一方の
広壁面(4)に形成された少なくとも1つのスロット
(2)を有しており、このスロット(2)は、給電導波
管(1)の外側で、スロット(2)から放射された電磁
波の偏波方向を回転させる1つの機構によって包囲され
ている形式のものにおいて、スロット(2)は給電導波
管(1)の縦方向に形成されていて、スロット(2)を
包囲する機構は1つの方形の偏波導波管(11)であ
り、この偏波導波管(11)はその一方の開口部が給電
導波管(1)の一方の広壁面(4)に結合されていて、
他方の開口部が1つの空所を有しており、この空所を介
してスロット(2)から偏波導波管(11)内で励起さ
れた導波管波が放射され、偏波導波管(11)はスロッ
ト(2)に対して、偏波導波管(11)の一方の横軸
(a)がスロット(2)の長軸との間に角度(α)をな
すように向きを定められており、この場合に角度(α)
は、スロット(2)から偏波導波管(11)内へ放射さ
れる電磁波の偏波が回転される角度に相当することを特
徴とする、スロットアンテナ。 - 【請求項2】偏波導波管(11)は一方の横軸(a)の
方向で第1の寸法(La)を有し、他方の横軸(b)の
方向で第2の寸法(Lb)を有しており、第1の寸法
(La)はスロット(2)から放射される電磁波の半分
の自由空間波長λ/2よりも大であり、第2の寸法(L
b)はそれよりも小であることを特徴とする、請求項1
に記載のスロットアンテナ。 - 【請求項3】偏波導波管(11)は一方の横軸(a)の
方向で第1の寸法(La)を有し、他方の横軸(b)の
方向で第2の寸法(Lb)を有しており、第1の寸法
(La)も第2の寸法(Lb)もスロット(2)から放
射される電磁波の半分の自由空間波長λ/2よりも大で
あることを特徴とする、請求項1に記載のスロットアン
テナ。 - 【請求項4】第1の寸法(La)と第2の寸法(Lb)
とが等しく、偏波方向の回転角度(α)がα=45°で
あることを特徴とする、請求項3に記載のスロットアン
テナ。 - 【請求項5】偏波導波管(11)内で励起されて直交偏
波される複数の振動モードが位相に関して互いにずらさ
れており、特に、真円偏波の発生のために互いに90°
ずれた位相にされていることを特徴とする、請求項3又
は4に記載のスロットアンテナ。 - 【請求項6】偏波導波管(11)の長さ(H)がスロッ
ト(2)から放射される電磁波の四分の一の自由空間波
長λ/4よりも大であることを特徴とする、請求項1乃
至5のいずれか一項に記載のスロットアンテナ。 - 【請求項7】スロット(2)は給電導波管(1)の広壁
面(4)の中央に形成されている、請求項1乃至6のい
ずれか一項に記載のスロットアンテナ。 - 【請求項8】スロット(2)は給電導波管(1)の広壁
面(4)の中央からずらされて形成されていることを特
徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のスロ
ットアンテナ。 - 【請求項9】給電導波管(1)がウエブ式導波管として
構成されていることを特徴とする、請求項1乃至8のい
ずれか一項に記載のスロットアンテナ。 - 【請求項10】スロットアンテナはスロット(2)をそ
れぞれ有する同等の多くのスロット放射エレメントから
成るアレイエレメントとして構成されていることを特徴
とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のスロッ
トアンテナ。 - 【請求項11】スロットアンテナは金属化されたプラス
チックから成っていることを特徴とする、請求項1乃至
10のいずれか一項に記載のスロットアンテナ。
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