JP2003133850A - Antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば通信やレ
ーダに用いられるアンテナ装置であって、特に直交する
偏波を送受信するアンテナ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device used for, for example, communication and radar, and more particularly to an antenna device for transmitting and receiving orthogonal polarized waves.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１１は例えば特開平５−４８３２３号
公報に示された従来のアンテナ装置の斜視図である。図
１２は従来のアンテナ装置の正面図である。図１２では
アレー時の構成がわかるよう、放射導波管の数を増やし
て示している。図１１及び図１２において、１は第１の
放射導波管５の幅広側面に設けられた第１の放射スロッ
トである。第１の放射スロット１から放射される放射電
波は、第１の放射導波管５の管軸と平行な偏波面を有し
ている。２は第２の放射導波管６の幅広側面に設けられ
た第２の放射スロットで、第１の放射スロット１とは直
交する偏波を放射する。2. Description of the Related Art FIG. 11 is a perspective view of a conventional antenna device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-48323. FIG. 12 is a front view of a conventional antenna device. In FIG. 12, the number of radiating waveguides is increased to show the configuration at the time of array. 11 and 12, reference numeral 1 denotes a first radiation slot provided on the wide side surface of the first radiation waveguide 5. The radiated radio wave radiated from the first radiation slot 1 has a plane of polarization parallel to the tube axis of the first radiation waveguide 5. Reference numeral 2 denotes a second radiation slot provided on the wide side surface of the second radiation waveguide 6, and radiates a polarized wave orthogonal to the first radiation slot 1.
【０００３】３は第１の放射スロット１が存在する第１
の放射導波管５とそれに電波を送り込む第１の給電導波
管７との間に形成された第１の給電スロット、４は第２
の放射スロット２が存在する第２の放射導波管６とそれ
に電波を送り込む第２の給電導波管８との間に形成され
た第２の給電スロットである。[0003] 3 is the first where the first radiating slot 1 is present
The first feeding slot 4 formed between the radiating waveguide 5 of FIG.
Is a second feeding slot formed between the second radiation waveguide 6 in which the radiation slot 2 is present and the second feeding waveguide 8 for sending radio waves to the second radiation waveguide 6.
【０００４】５は第１の放射スロット１が形成された第
１の放射導波管、６は第２の放射スロット２が形成され
た第１の放射導波管である。７は第１の放射導波管５に
電波を送り込む第１の給電導波管、８は第２の放射導波
管６に電波を送り込む第２の給電導波管である。９は導
波管５，６の管軸である。ｄ1は１つ置きに設けられた
第１の放射導波管５の間隔または１つ置きに設けられた
第２の放射導波管６の間隔、ｄ2は隣接する第１の放射
導波管５と第２の放射導波管６との間隔、ｄ3は２つの
第１の放射スロット１の間隔または２つの第２の放射ス
ロット２の間隔である。１３は第１の給電導波管７から
第１の放射スロット１までの電波の経路、１４は第２の
給電導波管８から第２の放射スロット２までの電波の経
路である。Reference numeral 5 is a first radiation waveguide in which the first radiation slot 1 is formed, and 6 is a first radiation waveguide in which the second radiation slot 2 is formed. Reference numeral 7 is a first feeding waveguide that sends a radio wave to the first radiation waveguide 5, and 8 is a second feeding waveguide that sends a radio wave to the second radiation waveguide 6. Reference numeral 9 is a tube axis of the waveguides 5 and 6. d 1 is the interval between the first radiation waveguides 5 provided at every other interval or the interval between the second radiation waveguides 6 provided at every other intervals, and d 2 is the adjacent first radiation waveguide The distance between the tube 5 and the second radiation waveguide 6, d 3 is the distance between the two first radiation slots 1 or the distance between the two second radiation slots 2. Reference numeral 13 is a radio wave path from the first feeding waveguide 7 to the first radiation slot 1, and 14 is a radio wave path from the second feeding waveguide 8 to the second radiation slot 2.
【０００５】次に動作について説明する。電波の経路１
３に示すように第１の給電導波管７を伝搬する電波の一
部は第１の給電スロット３を通じて第１の放射導波管５
に進行する。残りの電波は第１の給電導波管７を直進
し、さらに先にある第１の給電スロット３から第１の放
射導波管５に進行する。進行した電波は第１の放射導波
管５内を伝搬し、これに複数存在する第１の放射スロッ
ト１を励振する。第１の放射スロット１は管軸９に平行
な向きの電流を切断する向きに配置してあるので、管軸
９に平行な偏波面を有する電波を空中に放射する。Next, the operation will be described. Radio wave route 1
As shown in FIG. 3, a part of the radio wave propagating through the first feeding waveguide 7 is transmitted through the first feeding slot 3 to the first radiation waveguide 5.
Proceed to. The rest of the radio wave goes straight through the first power feeding waveguide 7 and further travels from the first power feeding slot 3 located further ahead to the first radiation waveguide 5. The traveling radio wave propagates in the first radiation waveguide 5 and excites a plurality of first radiation slots 1 existing therein. Since the first radiating slot 1 is arranged so as to cut off the current in the direction parallel to the tube axis 9, it radiates a radio wave having a plane of polarization parallel to the tube axis 9 into the air.
【０００６】一方、電波の経路１４に示すように第２の
給電導波管８を伝搬する電波も同様に第２の給電スロッ
ト４、第２の放射導波管６を介して第２の放射スロット
２から放射される。第２の放射スロット２は管軸９に垂
直な向きの電流を切断するよう、管軸９からずれた位置
に、管軸９に平行に配置されているため、第１の放射ス
ロット１とは直交する偏波面を有する電波を空中に放射
する。以上の動作により、従来例のアンテナは、偏波面
が直交する２種の電波を送信することができる。また、
アンテナの可逆性から偏波面が直交する２種の電波を受
信することができる。On the other hand, the radio wave propagating through the second feed waveguide 8 as shown in the radio wave path 14 is also radiated by the second radiating waveguide 4 and the second radiating waveguide 6 in the same manner. It is radiated from the slot 2. Since the second radiation slot 2 is arranged parallel to the tube axis 9 at a position deviated from the tube axis 9 so as to cut off a current in a direction perpendicular to the tube axis 9, Radio waves having orthogonal polarization planes are radiated into the air. With the above operation, the antenna of the conventional example can transmit two types of radio waves whose polarization planes are orthogonal to each other. Also,
Due to the reversibility of the antenna, it is possible to receive two types of radio waves whose polarization planes are orthogonal to each other.
【０００７】アレーアンテナでは、例えば正面方向にビ
ームを形成する場合、全部の第１の放射スロット１を同
相で励振する必要があり、第２の放射スロット２も同じ
である。したがって、第１の放射スロット１及び第２の
放射スロット２は、第１の放射導波管５及び第２の放射
導波管６上に、導波管の管内波長の間隔で配置する必要
がある。In the array antenna, for example, when forming a beam in the front direction, it is necessary to excite all the first radiation slots 1 in the same phase, and the second radiation slots 2 are also the same. Therefore, the first radiating slot 1 and the second radiating slot 2 need to be arranged on the first radiating waveguide 5 and the second radiating waveguide 6 at an interval of the guide wavelength of the waveguide. is there.
【０００８】一方、グレーティングローブを抑圧するた
めに、第１の放射スロット１どうし、または第２の放射
スロット２どうしの間隔ｄ1，ｄ3を自由空間の１波長以
下にしなければならない。導波管の管内波長は一般に自
由空間の波長より長くなるので、従来例では第１の放射
導波管５及び第２の放射導波管６の内部に図示しない誘
電体を充填し、管内波長を短縮してグレーティングロー
ブを抑圧している。On the other hand, in order to suppress the grating lobe, the distances d 1 and d 3 between the first radiating slots 1 or the second radiating slots 2 must be set to one wavelength or less in the free space. Since the wavelength inside the waveguide is generally longer than the wavelength in free space, in the conventional example, the inside of the first radiation waveguide 5 and the second radiation waveguide 6 is filled with a dielectric material not shown, Is shortened to suppress the grating lobe.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来例のアンテナは上
述のように導波管の組み合わせで構成されている。その
ため、同じように直交偏波を送受信する反射鏡アンテナ
に比べて、より薄形に構成できるという利点を有する。
また、同じように平面形で直交偏波を送受信するアンテ
ナとして、マイクロストリップアンテナとストリップ線
路（またはマイクロストリップ線路）を組み合わせたア
レーアンテナがあるが、これらは給電損失が大きく、特
に周波数が高くなるほど、その傾向が顕著になる。導波
管を使用する上述のアンテナは、損失の点でもマイクロ
ストリップアレーアンテナに比べて大きな利点を有す
る。The antenna of the conventional example is constructed by combining waveguides as described above. Therefore, it has an advantage that it can be made thinner than a reflector antenna that similarly transmits and receives orthogonally polarized waves.
Similarly, there is an array antenna that combines a microstrip antenna and a strip line (or a microstrip line) as an antenna for transmitting and receiving orthogonally polarized waves in the same plane. However, these antennas have large feed loss, and especially as the frequency increases. , The tendency becomes remarkable. The above-described antenna using the waveguide has a great advantage in terms of loss as compared with the microstrip array antenna.
【００１０】しかしながら、従来例のアンテナでは、直
交偏波を形成するために、それぞれの偏波に対応する第
１の放射導波管５及び第２の放射導波管６を交互に配置
しなければならないという欠点があった。すなわち、１
偏波のみを扱う同種のアンテナに比べて、放射導波管の
数が倍になり、製造コストが増加するという問題があっ
た。さらに、グレーティングローブ抑圧の観点から、放
射導波管間隔ｄ2を１／２自由空間波長以下にしなけれ
ばならない（１偏波のみなら１自由空間波長以下で良
い）。このことは、導波管の管幅が小さくなり、製造精
度確保を困難にするという問題を発生していた。さら
に、導波管間幅が小さくなると、導波管の管内波長はよ
り大きくなるので、これを短縮するために誘電率の大き
な誘電体を必要とするが、これは誘電体損失を増加させ
るという問題を発生していた。However, in the antenna of the conventional example, in order to form orthogonal polarization, the first radiation waveguide 5 and the second radiation waveguide 6 corresponding to the respective polarizations must be alternately arranged. It had the drawback that it had to be. Ie 1
There is a problem that the number of radiation waveguides is doubled and the manufacturing cost is increased as compared with the same type of antenna that handles only polarized waves. Further, from the viewpoint of suppressing the grating lobes, the radiation waveguide spacing d 2 must be ½ free space wavelength or less (if there is only one polarized wave, it may be 1 free space wavelength or less). This causes a problem that the width of the waveguide becomes small and it becomes difficult to secure manufacturing accuracy. Furthermore, as the width between the waveguides becomes smaller, the wavelength inside the waveguide becomes larger. Therefore, in order to shorten the wavelength, a dielectric material having a large dielectric constant is required, which increases dielectric loss. Had a problem.
【００１１】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、直交する偏波を１つの放射導波管から放
射させることで、放射導波管の数を減じ、アンテナ装置
の製造コストを低減することを目的としている。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. By radiating orthogonal polarized waves from one radiation waveguide, the number of radiation waveguides can be reduced and the manufacturing cost of an antenna device can be reduced. The purpose is to reduce.
【００１２】また、放射導波管の管幅を大きくすること
で製造精度の確保をより容易にすることを目的としてい
る。It is another object of the present invention to make it easier to secure manufacturing accuracy by increasing the width of the radiation waveguide.
【００１３】また、給電導波管の配置を容易にし、アン
テナ開口の大きさを小さくすることを目的としている。Another object of the present invention is to facilitate the placement of the feed waveguide and reduce the size of the antenna aperture.
【００１４】また、周波数が異なる２つの直交偏波を送
受信するアンテナ装置を得ることを目的としている。Another object of the present invention is to obtain an antenna device which transmits and receives two orthogonal polarized waves having different frequencies.
【００１５】また放射導波管内の誘電体の誘電率を低く
する、または誘電体の体積を小さくすることで、アンテ
ナの損失を低減することを目的としている。Another object is to reduce the loss of the antenna by lowering the dielectric constant of the dielectric in the radiation waveguide or by reducing the volume of the dielectric.
【００１６】また、直交する２つの円偏波を送受信する
アンテナ装置を得ることを目的としている。Another object of the present invention is to obtain an antenna device which transmits and receives two circularly polarized waves which are orthogonal to each other.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】この発明に係るアンテナ
装置は、断面矩形を成し第１の幅広側面に複数の放射ス
ロットが形成された方形導波管であって、第１の幅広側
面に、導波管の管軸方向と偏波面が平行な第１の放射ス
ロットと、導波管の管軸上に設けられ第１の放射スロッ
トと偏波面が直交する第２の放射スロットとが形成さ
れ、第１の幅広側面に対向する第２の幅広側面の導波管
の管軸上の第２の放射スロットと対向する位置に管軸に
平行な給電スロットが形成されている放射導波管を有す
る。An antenna device according to the present invention is a rectangular waveguide having a rectangular cross section and a plurality of radiating slots formed on a first wide side surface. A first radiation slot having a plane of polarization parallel to the tube axis direction of the waveguide and a second radiation slot provided on the tube axis of the waveguide and having a plane of polarization orthogonal to the first radiation slot. And a feed waveguide parallel to the tube axis is formed at a position facing the second radiating slot on the tube axis of the waveguide on the second wide side surface facing the first wide side surface. Have.
【００１８】また、第１の放射スロットと第２の放射ス
ロットの長さが異なる。The first radiation slot and the second radiation slot have different lengths.
【００１９】また、この発明に係るアンテナ装置は、断
面矩形を成し第１の幅広側面に複数の放射スロットが形
成された方形導波管であって、第１の幅広側面に、導波
管の管軸上に設けられ導波管の管軸方向と管軸に直交す
る方向に延びるクロススロットが形成され、第１の幅広
側面に対向する第２の幅広側面の導波管の管軸上のクロ
ススロットと対向する位置に管軸に平行な給電スロット
が形成されている放射導波管を有する。The antenna device according to the present invention is a rectangular waveguide having a rectangular cross section and having a plurality of radiation slots formed on the first wide side surface, wherein the first wide side surface is provided with a waveguide. On the tube axis of the waveguide having the second wide side surface facing the first wide side surface, the cross slot being formed on the tube axis of the waveguide and extending in the direction orthogonal to the tube axis direction of the waveguide. Of the radiation waveguide in which a feed slot parallel to the tube axis is formed at a position facing the cross slot.
【００２０】また、クロススロットの導波管の管軸方向
の長さと管軸に直交する方向の長さが異なる。Further, the length of the waveguide of the cross slot in the tube axis direction is different from the length in the direction orthogonal to the tube axis.
【００２１】また、放射導波管が管軸と直角方向に複数
配列されてアレーアンテナを構成している。A plurality of radiation waveguides are arranged in a direction perpendicular to the tube axis to form an array antenna.
【００２２】また、放射導波管の内部に誘電体が充填さ
れている。A dielectric is filled inside the radiation waveguide.
【００２３】さらに、放射導波管の放射面から所定の距
離離れた位置に、直線偏波−円偏波変換板が設けられて
いる。Further, a linear polarization / circular polarization conversion plate is provided at a position separated from the radiation surface of the radiation waveguide by a predetermined distance.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明のア
ンテナ装置の実施の形態１を示す斜視図である。図２は
図１のアンテナ装置において、放射導波管の管軸と平行
な偏波面を有する電波の放射を説明する説明図である。
図３は図２のものと直交する偏波を放射する場合を説明
する説明図である。図１において、１５は放射導波管１
７に形成され放射導波管１７の管軸と平行な偏波面を有
する電波を放射する第１の放射スロット、１６は同じく
放射導波管１７に形成され第１の放射スロット１５とは
直交する偏波面を有する電波を放射する第２の放射スロ
ット、１７は第１の放射スロット１５及び第２の放射ス
ロット１６を備えた放射導波管、１８は第２の放射スロ
ット１６を励振する給電スロット、１９は第２の放射ス
ロット１６に電波を送り込む給電導波管、２０は放射導
波管１７の管軸である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an antenna device of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining radiation of radio waves having a plane of polarization parallel to the tube axis of the radiation waveguide in the antenna device of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a case of radiating a polarized wave orthogonal to that of FIG. In FIG. 1, reference numeral 15 is a radiation waveguide 1.
7 is a first radiation slot that radiates a radio wave having a plane of polarization parallel to the tube axis of the radiation waveguide 17, and 16 is also formed in the radiation waveguide 17 and is orthogonal to the first radiation slot 15. A second radiation slot for radiating a radio wave having a plane of polarization, 17 is a radiation waveguide having a first radiation slot 15 and a second radiation slot 16, and 18 is a feeding slot for exciting the second radiation slot 16. , 19 is a feeding waveguide for sending radio waves to the second radiation slot 16, and 20 is a tube axis of the radiation waveguide 17.
【００２５】図２において、２１は第１の放射スロット
１５を励振する場合の電波の経路、図３において、２２
は第２の放射スロット１６を励振する場合の電波の経路
である。In FIG. 2, reference numeral 21 is a radio wave path for exciting the first radiation slot 15, and reference numeral 22 in FIG.
Is a path of a radio wave when the second radiation slot 16 is excited.
【００２６】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図２の電波の経路２１に示すように、放射導波管１
７の中を進行した電波は第１の放射スロット１５を励振
する。第１の放射スロット１５は放射導波管１７の管軸
２０に平行な電流を切断するように配置されているた
め、管軸２０に平行な偏波面を有する電波を放射する。
なお、放射導波管１７に進行する電波は、放射導波管１
７の端から図示しない他の導波管等の給電手段で供給さ
れている。Next, the operation of this embodiment will be described. As shown in the radio wave path 21 in FIG. 2, the radiation waveguide 1
The radio wave traveling through 7 excites the first radiation slot 15. Since the first radiation slot 15 is arranged so as to cut off the current parallel to the tube axis 20 of the radiation waveguide 17, it radiates a radio wave having a plane of polarization parallel to the tube axis 20.
In addition, the radio wave traveling to the radiation waveguide 17 is
It is supplied from the end of 7 by a power feeding means such as another waveguide not shown.
【００２７】一方、図３の電波の経路２２に示すよう
に、給電導波管１９を伝搬する電波は給電スロット１８
を通じて、第２の放射スロット１６を励振する。第２の
放射スロット１６は第１の放射スロット１５と直交する
偏波を放射する。On the other hand, as shown in the radio wave path 22 of FIG.
To excite the second radiating slot 16. The second radiating slot 16 radiates a polarization orthogonal to the first radiating slot 15.
【００２８】第２の放射スロット１６と給電スロット１
８は放射導波管１７の管軸２０上に、管軸２０に平行に
形成されている。放射導波管１７内を伝搬する電波にお
いて、管軸２０上には管軸２０に平行な電流しか流れな
い。このためこの電流を切断する向きに配置されていな
い第２の放射スロット１６と給電スロット１８は、放射
導波管１７内を伝搬する電波とは結合しない。Second radiation slot 16 and feed slot 1
8 is formed on the tube axis 20 of the radiation waveguide 17 in parallel with the tube axis 20. In the radio wave propagating in the radiation waveguide 17, only a current parallel to the tube axis 20 flows on the tube axis 20. For this reason, the second radiation slot 16 and the feeding slot 18 which are not arranged in the direction for cutting off the current do not couple with the radio wave propagating in the radiation waveguide 17.
【００２９】一方、給電スロット１８を介して給電導波
管１９から放射導波管１７内に進行した電波は、直上に
ある第２の放射スロット１６を励振するが、上述と同じ
理由により放射導波管１７内を伝搬するモードとなり得
ず、２つの直交する偏波のアイソレーションは保たれ
る。On the other hand, the radio wave propagating from the feeding waveguide 19 into the radiation waveguide 17 through the feeding slot 18 excites the second radiation slot 16 located immediately above, but for the same reason as described above, the radiation guiding is performed. The mode that propagates in the wave tube 17 cannot be established, and the isolation of two orthogonal polarized waves is maintained.
【００３０】以上のように本発明の実施の形態１に示す
アンテナ装置は、偏波面が直交する第１の放射スロット
１５及び第２の放射スロット１６を同一の放射導波管１
７上に設けた構造であり、２つの直交偏波を送信し、か
つ両者のアイソレーションを保つことができる。このた
め、従来例に比べて放射導波管の数が１／２になり製造
コストを低減し得るという効果を有する。As described above, in the antenna device according to the first embodiment of the present invention, the first radiation slot 15 and the second radiation slot 16 whose polarization planes are orthogonal to each other are formed in the same radiation waveguide 1.
The structure provided on the No. 7 is capable of transmitting two orthogonal polarizations and maintaining isolation between the two. Therefore, the number of radiation waveguides is halved as compared with the conventional example, and the manufacturing cost can be reduced.
【００３１】さらに、放射導波管１７の幅が従来例に比
べて大きくできるので、製造精度の確保が容易になると
いう効果を有する。Further, since the width of the radiation waveguide 17 can be made larger than that of the conventional example, there is an effect that the manufacturing accuracy can be easily ensured.
【００３２】尚、本実施の形態の放射導波管１７を管軸
２０に対して直角方向に複数配列してアレーアンテナを
構成することができる。このような構成とすることによ
り、放射導波管１７の数が減らせる効果がより大きなも
のとなり、アンテナ装置の製造コストをさらに低減する
ことができる。An array antenna can be constructed by arranging a plurality of the radiation waveguides 17 of this embodiment in a direction perpendicular to the tube axis 20. With such a configuration, the effect of reducing the number of the radiation waveguides 17 becomes greater, and the manufacturing cost of the antenna device can be further reduced.
【００３３】実施の形態２．図４は本発明のアンテナ装
置の実施の形態２を示す正面図である。図４において、
図１に示した実施の形態１と同一または相当部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図４において、２
３はクロススロット、２４は放射導波管１７の内部を伝
搬する電波を励振する給電スロットである。また、２５
は給電スロット２４を通じて、放射導波管１７の内部を
伝搬する電波を供給する給電導波管である。なお、本実
施の形態と比較して説明を行うために、前述の実施の形
態１において、放射導波管１７の端に他の給電導波管を
接続した例を図５に示す。図５において、２６は放射導
波管１７の内部を伝搬する電波を励振する他の給電導波
管、２７は給電する電波の経路である。Embodiment 2. FIG. 4 is a front view showing the second embodiment of the antenna device of the present invention. In FIG.
The same or corresponding parts as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 4, 2
Reference numeral 3 is a cross slot, and reference numeral 24 is a feeding slot for exciting a radio wave propagating inside the radiation waveguide 17. Also, 25
Is a feeding waveguide that supplies radio waves propagating inside the radiation waveguide 17 through the feeding slot 24. For comparison with the present embodiment, FIG. 5 shows an example in which another feed waveguide is connected to the end of the radiation waveguide 17 in the first embodiment described above. In FIG. 5, reference numeral 26 is another feeding waveguide that excites a radio wave propagating inside the radiation waveguide 17, and 27 is a path of a radio wave to be fed.
【００３４】次に本実施の形態の動作を説明する。本実
施の形態では、実施の形態１と異なり、図１の第１の放
射スロット１５及び第１の放射スロット１６の代わりに
クロススロット２３を用いている。クロススロット２３
は、実施の形態１の第１の放射スロット１５と第２の放
射スロット１６とを合わせた動作を行うものであり、放
射導波管１７中を伝搬する電波によって管軸２０に垂直
な部分が励振され、図１の第１の放射スロット１５と同
様の働きをする。Next, the operation of this embodiment will be described. In the present embodiment, unlike the first embodiment, a cross slot 23 is used instead of the first radiation slot 15 and the first radiation slot 16 in FIG. Cross slot 23
Is a combination of the first radiation slot 15 and the second radiation slot 16 of the first embodiment, and a portion perpendicular to the tube axis 20 is generated by a radio wave propagating in the radiation waveguide 17. It is excited and acts like the first radiating slot 15 of FIG.
【００３５】一方、クロススロットの管軸２０に平行な
部分は、給電スロット１８によって励振され、図１の第
２の放射スロット１６と同様の働きをする。２つの直交
する偏波のアイソレーションが保たれるのは、実施の形
態１と同じである。On the other hand, the portion of the cross slot parallel to the tube axis 20 is excited by the feed slot 18 and functions similarly to the second radiating slot 16 of FIG. As in the first embodiment, the isolation of two orthogonal polarizations is maintained.
【００３６】もう１点、本実施の形態が、実施の形態１
と異なる点は、放射導波管１７内を伝搬する電波が、給
電導波管２５から給電スロット２４を通じて励振される
ことである。実施の形態１では、この電波は図５に示す
ように、放射導波管１７の端に接続する給電導波管２６
によって、経路２７のように供給される。これは次の理
由による。Another point, this embodiment is the same as the first embodiment.
Is that the radio wave propagating in the radiation waveguide 17 is excited from the feeding waveguide 25 through the feeding slot 24. In the first embodiment, as shown in FIG. 5, this radio wave is transmitted by the feeding waveguide 26 connected to the end of the radiation waveguide 17.
Is supplied by way of path 27. This is for the following reason.
【００３７】実施の形態１では、直交する２つの偏波を
放射するスロットが、第１の放射スロット１５及び第２
の放射スロット１６に分離している。このため放射導波
管１７内を伝搬する電波を、図４のように放射導波管１
７の背面にある給電導波管２５で給電すると、給電スロ
ット２４が、図５の第１の放射スロット１５の直下に来
てしまう。給電スロット１８は、第２の放射スロット１
６を直接励振するが、給電スロット２４は、放射導波管
１７内に伝搬する電波を励振するのが目的である。給電
スロット２４の直上に第１の放射スロット１５が存在す
ると、この直上にある第１の放射スロット１５のみが強
く励振され、他の第１の放射スロット１５の励振が弱く
なる等、所望の励振分布を得るのが困難になる。このた
め、実施の形態１では、放射導波管１７の端に他の給電
手段を設けている。In the first embodiment, the slots for radiating two orthogonal polarizations are the first radiating slot 15 and the second radiating slot.
Of the radiation slots 16 are separated. Therefore, the radio wave propagating in the radiation waveguide 17 is transmitted to the radiation waveguide 1 as shown in FIG.
When the power is fed by the power feeding waveguide 25 on the back surface of the power feeding slot 7, the power feeding slot 24 comes directly below the first radiation slot 15 in FIG. The feeding slot 18 is the second radiating slot 1
Although 6 is directly excited, the feed slot 24 is intended to excite radio waves propagating in the radiation waveguide 17. When the first radiating slot 15 is present immediately above the feeding slot 24, only the first radiating slot 15 immediately above this is strongly excited and the other first radiating slot 15 is weakly excited. It is difficult to get the distribution. Therefore, in the first embodiment, another power feeding means is provided at the end of the radiation waveguide 17.
【００３８】しかしながら、本実施の形態のように、ク
ロススロット２３を用いれば、給電スロット２４の直上
に放射スロットを配置せずにすむ。このため、放射導波
管１７内を伝搬する電波を、背面の給電導波管２５で供
給できる。そして、放射導波管１７の端に給電手段を設
けずに済むので、アンテナの開口面積をより小さくでき
るという効果を得ることができる。もちろん実施の形態
１の効果も合わせ持っている。However, if the cross slot 23 is used as in this embodiment, it is not necessary to dispose the radiation slot directly above the feeding slot 24. Therefore, the radio wave propagating in the radiation waveguide 17 can be supplied by the feeding waveguide 25 on the back surface. Further, since it is not necessary to provide a feeding means at the end of the radiation waveguide 17, it is possible to obtain an effect that the opening area of the antenna can be further reduced. Of course, it also has the effects of the first embodiment.
【００３９】尚、本実施の形態の放射導波管１７を管軸
２０に対して直角方向に複数配列してアレーアンテナを
構成することができる。このような構成とすることによ
り、放射導波管１７の数が減らせる効果がより大きなも
のとなり、アンテナ装置の製造コストをさらに低減する
ことができる。An array antenna can be constructed by arranging a plurality of the radiation waveguides 17 of this embodiment in a direction perpendicular to the tube axis 20. With such a configuration, the effect of reducing the number of the radiation waveguides 17 becomes greater, and the manufacturing cost of the antenna device can be further reduced.
【００４０】実施の形態３．図６は本発明のアンテナ装
置の実施の形態３を示す正面図である。本実施の形態の
動作について説明する。本実施の形態の動作は、基本的
に実施の形態１と同様である。ただし、第１の放射スロ
ット１５と第２の放射スロット１６の長さが異なり、そ
れぞれ異なる周波数で動作するようになっている。Embodiment 3. FIG. 6 is a front view showing an embodiment 3 of the antenna device of the present invention. The operation of this embodiment will be described. The operation of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. However, the first radiating slot 15 and the second radiating slot 16 have different lengths and operate at different frequencies.
【００４１】したがって、本実施の形態によれば、周波
数が異なる２つの直交偏波を送受信できるという効果を
有する。もちろん実施の形態１の効果も合わせ持ってい
る。Therefore, according to this embodiment, there is an effect that two orthogonal polarizations having different frequencies can be transmitted and received. Of course, it also has the effects of the first embodiment.
【００４２】実施の形態４．図７は本発明のアンテナ装
置の実施の形態４を示す正面図である。本実施の形態の
動作について説明する。本実施の形態の動作は、基本的
に実施の形態２と同様である。ただし、クロススロット
２３の導波管１７の管軸２０方向の長さと管軸２０に直
交する方向の長さが異なるものとされている。そして、
２つの直交偏波が、それぞれ異なる周波数で動作するよ
うになっている。Fourth Embodiment FIG. 7 is a front view showing the fourth embodiment of the antenna device of the present invention. The operation of this embodiment will be described. The operation of this embodiment is basically the same as that of the second embodiment. However, the length of the cross slot 23 in the direction of the tube axis 20 of the waveguide 17 is different from the length in the direction orthogonal to the tube axis 20. And
The two orthogonal polarizations operate at different frequencies.
【００４３】したがって、本実施の形態によれば、周波
数が異なる２つの直交偏波を送受信できるという効果を
有する。もちろん実施の形態２の効果も合わせ持ってい
る。Therefore, according to this embodiment, there is an effect that two orthogonal polarized waves having different frequencies can be transmitted and received. Of course, it also has the effects of the second embodiment.
【００４４】実施の形態５．図８及び図９は本発明のア
ンテナ装置の実施の形態５を示す部分断面図である。図
８は放射導波管内全体に誘電体を充填したもの、図９は
放射導波管内の一部に誘電体を充填したものを示す。図
８及び図９において、２８は放射導波管１７内に充填さ
れた誘電体である。Embodiment 5. 8 and 9 are partial cross-sectional views showing Embodiment 5 of the antenna device of the present invention. FIG. 8 shows the whole radiation waveguide filled with a dielectric material, and FIG. 9 shows the radiation waveguide partially filled with a dielectric material. In FIGS. 8 and 9, reference numeral 28 is a dielectric material filled in the radiation waveguide 17.
【００４５】本実施の形態の動作について説明する。実
施の形態１から４で示したアンテナ装置において各放射
スロットを同相で励振し、かつグレーティングローブを
抑圧する（同一偏波の放射スロット間隔を１自由空間波
長以下にする）には、従来例で説明したとおり、放射導
波管１７内の波長を短縮しなければならない。そのため
に、本実施の形態においては放射導波管１７内の全体ま
たは一部に誘電体２８を充填する。前述のように、本発
明のアンテナ装置は、従来例より放射導波管１７の管幅
が広くなるため、自由空間波長に比べた管内波長の増加
率は小さくなる。このため、充填する誘電体２８も、誘
電率をより低くしたもので済み、また充填する体積も小
さくすることができる。The operation of this embodiment will be described. In the antenna device shown in the first to fourth embodiments, in order to excite each radiating slot in the same phase and suppress the grating lobe (to set the radiating slot interval of the same polarization to one free space wavelength or less), the conventional example is used. As explained, the wavelength in the radiation waveguide 17 has to be shortened. Therefore, in the present embodiment, the dielectric 28 is filled in the radiation waveguide 17 entirely or partially. As described above, in the antenna device of the present invention, since the width of the radiation waveguide 17 is wider than that of the conventional example, the increase rate of the guide wavelength is smaller than the free space wavelength. For this reason, the dielectric material 28 to be filled need only have a lower dielectric constant, and the filling volume can be made smaller.
【００４６】そして、本実施の形態の構成においては、
誘電体損失がより小さいアンテナ装置を得るという効果
を得ることができる。もちろん実施の形態１から４の効
果も合わせ持つものである。In the structure of this embodiment,
The effect of obtaining an antenna device with a smaller dielectric loss can be obtained. Of course, it also has the effects of the first to fourth embodiments.
【００４７】実施の形態６．図１０は本発明のアンテナ
装置の実施の形態６を示す部分断面図である。図１０に
おいて、２９は放射導波管１７の放射面から所定の距離
離れた位置に設けられた直線偏波−円偏波変換板として
のメアンダラインポラライザである。Sixth Embodiment FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a sixth embodiment of the antenna device of the present invention. In FIG. 10, reference numeral 29 denotes a meander line polarizer as a linear polarization / circular polarization conversion plate provided at a position separated from the radiation surface of the radiation waveguide 17 by a predetermined distance.
【００４８】次に本実施の形態の動作について説明す
る。本実施の形態は実施の形態１から５において、放射
導波管１７の上部にメアンダラインポラライザ２９を配
置している。メアンダラインポラライザ２９に直線偏波
を入射すると入射偏波面に応じて円偏波を発生する。入
射する直線偏波が直交している場合は、それぞれに対応
した２つの直交した円偏波（右旋円偏波と左旋円偏波）
を発生する。Next, the operation of this embodiment will be described. In the present embodiment, the meander line polarizer 29 is arranged above the radiation waveguide 17 in the first to fifth embodiments. When a linearly polarized wave is incident on the meander line polarizer 29, a circularly polarized wave is generated according to the plane of incident polarization. When incident linearly polarized waves are orthogonal, two orthogonal circularly polarized waves (right circularly polarized wave and left circularly polarized wave) corresponding to each
To occur.
【００４９】このような構成の本実施の形態によれば、
直交する２つの円偏波を送受信できるという効果を得る
ことができる。もちろん実施の形態１から５の効果も合
わせ持つものである。According to this embodiment having such a configuration,
It is possible to obtain the effect of transmitting and receiving two circularly polarized waves that are orthogonal to each other. Of course, it also has the effects of the first to fifth embodiments.
【００５０】以上の説明では、送信アンテナとして説明
をした実施の形態もあったが、アンテナの可逆性から、
受信アンテナとして用いても同様の効果を得ることがで
きる。In the above description, there has been an embodiment in which a transmitting antenna has been described, but due to the reversibility of the antenna,
The same effect can be obtained even when used as a receiving antenna.
【００５１】また、以上の実施の形態では、２つの直交
する偏波を送受信するアンテナとして説明したが、一方
の偏波を送信専用、他方の偏波を受信専用に用いること
もできる。Further, in the above-mentioned embodiments, an antenna for transmitting and receiving two polarizations orthogonal to each other has been described, but it is also possible to use one polarization exclusively for transmission and the other polarization exclusively for reception.
【００５２】また、以上の実施の形態では、２つの直交
する偏波を送受信するアンテナとして説明したが、両方
の偏波を、振幅差や位相差を設けて合成する手段を備え
て、円偏波や楕円偏波、任意の偏波面を持つ直線偏波を
合成することも可能である。Further, in the above-mentioned embodiments, an antenna for transmitting and receiving two polarizations orthogonal to each other has been described, but a means for synthesizing both polarizations by providing an amplitude difference and a phase difference is provided, and a circular polarization is provided. It is also possible to combine waves, elliptically polarized waves, and linearly polarized waves having arbitrary planes of polarization.
【００５３】また、上記では放射導波管内に誘電体を充
填する例を示したが、波長の関係から給電導波管内に誘
電体を充填してもかまわないことは言うまでもない。In the above, the example in which the radiation waveguide is filled with the dielectric is shown, but it is needless to say that the dielectric may be filled in the feeding waveguide in view of the wavelength.
【００５４】[0054]
【発明の効果】この発明に係るアンテナ装置は、断面矩
形を成し第１の幅広側面に複数の放射スロットが形成さ
れた方形導波管であって、第１の幅広側面に、導波管の
管軸方向と偏波面が平行な第１の放射スロットと、導波
管の管軸上に設けられ第１の放射スロットと偏波面が直
交する第２の放射スロットとが形成され、第１の幅広側
面に対向する第２の幅広側面の導波管の管軸上の第２の
放射スロットと対向する位置に管軸に平行な給電スロッ
トが形成されている放射導波管を有する。そのため、直
交する偏波を１つの放射導波管から放射させることで、
放射導波管の数を減じ、アンテナ装置の製造コストを低
減することができる。また、放射導波管の幅を従来例に
比べて大きくすることができ、製造精度の確保を容易な
ものとすることができる。The antenna device according to the present invention is a rectangular waveguide having a rectangular cross section and a plurality of radiation slots formed on the first wide side surface, and the waveguide is provided on the first wide side surface. A first radiation slot having a plane of polarization parallel to the tube axis direction of, and a second radiation slot provided on the tube axis of the waveguide and having a plane of polarization orthogonal to the first radiation slot. The radiation waveguide having a feed slot parallel to the tube axis is formed at a position opposed to the second radiation slot on the tube axis of the waveguide on the second wide side surface facing the wide side surface. Therefore, by radiating orthogonal polarized waves from one radiation waveguide,
The number of radiation waveguides can be reduced, and the manufacturing cost of the antenna device can be reduced. Further, the width of the radiation waveguide can be made larger than that of the conventional example, and the manufacturing accuracy can be easily ensured.
【００５５】また、第１の放射スロットと第２の放射ス
ロットの長さが異なる。そのため、周波数が異なる２つ
の直交偏波を送受信できる。The first radiation slot and the second radiation slot have different lengths. Therefore, two orthogonal polarizations with different frequencies can be transmitted and received.
【００５６】また、この発明に係るアンテナ装置は、断
面矩形を成し第１の幅広側面に複数の放射スロットが形
成された方形導波管であって、第１の幅広側面に、導波
管の管軸上に設けられ導波管の管軸方向と管軸に直交す
る方向に延びるクロススロットが形成され、第１の幅広
側面に対向する第２の幅広側面の導波管の管軸上のクロ
ススロットと対向する位置に管軸に平行な給電スロット
が形成されている放射導波管を有する。そのため、給電
スロットの対向する位置に放射スロットを配置せずにす
み、放射導波管内を伝搬する電波を、背面の給電導波管
で供給することができ、放射導波管の端に給電手段を設
けずに済むので、アンテナの開口面積をより小さくする
ことができるThe antenna device according to the present invention is a rectangular waveguide having a rectangular cross section and a plurality of radiation slots formed on the first wide side surface, and the waveguide is provided on the first wide side surface. On the tube axis of the waveguide having the second wide side surface facing the first wide side surface, the cross slot being formed on the tube axis of the waveguide and extending in the direction orthogonal to the tube axis direction of the waveguide. Of the radiation waveguide in which a feed slot parallel to the tube axis is formed at a position facing the cross slot. Therefore, it is not necessary to dispose the radiation slot at the position opposite to the power feeding slot, and the radio wave propagating in the radiation waveguide can be supplied by the power feeding waveguide on the back surface, and the power feeding means can be provided at the end of the radiation waveguide. Since it is not necessary to provide the antenna, the antenna opening area can be made smaller.
【００５７】また、クロススロットの導波管の管軸方向
の長さと管軸に直交する方向の長さが異なる。そのた
め、周波数が異なる２つの直交偏波を送受信できる。Further, the length of the cross slot waveguide in the tube axis direction is different from the length in the direction orthogonal to the tube axis. Therefore, two orthogonal polarizations with different frequencies can be transmitted and received.
【００５８】また、放射導波管が管軸と直角方向に複数
配列されてアレーアンテナを構成している。そのため、
放射導波管の数が減らせる効果がより大きなものとな
り、アンテナ装置の製造コストをさらに低減することが
できる。Further, a plurality of radiation waveguides are arranged in a direction perpendicular to the tube axis to form an array antenna. for that reason,
The effect of reducing the number of radiation waveguides is further enhanced, and the manufacturing cost of the antenna device can be further reduced.
【００５９】また、放射導波管の内部に誘電体が充填さ
れている。そのため、誘電体損失がより小さいアンテナ
装置とすることができる。A dielectric is filled inside the radiation waveguide. Therefore, the antenna device having a smaller dielectric loss can be obtained.
【００６０】さらに、放射導波管の放射面から所定の距
離離れた位置に、直線偏波−円偏波変換板が設けられて
いる。そのため、直交する２つの円偏波を送受信でき
る。Further, a linear polarization / circular polarization conversion plate is provided at a position separated from the radiation surface of the radiation waveguide by a predetermined distance. Therefore, two orthogonal circularly polarized waves can be transmitted and received.
【図１】 本発明のアンテナ装置の実施の形態１を示す
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an antenna device of the present invention.
【図２】 図１のアンテナ装置において、放射導波管の
管軸と平行な偏波面を有する電波の放射を説明する説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating radiation of a radio wave having a plane of polarization parallel to the tube axis of the radiation waveguide in the antenna device of FIG.
【図３】 図１のアンテナ装置において、放射導波管の
管軸と直交する偏波面を有する電波の放射を説明する説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating radiation of a radio wave having a plane of polarization orthogonal to the tube axis of the radiation waveguide in the antenna device of FIG.
【図４】 本発明のアンテナ装置の実施の形態２を示す
正面図である。FIG. 4 is a front view showing a second embodiment of the antenna device of the present invention.
【図５】 実施の形態１において、放射導波管の端に他
の給電導波管を接続した例を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing an example in which another feed waveguide is connected to the end of the radiation waveguide in the first embodiment.
【図６】 本発明のアンテナ装置の実施の形態３を示す
正面図である。FIG. 6 is a front view showing a third embodiment of the antenna device of the present invention.
【図７】 本発明のアンテナ装置の実施の形態４を示す
正面図である。FIG. 7 is a front view showing a fourth embodiment of the antenna device of the present invention.
【図８】 本発明のアンテナ装置の実施の形態５を示す
部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a fifth embodiment of the antenna device of the present invention.
【図９】 本発明のアンテナ装置の実施の形態５を示す
部分断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a fifth embodiment of the antenna device of the present invention.
【図１０】 本発明のアンテナ装置の実施の形態６を示
す部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a sixth embodiment of the antenna device of the present invention.
【図１１】 従来のアンテナ装置の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a conventional antenna device.
【図１２】 従来のアンテナ装置の正面図である。FIG. 12 is a front view of a conventional antenna device.
１５ 第１の放射スロット、１６ 第２の放射スロッ
ト、１７ 放射導波管、１８，２４ 給電スロット、２
３ クロススロット、２８ 誘電体、２９ メアンダラ
インポラライザ（直線偏波−円偏波変換板）。15 first radiation slot, 16 second radiation slot, 17 radiation waveguide, 18, 24 feeding slot, 2
3 cross slot, 28 dielectric, 29 meander line polarizer (linear polarization-circular polarization conversion plate).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 暢康 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 鈴木 龍彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J012 FA05 5J021 AA02 AA09 AA11 AB05 BA07 CA02 FA09 FA32 HA04 JA05 JA06 JA07 5J045 AA12 AA13 AB05 BA02 CA01 CA04 DA04 FA02 HA01 JA11 JA15 LA03 NA07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Nobuyasu Takemura 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuhiko Suzuki 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5J012 FA05 5J021 AA02 AA09 AA11 AB05 BA07 CA02 FA09 FA32 HA04 JA05 JA06 JA07 5J045 AA12 AA13 AB05 BA02 CA01 CA04 DA04 FA02 HA01 JA11 JA15 LA03 NA07
Claims (7)
放射スロットが形成された方形導波管であって、前記第
１の幅広側面に、導波管の管軸方向と偏波面が平行な第
１の放射スロットと、導波管の管軸上に設けられ前記第
１の放射スロットと偏波面が直交する第２の放射スロッ
トとが形成され、前記第１の幅広側面に対向する第２の
幅広側面の導波管の管軸上の前記第２の放射スロットと
対向する位置に管軸に平行な給電スロットが形成されて
いる放射導波管を有することを特徴とするアンテナ装
置。1. A rectangular waveguide having a rectangular cross section and having a plurality of radiation slots formed on a first wide side surface, wherein the first wide side surface has a waveguide axis direction and a polarization plane. Parallel to each other and a second radiation slot formed on the tube axis of the waveguide and having a plane of polarization orthogonal to the first radiation slot are formed, and the first radiation side faces the first wide side surface. An antenna having a radiation waveguide in which a feeding slot parallel to the tube axis is formed at a position facing the second radiation slot on the tube axis of the second wide-sided waveguide. apparatus.
射スロットの長さが異なることを特徴とする請求項１に
記載のアンテナ装置。2. The antenna device according to claim 1, wherein the first radiation slot and the second radiation slot have different lengths.
放射スロットが形成された方形導波管であって、前記第
１の幅広側面に、導波管の管軸上に設けられ導波管の管
軸方向と管軸に直交する方向に延びるクロススロットが
形成され、前記第１の幅広側面に対向する第２の幅広側
面の導波管の管軸上の前記クロススロットと対向する位
置に管軸に平行な給電スロットが形成されている放射導
波管を有することを特徴とするアンテナ装置。3. A rectangular waveguide having a rectangular cross section and having a plurality of radiation slots formed on a first wide side surface, the rectangular waveguide being provided on the first wide side surface on a tube axis of the waveguide. A cross slot extending in the tube axis direction of the waveguide and a direction orthogonal to the tube axis is formed, and faces the cross slot on the tube axis of the waveguide of the second wide side surface that opposes the first wide side surface. An antenna device having a radiation waveguide in which a feed slot parallel to the tube axis is formed at a position where the antenna is provided.
の長さと管軸に直交する方向の長さが異なることを特徴
とする請求項３に記載のアンテナ装置。4. The antenna device according to claim 3, wherein a length of the cross slot in the waveguide axis direction of the waveguide is different from a length in a direction orthogonal to the pipe axis.
配列されてアレーアンテナを構成していることを特徴と
する請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ装置。5. The antenna device according to claim 1, wherein a plurality of the radiation waveguides are arranged in a direction perpendicular to the tube axis to form an array antenna.
れていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに
記載のアンテナ装置。6. The antenna device according to claim 1, wherein a dielectric is filled inside the radiation waveguide.
離れた位置に、直線偏波−円偏波変換板が設けられてい
ることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の
アンテナ装置。7. A linear polarization-circular polarization conversion plate is provided at a position separated from the radiation surface of the radiation waveguide by a predetermined distance. The antenna device described.
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