JP2008113307A - スロットアンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スロットアンテナ100のうち、支持部26の平行部分とその平行部分と向かい合った導波管12のH面部分の一方の面との間の底面部分に沿った距離は、スロットから放射される第1電波のうちの垂直偏波成分の振幅と底面部分から放射される第2電波の振幅の合計とが等しくなるように調節する。支持部26の底面部分とスロットが設けられたE面との間のH面部分に沿った距離は、第1電波のうちの垂直偏波成分と第2電波との位相が互いに反転した関係を有しながら、第2電波同士の位相が等しくなるように、調節されている。支持部26は、導波管12との間に空隙が存在しないように、導波管12を支持する。支持部26と導波管12の間には、導電性の物質が挿入されていてもよい。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態1を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施形態1は、電波を放射すべきスロットが設けられた導波管を備えたスロットアンテナに関する。スロットアンテナは、港湾監視レーダ等に用いられ、目的物に対して電波を放射し、反射された電波を受信することによって、目的物までの距離などを測定する。測定には、目的物から反射された電波のうち、水平偏波成分についての電波が用いられる。
Am{E1} = Am{E2A} + Am{E2B} ・・・式(1)
Ph{E1} = −Ph{E2A} = −Ph{E2B} ・・・式(2)
w = wA = wB ・・・式(3)
(d、w)=(5.5mm、7mm) ・・・式(4)
(d、w)=(5.7mm、6.5mm) ・・・式(5)
(d、w)=(5.75mm、6mm) ・・・式(6)
(d、w)=(6mm、5.5mm) ・・・式(7)
(d、w)=(6.25mm、5mm) ・・・式(8)
(d、w)=(6.5mm、4.5mm) ・・・式(9)
(d、w)=(6.75mm、4mm) ・・・式(10)
本発明の実施形態2は、実施形態1と同様にスロットアンテナに関する。なお、前述した実施形態1と共通する構成については同一の符号を付して説明を簡略化する。本実施形態2のスロットアンテナは、図2(a)、(b)と同様の構成をとる。
図7は、第1の変形例にかかるスロットアンテナ100の構成例を模式的に示す図である。スロットアンテナ100は、導波管12と、フレア板14と、支持部26とを含む。支持部26は、フレア板14と接続された平行部分と、平行部分に接続された底面部分と底面部分に接続された囲込部分を含む。平行部分は、導波管12の2つのH面部分にそれぞれ一定間隔で対向している。底面部分は、2つの平行部分のそれぞれと垂直に設けられ、一端が平行部分に接し、他端が導波管12のH面部分に接する。囲込部分は、2つの底面部分のそれぞれの他端に接し、導波管12のE面部分の他方を支持するように、導波管12の一部を囲んでいる。スロットアンテナ100は、導波管12を支持部26にはめ込むことによって、導波管12を固定している。ここで、導波管12と支持部26の囲込部分との間には、破線30で図示するごとく、隙間が存在する。この隙間に、導波管12から漏れる電流が流れ込むことによって、導波管12から放射される電波やチョークの溝24から発生する電波に影響を及ぼす場合がある。このような場合、導波管12と支持部26との間のインピーダンスの整合状態が崩れるため、導波管12やチョークにより発生する電波に含まれる垂直偏波成分が増加する。そこで、第1の変形例においては、破線30で示す隙間が存在しないように、導波管12と支持部26とを設計することによって、垂直偏波成分の発生を抑制することととした。導波管12と支持部26とは、互いに付着されていてもよい。ここで、「付着」とは、2つの表面が界面に働く力でつなぎあわされている状態を含む。これにより、隙間の存在による性能劣化を抑制することができる。
(1)隙間に、導電性の物質を埋める。
(2)隙間ができないように、支持部26の外側から圧迫する。
(3)隙間ができないように、導波管12と支持部26とを一体化して成型する。
(1)隙間に導電性の物質を埋めることによって、破線30に示す隙間を存在しないようにすれば、前述の性能劣化を抑制することができる。導電性の物質は、導波管12もしくは支持部26と同種の物質であれば特に限定されない。この場合、導波管12や支持部26と一体となって構成されるため、電流が入りこむことはない。なお、導電性のない物質、もしくは導電性の低い物質、たとえば、ゴムやプラスチックなどを隙間に挿入した場合、スロット面20に発生した漏洩電流は、導波管12を沿うように流れてしまうため、埋める物質としては好ましくない。
項目1:
電波を放射するスロットをE面部分の一方に有する導波管と、
前記導波管を支持する支持部と、
前記導波管と前記支持部とが密着されるように、前記支持部を圧迫する圧迫部と、
を備え、
前記支持部は、
前記導波管の2つのH面部分にそれぞれ一定間隔で対向して配置される2つの平行部分と、
前記2つの平行部分のそれぞれと垂直に設けられ、一端が前記平行部分に接し、他端が前記導波管のH面部分に接する2つの底面部分と、
前記2つの底面部分のそれぞれの他端に接し、前記導波管のE面部分の他方を支持するように、前記導波管の一部を囲む囲込部分と、
を有することを特徴とするスロットアンテナ。
項目2:
前記スロットから放射される第1電波のうちの垂直偏波成分の振幅と前記底面部分から放射される第2電波の振幅の合計とが等しくなるように、前記平行部分とその平行部分と向かい合った前記導波管のH面部分の一方の面との間の前記底面部分に沿った距離が調節され、さらに、第1電波のうちの垂直偏波成分と第2電波との位相が互いに反転した関係を有しながら、第2電波同士の位相が等しくなるように、前記底面部分と前記スロットが設けられたE面との間の前記H面部分に沿った距離が調節されていることを特徴とする項目1に記載のスロットアンテナ。
(i) 導波管12と支持部26の間に隙間が存在しないようなスロットアンテナ100を成型するための型枠を製造する。なお、すでに型枠が製造されている場合、設計変更が生じないかぎり、(i)を省略できる。
(ii) 製造された型枠に流体物を流し込む。
(iii)流体物を冷却するなどして、スロットアンテナ100を成型する。
(iv) 成型されたスロットアンテナ100を型枠から取り出す。
(v) 取り出されたスロットアンテナ100において、導波管12のE面部分に、電波を放射すべきスロット孔を形成する。スロット孔の形成は、取り出されたスロットアンテナ100からスロット部分を切り取ればよい。なお、(i)の工程において、スロット孔がすでに形成された型枠を製造する場合、この工程を簡略化できる。
(vi) シミュレーション等で奥行き寸法dと幅wとを導出し、スロットアンテナ100に対し、微細加工を実施する。なお、(i)の工程において、奥行き寸法dと幅wとがすでに考慮された型を製造する場合、この工程を省略できる。
(vii)スロット孔が形成されたスロットアンテナ100に対して、金属性の物質を用いてメッキ処理を実施する。メッキ処理は、スロットアンテナ100のうち、導波管の内部にも実施する。ここで、メッキ処理とは、蒸着や吹付けあるいは塗布などを含む。
項目1:
電波を放射するスロットをE面部分の一方に有する導波管と、前記導波管の2つのH面部分にそれぞれ一定間隔で対向して配置される2つの平行部分と前記2つの平行部分のそれぞれと垂直に設けられ一端が前記平行部分に接し他端が前記導波管のH面部分に接する2つの底面部分と前記2つの底面部分のそれぞれの他端に接し前記導波管のE面部分の他方を支持するように前記導波管の一部を囲む囲込部分とを有する支持部とを備えるスロットアンテナの製造方法であって、
前記導波管と前記支持部とが一体となるように製造された型枠に流体状の樹脂を流し込むステップと、
流し込まれた樹脂を冷却して、前記スロットアンテナを成型するステップと、
成型されたスロットアンテナを取り出すステップと、
前記取り出されたステップによって取り出されたスロットアンテナのうち、導波管のE面に対応する部分に、電波を放射すべきスロット孔を成型するステップと、
前記スロット孔が成型されたスロットアンテナに対し、金属性の物質でメッキ処理を実施するステップと、
を含むことを特徴とするスロットアンテナの製造方法。
項目2:
前記取り出すステップによって取り出されたスロットアンテナに対して、前記平行部分とその平行部分と向かい合った前記導波管のH面部分の一方の面との間の前記底面部分に沿った距離を、前記スロットから放射される第1電波のうちの垂直偏波成分の振幅と前記底面部分から放射される第2電波の振幅の合計とが等しくなるように、調節し、前記底面部分と前記スロットが設けられたE面との間の前記H面部分に沿った距離を、第1電波のうちの垂直偏波成分と第2電波との位相が互いに反転した関係を有しながら、第2電波同士の位相が等しくなるように、調節するステップとをさらに含むことを特徴とする項目1に記載のスロットアンテナの製造方法。
一般的に、導波管12にスロットを設ける場合、スロット孔が開いてない状態の導波管を製作し、その後、導波管12のE面上にスロット孔を形成する。このような場合、導波管がたわむ場合がある。図12は、第2の変形例にかかる導波管12のH面の断面図を示す図である。図示するごとく、導波管12は、スロット18が設けられた面にそって、導波管12の長手方向に対して1%程度たわむこととなる。
(i) 導波管12と支持部26の間に隙間が存在しないようなスロットアンテナ100を成型するための型枠を製造する。ここで、この型枠は、スロットアンテナ100の導波管部分に設けられ、電波を放射するためのスロット孔が成型されるように製造されるものとする。
(ii) 製造された型枠に流体物を流し込む。
(iii)流体物を冷却するなどして、固形物を生成する。
(iv) 生成された固形物を型枠から取り出す。
項目1:
電波を放射するスロットをE面部分の一方に有する導波管と、前記導波管の2つのH面部分にそれぞれ一定間隔で対向して配置される2つの平行部分と前記2つの平行部分のそれぞれと垂直に設けられ一端が前記平行部分に接し他端が前記導波管のH面部分に接する2つの底面部分と前記2つの底面部分のそれぞれの他端に接し前記導波管のE面部分の他方を支持するように前記導波管の一部を囲む囲込部分とを有する支持部とを備えるスロットアンテナの製造方法であって、
前記導波管と前記支持部とが一体となるように製造された型枠に金属性の流体物を流し込むステップと、
流し込まれた流体物を冷却して、前記スロットアンテナを成型するステップと、
成型されたスロットアンテナを前記型枠から取り出すステップと、
を含み、
当該スロットアンテナの成型用の型枠は、前記導波管のスロット孔を含むように、製造されていることを特徴とするスロットアンテナの製造方法。
項目2:
前記取り出すステップによって取り出されたスロットアンテナに対して、前記平行部分とその平行部分と向かい合った前記導波管のH面部分の一方の面との間の前記底面部分に沿った距離は、前記スロットから放射される第1電波のうちの垂直偏波成分の振幅と前記底面部分から放射される第2電波の振幅の合計とが等しくなるように調節し、前記底面部分と前記スロットが設けられたE面との間の前記H面部分に沿った距離は、第1電波のうちの垂直偏波成分と第2電波との位相が互いに反転した関係を有しながら、第2電波同士の位相が等しくなるように調節するステップとをさらに含むことを特徴とする項目1に記載のスロットアンテナの製造方法。
第3の変形例は、実施形態1もしくは2において説明した奥行き寸法dと幅wの調整の他に、新たな設計パラメータを追加することによって、垂直偏波成分を抑制しつつ、設計の柔軟性を向上できることを示す。
Claims (3)
- 電波を放射するスロットをE面部分の一方に有する導波管と前記導波管を支持する支持部とを備えるスロットアンテナであって、
前記支持部は、
前記導波管の2つのH面部分にそれぞれ一定間隔で対向して配置される2つの平行部分と、
前記2つの平行部分のそれぞれと垂直に設けられ、一端が前記平行部分に接し、他端が前記導波管のH面部分に接する2つの底面部分と、
前記2つの底面部分のそれぞれの他端に接し、前記導波管のE面部分の他方を支持するように、前記導波管の一部を囲む囲込部分と、
前記平行部分の一方に接し、前記導波管から放射される電波の放射方向に向けて拡開するフレア部と、を有し、
前記底面部分から前記導波管におけるスロットが設けられた面までの前記平行部分に沿った第1部分の長さと、前記底面部分と接していない前記第1部分の一端から前記フレア部との接点までの前記平行部分に沿った第2部分の長さとは、当該スロットアンテナから放射される電波に含まれる垂直偏波成分が低減されるように、調節されていることを特徴とするスロットアンテナ。 - 前記スロットから放射される第1電波のうちの垂直偏波成分の振幅と前記底面部分から放射される第2電波の振幅の合計とが等しくなるように、前記平行部分とその平行部分と向かい合った前記導波管のH面部分の一方の面との間の前記底面部分に沿った距離が調節され、さらに、第1電波のうちの垂直偏波成分と第2電波との位相が互いに反転した関係を有しながら、第2電波同士の位相が等しくなるように、前記底面部分と前記スロットが設けられたE面との前記H面部分に沿った間の距離が調節されてい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。
- 前記第1部分の長さは、前記第2部分の長さよりも短いことを特徴とする請求項1または2に記載のスロットアンテナ。
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JP2006295506A JP4938414B2 (ja) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | スロットアンテナ |
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JPH0595222A (ja) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Tokimec Inc | スロツト導波管アンテナ |
-
2006
- 2006-10-31 JP JP2006295506A patent/JP4938414B2/ja active Active
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JPH0595222A (ja) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Tokimec Inc | スロツト導波管アンテナ |
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