JP2006033697A - 中央給電導波路型平面スロットアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 中央の給電導波路と対応する部分にはスロットが形成されておらず、この部分幅が広くなると、指向特性におけるサイドローブレベルが大きくなってしまうので、このサイドローブレベルを抑える構造とする。
【解決手段】 給電導波路120 を、その断面四辺形状に対し、その長辺側がアンテナベース部100 の厚さ方向となるように、かつその短辺側がアンテナベース部100 の電波放射面と平行な方向となるように形成する。複数本の放射導波路140 それぞれは、その一端をこの給電導波路120 に接続する。スロット板200 は、このアンテナベース部100 の各放射導波路140 に合わせて、そのスロット210 を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は中央給電導波路型平面スロットアンテナに関し、特に中央給電導波路の両側に複数の放射導波路が配置されて、これら複数の放射導波路に対し前述の中央給電導波路から給電される構造の中央給電導波路型平面スロットアンテナに関する。

平面スロットアンテナの１つの構造として（背景技術の第１の例）、図３に示すように、四辺形状のアンテナベース部１００ｘに対し、その一方の面（電波放射側の面）に、四辺形状の一辺に沿って給電導波路１２０ｘを形成し、かつ、この給電導波路１２０ｘに対して直交するように、複数本の放射導波路１４０ｘをこの面全体に形成し、また、これら複数本の放射導波路１４０ｘそれぞれと対応して複数個のスロット２１０ｘが配列形成されたスロット板２００ｘを、アンテナベース部１００ｘの一方の面（導波路形成側の面）に止めねじ３００でねじ止めする構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。

この背景技術の第１の例では、放射導波路１４０ｘの長さが長くなって、その給電導波路側と終端側とでは給電電力に差が生じて、指向性や、伝達周波数帯域、放射電力等の諸特性において、希望する特性が得られなくなる、という問題点が生じるため、電波放射面の中央部分に給電導波路を設けた、中央給電導波路型平面スロットアンテナが提案されるようになってきた。
この中央給電導波路型平面スロットアンテナの背景技術における構造の１例を（背景技術の第２の例）図４に示す。

この中央給電導波路型平面スロットアンテナも、前述の例（第１の例）と同様に、アンテナベース部１００ｙとスロット板２００ｙとから成り、その詳細は次のとおりである。
まず、アンテナベース部１００ｙは、その中心部分に、その給電源部配置側の面からその一方の面（電波放射側の面）へと貫通する給電源導波孔１１０ｙが形成され、その一方の面の電波放射側の面には、この給電源導波孔１１０ｙを通ってこの面を左右に２分するように延びる、給電導波路１２０ｙ、即ち、中央部分に、給電導波路１２０ｙが形成され、この給電導波路１２０ｙの両側に、複数本づつの放射導波路１４０ｙが、給電導波路１２０ｙと直交するように配置されている。放射導波路１４０ｙには、スロット２１０ｙからの反射を打ち消す効果を持つ放射導波路壁板１４３ｙが配置形成されている。そして、給電導波路１２０ｙと放射導波路１４０ｙとの交差路部分には、給電導波路１２０ｙの底面部分（給電導波路底面１２３）に、４本の誘電性ポスト１２４が配置形成されている。給電導波路１２０ｙの両端のみ、１本の誘電性ポスト１２５が配置形成されている。

次に、スロット板２００は、前述のアンテナベース部１００ｙの複数本の放射導波路１４０ｙそれぞれと対応して、複数個のスロット２１０ｙが配列、形成されていて、前述の第１の例と同様に、アンテナベース部１００の電波放射側の面にねじ止めされる。

なお、アンテナベース部１００ｙの給電導波路１２０ｙは、その底面（給電導波路底面１２３）が複数本の放射導波路１４０ｙの底面（放射導波路底面１４２ｙ）と同一面となっており、従って、その断面は、放射導波路１４０ｙの断面と同様であり、横方向の方が縦方向（底面−スロット板方向）より広くなっている。

また、スロット板２００ｙにおいては、その中央部分の、アンテナベース部１００ｙとの給電導波路１２０ｙと対応する部分にはスロットは形成されておらず、従って、その左右の、複数本の放射導波路１４０ｙと対応するスロット２１０ｙとの間隔ｄは、給電導波路１２０ｙの幅寸法より広めとする（例えば、非特許文献１参照）。
特願２００３−１８４４２４（図２） 朴 世鉉、広川 二郎、安藤 真「一層構造導波管アレイ用中央給電回路の設計」２００３年、電子情報通信学会総合大会 講演論文集 Ｂ−１−８７

上述した背景技術における第２の例の中央給電導波路型平面スロットアンテナでは、そのアンテナベース部１００ｙにおいて、中央に配設された給電導波路１２０ｙと、その両側に配設された複数本の放射導波路１４０ｙとの間で、その底面を同一平面として、その断面が横方向に長くなるように配置されており、従って、中央部分の給電導波路１２０ｙも横方向に広くなっており、このアンテナベース部１００ｙの電波放射面にねじ止めされるスロット板２００ｙには、アンテナベース部１００ｙの複数の放射導波路１４０ｙそれぞれと対応して複数のスロット２１０ｙが配列、形成されているものの、中央の給電導波路１２０ｙと対応する位置にはスロットは形成されておらず、このスロットが形成されていない部分の幅寸法は、給電導波路１２０ｙ及び放射導波路１４０ｙの幅寸法より広めの寸法ｄとなっているため、この部分での電波の放射はなく、従って、この平面スロットアンテナで形成される指向特性において、サイドローブレベルが上昇するという問題点があった。

本発明の目的は、上記背景技術の問題点に鑑みて、指向特性におけるサイドローブレベルを低減することができる中央給電導波路型平面スロットアンテナを提供することにある。

本発明の中央給電導波路型平面スロットアンテナは、
一方の面に、この面の中心点を通る中心線上に配置、形成された給電導波路と、この給電導波路に対し、それぞれその一端を前記給電導波路と結合してこの給電導波路の両側に広がって延びるように形成された複数本づつの放射導波路と、を備えたアンテナベース部と、このアンテナベース部の複数本の放射導波路それぞれと対応する部位に複数のスロットが配列、形成されて、前記アンテナベース部の一方の面に装着され、前記給電導波路及び複数本の放射導波路それぞれを、その断面が閉じた四辺形状の導波管型となるようにするスロット板と、を含んで成り、前記アンテナベース部の給電導波路の断面は、スロット板装着状態の四辺形状の長辺側が前記アンテナベース部の厚さ方向であり、かつ短辺側がこのアンテナベース部の一方の面と平行な方向であることを特徴とする。

また、前記アンテナベース部の、複数本の放射導波路それぞれは、その給電導波路と結合する部分に、この結合部分の各放射導波路の断面積を調整して前記給電導波路との間で授受される電力の比率を調整する、結合窓が設けられた構造である、構成を有し、更に、
前記アンテナベース部の給電導波路の、複数本の放射導波路それぞれが結合される部分の底面には、各放射導波路からの反射を打ち消す、反射抑圧壁が形成された構造である、構成を有している。

本発明は、第１に、電波放射面の中央部分に配置された給電導波路が、その断面四辺形状の、長辺側をアンテナベース部の厚さ方向とし、短辺側を電波放射面と平行な方向となるように形成され、かつ、この給電導波路にそれぞれその一端を接続してそのその両方向に広がるように延びて複数本づつの放射導波路が形成されており、このアンテナベース部の電波放射面に装着されるスロット板は、上記の複数本づつの放射導波路それぞれと対応して、複数のスロットが配列、形成されているのに対し、中央部分の給電導波路と対応する部分にはスロットが形成されていない構造となっているので、このスロット板における、スロットが形成されていない中央部分の間隔を小さくすることができて、この平面スロットアンテナにおける放射指向性のサイドローブレベルを低減することができる効果がある。

また、本発明は、第２に、アンテナベース部が、給電導波路及び複数本の放射導波路を含め、また、各放射導波路に設けられた結合窓及び給電導波路の底面に設けられた反射抑圧壁を含めて、一体形成できる、という効果もある。

本発明を実施するための最良の形態は、
一方の面に、この面の中心点を通る中心線上に配置、形成された給電導波路と、この給電導波路に対し、それぞれその一端を上記給電導波路と接続してこの給電導波路の両側に広がって延びるように形成された複数本づつの放射導波路と、を備えたアンテナベース部と、このアンテナベース部の複数本の放射導波路それぞれと対応する部位に複数のスロットが配列、形成されて、上記アンテナベース部の一方の面に装着され、上記給電導波路及び複数本の放射導波路それぞれを、その断面が閉じた四辺形状の導波管型となるようにするスロット板と、を含んで成り、上記アンテナベース部の給電導波路の断面は、スロット板装着状態での四辺形状の長辺側がこのアンテナベース部の厚さ方向であり、かつ短辺側がこのアンテナベース部の一方の面と平行な方向である、構造を有している。

また、上記アンテナベース部の、複数本の放射導波路それぞれは、その給電導波路と結合する部分に、この結合部分の各放射導波路の断面積を調整して上記給電導波路との間で授受される電力の比率を調整する、結合窓が設けられた構造であり、更に、
上記アンテナベース部の給電導波路の、複数本の放射導波路それぞれが結合される部分の底面には、各放射導波路からの反射を打ち消す、反射抑圧壁が形成された構造である、構成となっている。

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の全体構造を示す平面図、図２（ａ）〜（ｃ）は図１に示された本発明の全体構造における、給電導波路と放射導波路との接続部分の拡大斜視図及び各方向から見た側面図である。
この実施例は、図１に示すように、アンテナベース部１００とスロット板２００とを含んで構成され、アンテナベース部１００は、中心点を厚さ方向に貫通する給電源導波孔１１０が形成されて、その一方の面（電波放射側の面）に、この面の中心点を通る中心線上、即ち、上記の給電源導波孔１１０とつながって、配置、形成された給電導波路１２０と、この給電導波路１２０に対し、それぞれその一端をこの給電導波路１２０と接続してこの給電導波路１２０の両側に広がって延びるように形成された複数本づつの放射導波路１４０と、が形成されている。

また、スロット板２００は、アンテナベース部１００の複数本の放射導波路１４０それぞれと対応する部位に、複数のスロット２１０が配列、形成されて、アンテナベース部１００の一方の面（電波放射側の面）に装着され、上記の給電導波路１２０及び複数本の放射導波路１４０それぞれを、その断面が閉じた四辺形状の導波管型となるようにする。そしてこれらアンテナベース部１００及びスロット板２００の更なる詳細は、次のようになっている。

まずアンテナベース部１００は、その給電導波路１２０が、その断面を、スロット板２００装着状態での四辺形状の長辺側がこのアンテナベース部１００の厚さ方向となり、かつ短辺側がアンテナベース部１００の一方の面と平行な方向となるように形成され、また、複数本の放射導波路１４０それぞれは、その断面を、スロット板２００の装着状態での四辺形状の長辺側がこのアンテナベース部１００の一方の面と平行な方向となり、かつ短辺側がこのアンテナベース部１００の厚さ方向となるように形成され、更に給電導波路１２０との接続端部分は、この給電導波路１２０の形成形状に合わせて形成される。

また、スロット板２００は、上記のアンテナベース部１００の複数本の放射導波路それぞれと対応する部位に、複数個づつのスロット２１０が配列、形成されている。給電導波路１２０をはさんで向かい合う放射導波路１４０には逆位相で電力が分配されるため、スロット２１０と放射導波路壁板１４３の配列は、各々のスロットが同相で励振されるように配列、形成されている。

そして、アンテナベース部１００の、複数本の放射導波路１４０それぞれは、その給電導波路１２０との接続部分に、この接続部分の各放射導波路の断面積を調整して給電導波路１２０との間で授受される電力の比率を調整する、結合調整部１３０が設けられており、また、アンテナベース部１００の給電導波路１２０の、複数本の放射導波路１４０それぞれが接続される部分の底面（１２２）には、各放射導波路１４０への電力を分配し、かつ各放射導波路１４０からの反射を打ち消す、反射抑圧壁１２１が形成されている。
なお、結合調整部１３０は、窓形成用側壁突出部１３２により結合窓１３１の広さを変えて、放射導波路１４０の断面積を調整するようになっている。

この実施例においては、スロット板２００は、アンテナベース部１００の給電導波路１２０と対応する部分にはスロット２１０は形成されておらず、このスロット２１０は、複数本の放射導波路１４０それぞれと対応する部位に形成されており、かつ給電導波路１２０が、その四辺形状の長辺側をアンテナベース部１００の厚さ方向、短辺側をアンテナベース部１００の一つの面と平行な方向となるように形成されているので、給電導波路１２０に対し、その両側に広がる複数本づつのスロット２１０の、この給電導波路１２０と対応する部分のこの給電導波路１２０を挟むスロット２１０の間隔（ｄ）を狭くすることができる。従って、この平面スロットアンテナにおける放射指向性のサイドローブレベルを小さくすることができる。
また、アンテナベース部は、その給電導波路、複数本の放射導波路、及び反射抑圧壁を含めて、一体形成することができる。

本発明の一実施例の全体構造を示す分解平面図である。 図１に示された本発明の全体構造における、給電導波路と放射導波路との接続部分の拡大斜視図及び各方向から見た側面図である。 従来の平面スロットアンテナの一例を示す分解斜視図である。 従来の中央給電導波路型平面スロットアンテナの一例を示す分解平面図である。

符号の説明

１００，１００ｘ，１００ｙ アンテナベース部
１１０，１１０ｙ 給電源導波孔
１２０，１２０ｘ，１２０ｙ 給電導波路
１２１ 反射抑圧壁
１２２，１２３ 給電導波路底面
１２４，１２５ 誘電性ポスト
１３０ 結合調整部
１３１ 結合窓
１３２ 窓形成用側壁突出部
１４０，１４０ｘ，１４０ｙ 放射導波路
１４１，１４１ｘ，１４１ｙ 放射導波路側壁
１４２，１４２ｙ 放射導波路底面
１４３，１４３ｙ 放射導波路壁板
２００，２００ｘ，２００ｙ スロット板
２１０，２１０ｘ，２１０ｙ スロット
３００ 止めねじ

Claims (3)

1. 一方の面に、この面の中心点を通る中心線上に配置、形成された給電導波路と、この給電導波路に対し、それぞれその一端を前記給電導波路と結合してこの給電導波路の両側に広がって延びるように形成された複数本づつの放射導波路と、を備えたアンテナベース部と、このアンテナベース部の複数本の放射導波路それぞれと対応する部位に複数のスロットが配列、形成されて、前記アンテナベース部の一方の面に装着され、前記給電導波路及び複数本の放射導波路それぞれを、その断面が閉じた四辺形状の導波管型となるようにするスロット板と、を含んで成り、前記アンテナベース部の給電導波路の断面は、スロット板装着状態での四辺形状の長辺側が前記アンテナベース部の厚さ方向であり、かつ短辺側がこのアンテナベース部の一方の面と平行な方向である、ことを特徴とする中央給電導波路型平面スロットアンテナ。
2. 前記アンテナベース部の、複数本の放射導波路それぞれは、その給電導波路と結合する部分に、この結合部分の各放射導波路の断面積を調整して前記給電導波路との間で授受される電力の比率を調整する、結合窓が設けられた構造である請求項１記載の中央給電導波路型平面スロットアンテナ。
3. 前記アンテナベース部の給電導波路の、複数本の放射導波路それぞれが結合される部分の底面には、各放射導波路からの反射を打ち消す、反射抑圧壁が形成された構造である請求項１または請求項２記載の中央給電導波路型平面スロットアンテナ。
   
   
   
   

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