JP2003304116A - 一次放射器 - Google Patents
一次放射器Info
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Abstract
して性能の安定化が図れる一次放射器を提供すること。 【解決手段】 合成樹脂製の誘電体フィーダ11に保持
部11aと放射部11bを一体成形し、保持部11aを
導波管10の開口端に保持すると共に、放射部11bを
導波管10の開口端から突出させる。そして、放射部1
1bの端面に電波の自由空間波長λの約3/4波長の深
さを有する複数の有底孔18を形成すると共に、これら
有底孔18を両プローブ12,13に対してそれぞれ略
45度の角度で交差する直交2直線P,Q上に配列し
た。
Description
ンテナ等に備えられる一次放射器に係り、特に、導波管
の開口端に誘電体フィーダを保持した一次放射器に関す
る。
一次放射器の断面図であり、この一次放射器は、一端が
開口され他端を閉塞面1aとした導波管1と、この導波
管1の開口端に保持された誘電体フィーダ2と具備して
いる。導波管1の内部には第1プローブ3と第2プロー
ブ4が互いに直交するように設置されており、これらプ
ローブ3,4と閉塞面1aとは管内波長λ1の約λ1/
4だけ離れている。誘電体フィーダ2はポリエチレン等
の比較的誘電率の高い合成樹脂で成形されており、保持
部2aを境にして放射部2bとインピーダンス変換部2
cとが一体形成されている。保持部2aの外径は導波管
1の内径とほぼ同じであり、この保持部2aを導波管1
の開口端内面に圧入することにより、誘電体フィーダ2
は導波管1の開口端に固定されている。放射部2bとイ
ンピーダンス変換部2cはいずれも円錐形状とされてお
り、放射部2bは導波管1の開口端から外部へ突出し、
インピーダンス変換部2cは導波管1の内部へ延びてい
る。
放送反射式アンテナの反射鏡の焦点位置に設置されて使
用されるが、この場合、衛星から送信された電波は放射
部2bから誘電体フィーダ2に収束され、誘電体フィー
ダ2のインピーダンス変換部2cでインピーダンス整合
されて導波管1内に進入する。そして、導波管1に入力
した水平偏波と垂直偏波からなる直線偏波のうち、例え
ば水平偏波は第1プローブ3で、垂直偏波は第2プロー
ブ4でそれぞれ検出された後、図示せぬコンバータ回路
でIF周波数信号に周波数変換されて出力される。
従来の一次放射器は、導波管1の開口端に放射部2bを
有する誘電体フィーダ2が保持されているので、導波管
の開口端をラッパ状に広げて電波を導入するようにした
円錐ホーン型の一次放射器に比べると、径方向の寸法を
小さくできるという利点や、導波管の形状を単純化でき
るという利点がある。しかしながら、誘電体フィーダ2
は合成樹脂を射出成形することで形成されるため、溶融
樹脂の冷却過程で誘電体フィーダ2の内部に不規則な空
洞が発生することがあり、その結果、誘電体フィーダ2
内を進行する電波が空洞で不所望に反射し、誘電体フィ
ーダ2の特性を劣化させるという問題があった。特に、
合成樹脂材料として安価で誘電正接の低いポリエチレン
を採用した場合、射出成形後の収縮が大きく空洞の発生
も顕著になるため、誘電体フィーダ2の特性が大幅に劣
化してしまい、電波の受信効率が低下するという問題が
あった。
みてなされたもので、その目的は、誘電体フィーダの内
部に発生する空洞を抑制して性能の安定化が図れる一次
放射器を提供することにある。
ために、本発明の一次放射器では、一端に電波の導入用
開口を有する導波管と、この導波管の内壁面から中心軸
方向へ突出するプローブと、前記導波管に保持された合
成樹脂製の誘電体フィーダとを備え、前記誘電体フィー
ダに前記導波管の開口端から突出する放射部と該導波管
の内部に固定される保持部とを設けると共に、前記放射
部の端面に約(2n+1)λ/4の深さ(ただしnは自
然数、λは電波の自由空間波長)の有底孔を複数設け
た。
は、放射部の端面に設けた複数の有底孔によって誘電体
フィーダの内部の体積(容積)が減じられるため、誘電
体フィーダの内部に発生する空洞を抑制することがで
き、しかも、各有底孔の深さが電波波長の約(2n+
1)λ/4に設定されているため、放射部の端面と有底
孔の底面で反射した電波の位相がキャンセルされ、その
結果、誘電体フィーダの特性を維持して一次放射器の性
能を安定化することができる。
端面の互いに直交する2直線上に配列し、これら2直線
をプローブに対してそれぞれ略45度の角度で交差させ
ることが好ましく、各有底孔をこのような位置に配列す
ると、各有底孔がプローブの検出に悪影響を及ぼさない
ため、電波の受信効率の低下を効果的に防止することが
できる。その際、各有底孔を放射部の中心から等距離の
位置に配列すると、各有底孔を電界強度が最も大きい中
心から離れた位置に配列できるため、各有底孔に起因す
る受信効率の低下を確実に防止できる。
に約λ/4の深さを有する複数の環状溝を設けると共
に、各有底孔を環状溝の内部に設けると、これら環状溝
と有底孔によって電波を効率よく放射部に収束させるこ
とができる。
図面を参照して説明すると、図1は本発明の実施形態例
に係る一次放射器の断面図、図2は図1のII−II線に沿
う断面図、図3は図1のIII−III線矢視図、図4は該一
次放射器に備えられる誘電体フィーダの説明図である。
係る一次放射器は、一端が開口され他端を閉塞面10a
とした断面方形の導波管10と、この導波管10の開口
端に保持された誘電体フィーダ11と具備しており、導
波管10の内部には第1プローブ12と第2プローブ1
3が互いに直交するように設置されている。これらプロ
ーブ12,13と閉塞面10aとの距離は管内波長λ1
の約λ1/4分だけ離れており、両プローブ12,13
は図示せぬコンバータ回路に接続されている。
成樹脂で成形されており、本実施形態例の場合は、価格
の点を考慮して安価で誘電正接の低いポリエチレン(誘
電率ε=2.25)が用いられている。この誘電体フィ
ーダ11は、導波管10の内部に挿入される保持部11
aと、導波管10の開口端から外部にラッパ状に広がる
放射部11bとで構成されており、保持部11aの内部
にはインピーダンス変換部として機能する段付き孔14
が形成されている。保持部11aは四角柱状に形成され
ており、その各外表面を導波管10の開口端内面に圧入
することにより、誘電体フィーダ11は導波管1の開口
端に固定されている。なお、保持部11aの各外表面か
ら放射部11bの周面に向かって凹部15が形成されて
おり、この凹部15によって誘電体フィーダ11の外表
面と導波管10の開口端内面との間に間隙16が画成さ
れている(図1参照)。この間隙16の深さは誘電体フ
ィーダ11内を伝播する電波波長λεの約1/4波長に
設定されている。
溝17が同心円状に形成されており、各環状溝17の深
さは空気中を伝播する電波の自由空間波長λの約1/4
波長に設定されている。さらに、放射部11bの端面に
は複数の有底孔18が形成されており、これら有底孔1
8は放射部11bの中心から等距離にある同一の環状溝
17の内底面に形成されている。放射部11bの端面か
らの各有底孔18の深さは自由空間波長λの約(2n+
1)/4に設定されており、本実施形態例の場合はn=
1であり、各有底孔18の深さは約3λ/4に設定され
ている。図3に示すように、各有底孔18は放射部11
bの中心を原点として直交する2直線P,Q上に配列さ
れており、これら直線P,Qは両プローブ12,13に
対してそれぞれ略45度の角度で交差している。
動作について説明する。
式アンテナの反射鏡で集められて一次放射器に至り、放
射部11bから誘電体フィーダ11の内部に進入して収
束される。その際、放射部11bの端面には約λ/4波
長の深さを有する環状溝17と約3λ/4波長の深さを
有する有底孔18とが形成されているため、放射部11
bの端面と環状溝17の底面で反射した電波の位相がキ
ャンセルされると共に、放射部11bの端面と有底孔1
8の底面で反射した電波の位相もキャンセルされる。こ
れにより、放射部11bに向かう電波の反射成分がほと
んどなくなり、電波を効率良く誘電体フィーダ11に収
束させることができる。
電体フィーダ11内を伝播して保持部11aに至り、保
持部11a内の段付き孔14でインピーダンス整合され
て導波管10の内部に進入する。そして、導波管10に
入力した水平偏波と垂直偏波からなる直線偏波のうち、
例えば水平偏波を第1プローブ12に結合させ、垂直偏
波を第2プローブ13に結合させ、これらプローブ1
2,13からの受信信号を図示せぬコンバータ回路でI
F周波数信号に周波数変換することにより、衛星から送
信された電波を受信することができる。その際、誘電体
フィーダ11の外表面と導波管10の開口端内面との間
に約λε/4波長の深さを有する間隙16が画成されて
いるため、間隙16の開放端と底面との間を流れる互い
に逆向きの表面電流の位相が逆転してキャンセルされ
る。その結果、放射パターンのサイドローブが大幅に低
減されてメインローブのゲインが高まり、この点からも
衛星からの電波を効率良く受信できる。
出成形された誘電体フィーダ11の放射部11bの端面
に複数の有底孔18を形成したので、各有底孔18によ
って誘電体フィーダ11の内部の体積(容積)が減じら
れ、特に、射出成形後の収縮が大きいポリエチレンを合
成樹脂材料として用いたにも拘わらず、誘電体フィーダ
11の内部に発生する空洞を抑制することができる。ま
た、各有底孔18の放射部11bの端面からの深さが空
気中を伝播する電波の自由空間波長λの約3/4波長に
設定されているので、放射部11bの端面と有底孔18
の底面で反射した電波の位相がキャンセルされ、しか
も、各有底孔18は両プローブ12,13に対してそれ
ぞれ略45度の角度で交差する直交2直線P,Q上に配
列されているので、各有底孔18を設けることに起因す
る特性の劣化を防止でき、一次放射器の性能を安定化す
ることができる。
された直線偏波を受信する一次放射器について説明した
が、本発明は円偏波受信用の一次放射器にも適用可能で
あり、この場合は、誘電体フィーダに円偏波を直線偏波
に変換する位相変換部を一体成形すれば良い。
形の導波管を用いた場合について説明したが、断面円形
等の他形状の導波管を用いても良いことはいうまでもな
い。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
管の開口端から突出する放射部と該導波管の内部に固定
される保持部とを設けると共に、放射部の端面に約(2
n+1)λ/4の深さ(ただしnは自然数、λは電波の
自由空間波長)の有底孔を複数設けると、放射部の端面
に設けた複数の有底孔によって誘電体フィーダの内部の
体積(容積)が減じられるため、誘電体フィーダの内部
に発生する空洞を抑制することができ、しかも、放射部
の端面と有底孔の底面で反射した電波の位相がキャンセ
ルされるため、誘電体フィーダの特性を維持して一次放
射器の性能を安定化することができる。
である。
明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 一端に電波の導入用開口を有する導波管
と、この導波管の内壁面から中心軸方向へ突出するプロ
ーブと、前記導波管に保持された合成樹脂製の誘電体フ
ィーダとを備え、前記誘電体フィーダに前記導波管の開
口端から突出する放射部と該導波管の内部に固定される
保持部とを設けると共に、前記放射部の端面に約(2n
+1)λ/4の深さ(ただしnは自然数、λは電波の自
由空間波長)の有底孔を複数設けたことを特徴とする一
次放射器。 - 【請求項2】 請求項1の記載において、前記各有底孔
を前記放射部の端面の互いに直交する2直線上に配列
し、これら2直線を前記プローブに対してそれぞれ略4
5度の角度で交差させたことを特徴とする一次放射器。 - 【請求項3】 請求項2の記載において、前記各有底孔
を前記放射部の中心から等距離の位置に配列したことを
特徴とする一次放射器。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの記載におい
て、前記放射部の端面に約λ/4の深さを有する複数の
環状溝を設け、前記各有底孔を前記環状溝の内部に設け
たことを特徴とする一次放射器。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002106582A JP3893305B2 (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | 一次放射器 |
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---|---|---|---|
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN101944658A (zh) * | 2009-05-25 | 2011-01-12 | 克洛纳测量技术有限公司 | 介质天线 |
JP2018174517A (ja) * | 2017-02-02 | 2018-11-08 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 球面収差の低減を通して実現される球面誘電体レンズのサイドローブの抑制 |
-
2002
- 2002-04-09 JP JP2002106582A patent/JP3893305B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP2262059A3 (de) * | 2009-05-25 | 2011-03-30 | KROHNE Messtechnik GmbH | Dielektrische Antenne |
US8354970B2 (en) | 2009-05-25 | 2013-01-15 | Krohne Messtechnik Gmbh | Dielectric antenna |
CN101944658B (zh) * | 2009-05-25 | 2013-12-18 | 克洛纳测量技术有限公司 | 介质天线 |
JP2018174517A (ja) * | 2017-02-02 | 2018-11-08 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 球面収差の低減を通して実現される球面誘電体レンズのサイドローブの抑制 |
JP7049118B2 (ja) | 2017-02-02 | 2022-04-06 | ザ・ボーイング・カンパニー | 球面収差の低減を通して実現される球面誘電体レンズのサイドローブの抑制 |
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