JP2008236579A - Radio wave phase speed control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control the phase speed of a radio wave propagating in a waveguide by applying a voltage. <P>SOLUTION: A conductor bar 12 that a second conductor bar array 101 forming a conductor wall of a post wall waveguide 1 has is loaded with a pair of varactor diodes connected in reverse series, and reactance values of the varactor diodes are controlled by applying a voltage to the pair of varactor diodes to vary electric characteristics of the conductor bar 12 and then vary the size of an electrically equivalent post wall waveguide 1, thereby controlling the phase speed of the radio wave propagating in the post wall waveguide 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電波位相速度制御方法に関し、特に、導波路を伝搬する電波の位相速度を電圧の印加によって制御する電波位相速度制御方法に関する。   The present invention relates to a radio wave phase velocity control method, and more particularly to a radio wave phase velocity control method for controlling a phase velocity of a radio wave propagating through a waveguide by applying a voltage.

一般に、図９に示すような構成を採る従来の進行波形アンテナは、導波管等の導波路４０を伝搬する電波がスロット１０から放射されることによって、ビームを形成する。該形成されるビームの方向は、管内波長の大きさによって決まる。ここで、一般に、管内波長×周波数＝位相速度という式が成り立ち、周波数として予め設定された値を用いれば、上記形成されるビームの方向は、位相速度によって決まる。   In general, a conventional traveling waveform antenna having a configuration as shown in FIG. 9 forms a beam by radiating a radio wave propagating through a waveguide 40 such as a waveguide from a slot 10. The direction of the formed beam depends on the size of the guide wavelength. Here, in general, the following formula is established: In-tube wavelength × frequency = phase velocity. If a preset value is used as the frequency, the direction of the formed beam is determined by the phase velocity.

なお、電波の伝搬を制御する具体的技術として、下記の特許文献１に、給電導波管内に形成された不連続体で生じた高次伝搬モードの電波を、不連続部の導波管長手方向前後の広壁面に形成された放出スロットにより放出する導波管スロットアンテナ装置に関して記載されている。
特開２００６−５５９８号公報 In addition, as a specific technique for controlling the propagation of radio waves, Patent Document 1 below discloses that a radio wave of a higher-order propagation mode generated by a discontinuous body formed in a feeding waveguide is converted into the length of the waveguide of the discontinuous portion. A waveguide slot antenna device that emits light by emission slots formed on a wide wall surface in the front and rear direction is described.
JP 2006-5598 A

しかし、位相速度は、導波路の寸法（例えば、管幅）によって決まるため、従来は、物理的な導波路の寸法を変更することによってしか、導波路を伝搬する位相速度を制御することはできなかった。   However, since the phase velocity is determined by the waveguide dimensions (eg, tube width), conventionally, the phase velocity propagating through the waveguide can only be controlled by changing the physical waveguide dimensions. There wasn't.

本発明は、上記従来技術の問題を解決し、導波路を伝搬する電波の位相速度を電圧の印加によって制御する電波位相速度制御方法の提供を目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and provide a radio wave phase velocity control method for controlling the phase velocity of a radio wave propagating through a waveguide by applying a voltage.

本発明の電波位相速度制御方法は、導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する方法であって、導波路を形成する２つの対向する導体壁を橋渡しするように設けられる導体棒を該導波路の長手方向に沿って配置し、前記導体棒と前記導体壁との一つの接合部を中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、前記円環状のスロットに、電気的に逆直列になるように接続された一対のバラクタダイオードを装荷し、前記一対のバラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、前記導体棒の電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記導波路の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する。   The radio wave phase velocity control method of the present invention is a method for controlling the phase velocity of a radio wave propagating in a waveguide, wherein a conductor rod provided so as to bridge two opposing conductor walls forming the waveguide is introduced into the conductor rod. Arranged along the longitudinal direction of the waveguide, an annular slot is provided in the conductor wall with the one junction of the conductor rod and the conductor wall as the center, and the annular slot is electrically connected in reverse series. By loading a pair of varactor diodes connected in such a manner that a voltage is applied to the pair of varactor diodes to control the reactance of the varactor diodes, the electrical characteristics of the conductor rods are changed. Thus, the dimension of the electrically equivalent waveguide is changed, and the phase velocity of the radio wave propagating through the waveguide is controlled.

また、本発明の電波位相速度制御方法は、導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する方法であって、導波路を形成する２つの対向する導体壁を橋渡しするように設けられる導体棒を該導波路の長手方向に沿って配置し、前記導体棒と前記導体壁との２つの接合部のそれぞれを中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、前記円環状のスロットの各々に、一方の円環状のスロットに装荷されたバラクタダイオードと他方の円環状のスロットに装荷されたバラクタダイオードとが電気的に逆直列になるように、バラクタダイオードを装荷し、前記バラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、前記導体棒の電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記導波路の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する。   The radio wave phase velocity control method of the present invention is a method for controlling the phase velocity of radio waves propagating in a waveguide, and includes a conductor rod provided so as to bridge two opposing conductor walls forming the waveguide. Arranged along the longitudinal direction of the waveguide, an annular slot is provided in the conductor wall around each of the two joint portions of the conductor rod and the conductor wall, and each of the annular slots, The varactor diode is loaded so that the varactor diode loaded in one annular slot and the varactor diode loaded in the other annular slot are electrically in series. To control the magnitude of the reactance of the varactor diode, thereby changing the electrical characteristics of the conductor rods, so that the electrically equivalent dimensions of the waveguide Owl, it controls the phase velocity of the radio wave propagating the waveguide.

また、本発明の電波位相速度制御方法は、導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する方法であって、導波路を形成する２つの対向する導体壁の一方から挿入された導体棒を該導波路の長手方向に沿って配置し、前記導体棒と前記導体壁との接合部を中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、前記円環状のスロットにバラクタダイオードを装荷し、前記バラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、前記導体棒の電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記導波路の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する。   The radio wave phase velocity control method of the present invention is a method for controlling the phase velocity of radio waves propagating in a waveguide, wherein a conductor rod inserted from one of two opposing conductor walls forming the waveguide is attached to the conductor rod. Arranged along the longitudinal direction of the waveguide, an annular slot is provided in the conductor wall around the junction between the conductor rod and the conductor wall, a varactor diode is loaded in the annular slot, and the varactor By applying a voltage to the diode to control the magnitude of the reactance of the varactor diode, the electrical characteristics of the conductor rod are changed, and the dimensions of the electrically equivalent waveguide are changed. Controls the phase velocity of radio waves propagating through the waveguide.

好ましくは、本発明の電波位相速度制御方法において、前記導波路が、導波管又はポスト壁導波路である。   Preferably, in the radio wave phase velocity control method according to the present invention, the waveguide is a waveguide or a post wall waveguide.

また、本発明の電波位相速度制御方法は、ポスト壁導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する方法であって、ポスト壁導波路を形成する２つの対向する導体壁を橋渡しするように設けられる導体のスルーホールと前記導体壁との接合部を中心として、円環状のスロットを該導体壁に設け、前記円環状のスロットに、電気的に逆直列になるように接続された一対のバラクタダイオードを装荷し、前記一対のバラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、前記導体のスルーホールの電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記ポスト壁導波路の寸法を変更し、該ポスト壁導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する。   The radio wave phase velocity control method of the present invention is a method for controlling the phase velocity of radio waves propagating through a post wall waveguide, and is provided so as to bridge two opposing conductor walls forming the post wall waveguide. A pair of varactors provided with an annular slot in the conductor wall centering on a junction between the through hole of the conductor and the conductor wall, and connected to the annular slot so as to be electrically in anti-series. By loading a diode and applying a voltage to the pair of varactor diodes to control the magnitude of the reactance of the varactor diodes, the electrical characteristics of the through-holes of the conductor are changed to be electrically equivalent The size of the post wall waveguide is changed, and the phase velocity of the radio wave propagating through the post wall waveguide is controlled.

本発明の電波位相速度制御方法は、導波路を形成する２つの対向する導体壁を橋渡しするように設けられる導体棒を該導波路の長手方向に沿って配置し、上記導体棒と上記導体壁との接合部を中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、上記円環状のスロットに、電気的に逆直列になるように接続されたバラクタダイオードを装荷し、上記バラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、上記導体棒の電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記導波路の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する。また、本発明の電波位相速度制御方法は、導波路を形成する２つの対向する導体壁の一方から挿入された導体棒を該導波路の長手方向に沿って配置し、上記導体棒と上記導体壁との接合部を中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、上記円環状のスロットにバラクタダイオードを装荷し、上記バラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、上記導体棒の電気的特性を変化させて、電気的に等価な上記導波路の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する。従って、本発明によれば、導波路を伝搬する電波の位相速度を電圧の印加によって制御することが可能となる。   In the radio phase velocity control method of the present invention, a conductor rod provided so as to bridge two opposing conductor walls forming a waveguide is disposed along the longitudinal direction of the waveguide, and the conductor rod and the conductor wall are arranged. An annular slot is provided in the conductor wall centering on the junction with the varactor diode, a varactor diode connected in an electrically reverse series is loaded in the annular slot, and a voltage is applied to the varactor diode. Is applied to control the reactance of the varactor diode, thereby changing the electrical characteristics of the conductor rod, changing the dimension of the electrically equivalent waveguide, and propagating through the waveguide. Controls the phase velocity of radio waves. In the radio wave phase velocity control method of the present invention, a conductor rod inserted from one of two opposing conductor walls forming the waveguide is disposed along the longitudinal direction of the waveguide, and the conductor rod and the conductor are arranged. An annular slot is provided in the conductor wall with the junction with the wall as the center, a varactor diode is loaded in the annular slot, and a voltage is applied to the varactor diode to increase the reactance of the varactor diode. By controlling the above, the electrical characteristics of the conductor rod are changed, the dimensions of the electrically equivalent waveguide are changed, and the phase velocity of the radio wave propagating through the waveguide is controlled. Therefore, according to the present invention, the phase velocity of the radio wave propagating through the waveguide can be controlled by applying a voltage.

以下に、図を用いて、本発明の実施の形態について説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の原理説明図である。図１（Ａ）を参照すると、点線部に示す第１の導体棒列１００と第２の導体棒列１０１との間に囲まれた誘電体基板が、ポスト壁導波路１を構成する。上記誘電体基板は、上面及び底面に設けられた導体の金属層（導体壁）と該金属層（導体壁）との間に設けられた誘電体部とから構成される。上記第１の導体棒列１００と第２の導体棒列１０１とは、それぞれ、誘電体基板内に所定の間隔で配置された導体棒１２を備える。第２の導体棒列１０１が備える導体棒１２には、図２を参照して後述するように、逆直列に接続された一対のバラクタダイオードが装荷されている。本発明の実施の形態において、導体棒１２は、中空のスルーホールの内面に金属を塗った構造を有する導体のスルーホール（導体ビア）でもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are explanatory diagrams of the principle of the present invention. Referring to FIG. 1A, a dielectric substrate surrounded by a first conductor rod row 100 and a second conductor rod row 101 indicated by a dotted line portion constitutes a post wall waveguide 1. The dielectric substrate is composed of a conductor metal layer (conductor wall) provided on the top and bottom surfaces and a dielectric portion provided between the metal layer (conductor wall). Each of the first conductor rod row 100 and the second conductor rod row 101 includes conductor rods 12 arranged at predetermined intervals in the dielectric substrate. As will be described later with reference to FIG. 2, a pair of varactor diodes connected in reverse series are loaded on the conductor rods 12 included in the second conductor rod row 101. In the embodiment of the present invention, the conductor rod 12 may be a conductor through hole (conductor via) having a structure in which a metal is applied to the inner surface of a hollow through hole.

第１の導体棒列１００と第２の導体棒列１０１は、それぞれ、該ポスト壁導波路１の壁（導体壁）を形成する。   The first conductor rod row 100 and the second conductor rod row 101 each form a wall (conductor wall) of the post wall waveguide 1.

図２は、図１中の第２の導体棒列の部分拡大図の例である。図２に示すように、導体棒１２は、ポスト壁導波路１を形成する２つの対向する導体壁６０、６１を橋渡しするように設けられている。第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２の片面（例えば上面）の周囲に、誘電体の円環状のスロット（円環スロット）２０１が設けられている。具体的には、該導体棒１２と導体壁６０との一つの接合部を中心として、円環スロット２０１が該導体壁６０に設けられている。また、該円環スロット２０１に、電気的に逆直列になるように接続された一対のバラクタダイオード２０２が装荷されている。なお、２０３は電源、２０４は抵抗、２０５は配線であり、電源２０３、抵抗２０４、配線２０５が、電圧印加手段を構成する。上記一対のバラクタダイオード２０２を構成する各々のバラクタダイオードの一端は、それぞれ導体壁６０に接続している。   FIG. 2 is an example of a partially enlarged view of the second conductor rod row in FIG. As shown in FIG. 2, the conductor rod 12 is provided so as to bridge two opposing conductor walls 60 and 61 that form the post wall waveguide 1. A dielectric annular slot (annular slot) 201 is provided around one surface (for example, the upper surface) of the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101. Specifically, an annular slot 201 is provided in the conductor wall 60 around one joint between the conductor rod 12 and the conductor wall 60. The annular slot 201 is loaded with a pair of varactor diodes 202 that are electrically connected in reverse series. Note that reference numeral 203 denotes a power source, 204 denotes a resistor, and 205 denotes a wiring. The power source 203, the resistor 204, and the wiring 205 constitute a voltage applying unit. One end of each varactor diode constituting the pair of varactor diodes 202 is connected to the conductor wall 60.

電圧印加手段が上記一対のバラクタダイオード２０２に対して直流の逆バイアス電圧を印加すると、印加する電圧の値が大きくなるに従って該バラクタダイオード２０２のリアクタンスの絶対値が大きくなる。   When the voltage application means applies a DC reverse bias voltage to the pair of varactor diodes 202, the absolute value of the reactance of the varactor diode 202 increases as the value of the applied voltage increases.

バラクタダイオード２０２に電圧を印加しない状態の時は、バラクタダイオード２０２が装荷された導体棒１２からなる第２の導体棒列１０１が、導波路の導体壁としての機能を果たし、前述した図１（Ａ）中に示すポスト壁導波路１を伝搬する電波を遮断する（漏らさない）。従って、バラクタダイオード２０２に対して電圧を印加しない場合のポスト壁導波路１の電気的に等価な幅（寸法）は、図１中に示す第１の導体棒列１００と第２の導体棒列１０１との間の物理的な距離である。ポスト壁導波路１の電気的に等価な幅とは、電波を第１の導体棒列１００が配置された位置から第２の導体棒列１０１が配置された位置に向かって伝搬させたと仮定した場合における、該第１の導体棒列１００が配置された位置と該電波が反射した位置との距離である。   When no voltage is applied to the varactor diode 202, the second conductor rod row 101 composed of the conductor rods 12 loaded with the varactor diode 202 functions as a conductor wall of the waveguide. A) A radio wave propagating through the post wall waveguide 1 shown in FIG. Therefore, the electrically equivalent width (dimension) of the post wall waveguide 1 when no voltage is applied to the varactor diode 202 is the first conductor rod row 100 and the second conductor rod row shown in FIG. 101 is a physical distance between The electrically equivalent width of the post wall waveguide 1 is assumed to be that radio waves propagate from the position where the first conductor rod row 100 is arranged toward the position where the second conductor rod row 101 is arranged. In this case, the distance between the position where the first conductor rod row 100 is disposed and the position where the radio wave is reflected.

一方、バラクタダイオード２０２に電圧を印加すると、バラクタダイオード２０２が装荷された導体棒１２のリアクタンスの絶対値が大きくなり、該導体棒１２が、電波を遮断しなくなる。従って、該導体棒１２を備える第２の導体棒列１０１が、導波路の導体壁としての機能が完全でなくなる。言い換えると、第２の導体棒列１０１（及び該第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２）の電気的特性が変化して、前述した図１（Ａ）中に示すポスト壁導波路１を伝搬する電波が、第２の導体棒列１０１から滲み出た上で、該ポスト壁導波路１内に反射する。   On the other hand, when a voltage is applied to the varactor diode 202, the absolute value of the reactance of the conductor rod 12 loaded with the varactor diode 202 increases, and the conductor rod 12 does not block radio waves. Therefore, the function of the second conductor rod row 101 including the conductor rods 12 as a conductor wall of the waveguide is not perfect. In other words, the electrical characteristics of the second conductor rod row 101 (and the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101) change so that the post wall waveguide shown in FIG. The radio wave propagating through 1 is oozed out of the second conductor rod row 101 and then reflected into the post wall waveguide 1.

従って、バラクタダイオード２０２に対して電圧を印加した場合のポスト壁導波路１の電気的に等価な幅（寸法）が変化する。すなわち、該ポスト壁導波路１の電気的に等価な幅（寸法）は、図１（Ａ）中に示す第１の導体棒列１００と第２の導体棒列１０１との間の物理的な距離より大きくなる。ポスト壁導波路１の電気的に等価な幅が変化すると、管内波長とともに、位相速度が変化する。具体的には、ポスト壁導波路１の電気的に等価な幅が広くなると、管内波長が短くなり、位相速度が遅くなる。すなわち、第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２に装荷されたバラクタダイオード２０２に印加する電圧の値を制御して、位相速度を制御することができる。位相速度を制御することによって、ポスト壁導波路１を伝搬する電波の位相を制御することが可能となる。なお、バラクタダイオード２０２に印加する電圧は、逆バイアスで利用するため、低消費電力である。   Therefore, the electrically equivalent width (dimension) of the post wall waveguide 1 when a voltage is applied to the varactor diode 202 changes. That is, the electrically equivalent width (dimension) of the post wall waveguide 1 is the physical distance between the first conductor rod row 100 and the second conductor rod row 101 shown in FIG. Greater than the distance. When the electrically equivalent width of the post wall waveguide 1 changes, the phase velocity changes along with the guide wavelength. Specifically, when the electrically equivalent width of the post wall waveguide 1 is increased, the guide wavelength is shortened and the phase velocity is decreased. That is, the phase velocity can be controlled by controlling the value of the voltage applied to the varactor diode 202 loaded on the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101. By controlling the phase velocity, the phase of the radio wave propagating through the post wall waveguide 1 can be controlled. Note that the voltage applied to the varactor diode 202 is low power consumption because it is used in reverse bias.

本発明の一実施形態によれば、上記第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２とポスト壁導波路１を形成する導体壁との２つの接合部のそれぞれを中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、該円環状のスロットの各々に、一方の円環状のスロットに装荷されたバラクタダイオードと他方の円環状のスロットに装荷されたバラクタダイオードとが電気的に逆直列になるように、バラクタダイオードを装荷するようにしてもよい。   According to an embodiment of the present invention, an annular slot is formed around each of the two joints between the conductor rod 12 constituting the second conductor rod row 101 and the conductor wall forming the post wall waveguide 1. In each of the annular slots, the varactor diodes loaded in one of the annular slots and the varactor diodes loaded in the other annular slot are electrically in series. Thus, a varactor diode may be loaded.

例えば、図３に示すように、導体棒１２と導体壁６０との接合部を中心として円環スロット２０１を該導体壁６０に設けるとともに、導体棒１２と導体壁６１との接合部を中心として円環スロット２０１’を該導体壁６１に設ける。そして、円環スロット２０１にバラクタダイオード２０２を装荷し、円環スロット２０１’にバラクタダイオード２０２’を装荷する。バラクタダイオード２０２、バラクタダイオード２０２’は、互いに電気的に逆直列になるように、それぞれ、上記円環スロット２０１、２０１’に装荷される。
図３に示す構成を採ることによって、導体棒１２と導体壁との一つの接合部を中心として設けられた円環スロットに一対のバラクタダイオード２０２を設ける場合と比べて、必要となるバラクタダイオード２０２の装荷スペースを小さくすることができ、該装荷スペースを容易に確保することが可能となる。 For example, as shown in FIG. 3, an annular slot 201 is provided in the conductor wall 60 around the junction between the conductor rod 12 and the conductor wall 60, and the junction between the conductor rod 12 and the conductor wall 61 is at the center. An annular slot 201 ′ is provided in the conductor wall 61. Then, the varactor diode 202 is loaded in the annular slot 201, and the varactor diode 202 ′ is loaded in the annular slot 201 ′. The varactor diode 202 and the varactor diode 202 ′ are loaded in the annular slots 201 and 201 ′, respectively, so as to be electrically in series with each other.
By adopting the configuration shown in FIG. 3, the necessary varactor diode 202 is required as compared with the case where a pair of varactor diodes 202 is provided in an annular slot provided around one junction between the conductor rod 12 and the conductor wall. The loading space can be reduced, and the loading space can be easily secured.

本発明の一実施形態によれば、図１（Ｂ）中に示すように、点線で囲まれた第１の導体棒列１００と、所定の間隔で配置された導体棒１２からなる第３の導体棒列１０２との間に囲まれた誘電体基板が構成するポスト壁導波路２内に、該ポスト壁導波路２の長手方向に沿って、図２に示す構成又は図３に示す構成を有する第２の導体棒列１０１を配置するようにしてもよい。そして、該第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２が備える一対のバラクタダイオード２０２に対して電圧を印加して該バラクタダイオード２０２のリアクタンスの大きさを制御することによって、該導体棒１２の電気的特性を変化させて、電気的に等価な該ポスト壁導波路２の寸法を変更し、該ポスト壁導波路２を伝搬する電波の位相速度を制御するようにしてもよい。   According to one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1 (B), a third conductor rod array 100 including a first conductor rod row 100 surrounded by a dotted line and conductor rods 12 arranged at a predetermined interval. The configuration shown in FIG. 2 or the configuration shown in FIG. 3 is arranged in the post wall waveguide 2 formed by the dielectric substrate surrounded by the conductor rod row 102 along the longitudinal direction of the post wall waveguide 2. You may make it arrange | position the 2nd conductor rod row | line | column 101 which has. Then, by applying a voltage to a pair of varactor diodes 202 included in the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101 to control the reactance of the varactor diodes 202, the conductor rods 12 May be changed to change the dimension of the electrically equivalent post wall waveguide 2 to control the phase velocity of the radio wave propagating through the post wall waveguide 2.

また、本発明の一実施形態によれば、図１（Ｂ）中に示すポスト壁導波路２に代えて、導波管を用いるようにしてもよい。具体的には、導波管の長手方向に沿って、該導波管内に、図１乃至図３を参照して前述した構成を有する第２の導体棒列１０１を配置し、該第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２に装荷されたバラクタダイオード２０２に印加する電圧の値を制御して、位相速度を制御する。   Further, according to one embodiment of the present invention, a waveguide may be used in place of the post wall waveguide 2 shown in FIG. Specifically, the second conductor rod row 101 having the configuration described above with reference to FIGS. 1 to 3 is arranged in the waveguide along the longitudinal direction of the waveguide, and the second The phase velocity is controlled by controlling the value of the voltage applied to the varactor diode 202 loaded on the conductor rods 12 constituting the conductor rod row 101.

図４は、本発明の実施例を示す図である。図４（Ａ）は、誘電体基板内に所定の間隔で設けられた導体棒１２の列（導体棒列）によって形成される複数の導波路を上から見た図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す導波路のＡＡ線断面図である。図４（Ａ）に示す３０は、給電側からの電波を伝搬する主要な導波路である主要導波路、３１−１〜３１−５は、主要導波路３０から分岐する分岐導波路である。図４（Ａ）に示すように、主要導波路３０の長手方向に沿って、図２を参照して前述した構成又は図３を参照して前述した構成を有する第２の導体棒列１０１が配置されている。例えば、該第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２には、逆直列に接続された一対のバラクタダイオード２０２が装荷されている。   FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a top view of a plurality of waveguides formed by rows of conductor rods 12 (conductor rod rows) provided at predetermined intervals in the dielectric substrate. ) Is a cross-sectional view of the waveguide shown in FIG. 4A taken along line AA. 4A is a main waveguide that is a main waveguide that propagates radio waves from the power supply side, and 31-1 to 31-5 are branch waveguides that branch from the main waveguide 30. As shown in FIG. 4A, along the longitudinal direction of the main waveguide 30, the second conductor rod row 101 having the configuration described above with reference to FIG. 2 or the configuration described above with reference to FIG. Has been placed. For example, a pair of varactor diodes 202 connected in anti-series are loaded on the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101.

ここで、第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２に装荷された一対のバラクタダイオード２０２に対して電圧を印加して、該バラクタダイオード２０２のリアクタンスの大きさを変化させると、該導体棒１２の電気的特性（電波を遮断するか否かという特性）が変化する。従って、該導体棒１２の電気的特性によって決まる、電気的に等価な主要導波路３０の寸法（幅）が変更され、該主要導波路３０を伝搬する電波の位相速度が変化する。その結果、各分岐導波路における、主要導波路３０からの電波の分岐箇所における位相が変わって、該主要導波路３０から各分岐導波路に分岐して伝搬する電波の位相が変わる。   Here, when a voltage is applied to the pair of varactor diodes 202 loaded on the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101 to change the reactance magnitude of the varactor diodes 202, the conductors The electrical characteristics (characteristics of whether or not to block radio waves) of the rod 12 change. Therefore, the dimension (width) of the electrically equivalent main waveguide 30 determined by the electrical characteristics of the conductor rod 12 is changed, and the phase velocity of the radio wave propagating through the main waveguide 30 changes. As a result, the phase at the branching location of the radio wave from the main waveguide 30 in each branch waveguide is changed, and the phase of the radio wave propagating from the main waveguide 30 to each branch waveguide is changed.

図５は、図４に示す第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２に装荷された一対のバラクタダイオード２０２に対して電圧を印加した場合の、主要導波路３０から各分岐導波路への電波の伝搬を示している。図５に示す矢印は、主要導波路３０から各分岐導波路に分岐する電波を示す。各矢印の先端を結んだ点線は、各分岐導波路に分岐する電波の等位相面を示している。すなわち、第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２に装荷された一対のバラクタダイオード２０２に対して印加する電圧を制御することにより、主要導波路３０から各分岐導波路に分岐して伝搬する電波の位相を制御することが可能となる。   FIG. 5 shows the main waveguide 30 to each branching waveguide when a voltage is applied to the pair of varactor diodes 202 loaded on the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101 shown in FIG. Shows the propagation of radio waves. The arrows shown in FIG. 5 indicate radio waves that branch from the main waveguide 30 to each branch waveguide. A dotted line connecting the tips of the arrows indicates an equiphase surface of the radio wave branched to each branching waveguide. That is, by controlling the voltage applied to the pair of varactor diodes 202 loaded on the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101, the main waveguide 30 branches to each branch waveguide and propagates. It is possible to control the phase of the radio wave to be transmitted.

前述した図４（Ａ）中に示す第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２に（円環スロット２０２を介して）装荷されたバラクタダイオード２０２への電圧の印加手法として、例えば図６に示すように、１つの電源２０３から複数のバラクタダイオード２０２に電圧を印加するようにしてもよい。   As a method of applying a voltage to the varactor diode 202 loaded (via the annular slot 202) on the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101 shown in FIG. 4A, for example, FIG. As shown in FIG. 4, a voltage may be applied to a plurality of varactor diodes 202 from one power source 203.

図７は、本発明の他の実施例を示す図である。図７においては、導波路（図７に示す例では導波管）５０の一方の側面の導体壁６２にスロット１０が設けられ、他方の側面の導体壁６３に沿って、図２を参照して前述した構成と同様の構成を採る第２の導体棒列１０１が配置された進行波形アンテナを示している。導波管５０を形成する上面の導体壁６０と底面の導体壁６１のうち、導体壁６０から挿入された導体棒１２が該導波管５０の長手方向に沿って配置されている。導体壁６０は導波管５０の上面の導体壁であり、導体壁６１は導波管５０の底面の導体壁である。そして、上記導体棒１２と上記導体壁６０との接合部を中心として円環スロット２０２が導体壁６０に設けられており、該円環スロット６０にバラクタダイオード２０２が装荷されている。なお、図７中に示す導波管５０に代えて、ポスト壁導波路を用いる構成を採ってもよい。   FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the present invention. In FIG. 7, the slot 10 is provided in the conductor wall 62 on one side surface of the waveguide (in the example shown in FIG. 7) 50, and along the conductor wall 63 on the other side surface, refer to FIG. 2. The traveling waveform antenna in which the second conductor rod row 101 having the same configuration as that described above is disposed is shown. Of the upper conductor wall 60 and the bottom conductor wall 61 forming the waveguide 50, the conductor rod 12 inserted from the conductor wall 60 is disposed along the longitudinal direction of the waveguide 50. The conductor wall 60 is a conductor wall on the upper surface of the waveguide 50, and the conductor wall 61 is a conductor wall on the bottom surface of the waveguide 50. An annular slot 202 is provided in the conductor wall 60 around the junction between the conductor rod 12 and the conductor wall 60, and the varactor diode 202 is loaded in the annular slot 60. In addition, it may replace with the waveguide 50 shown in FIG. 7, and the structure using a post wall waveguide may be taken.

図７に示す第２の導体棒列１０１を構成する導体棒１２の各々に装荷されたバラクタダイオード２０２に印加する電圧の値によって、導波管５０を伝搬する電波の位相速度を制御して、各スロット１０から放射される電波の位相を変更し、該放射される電波によって形成されるビームの方向を制御する。   By controlling the phase velocity of the radio wave propagating through the waveguide 50 according to the value of the voltage applied to the varactor diode 202 loaded on each of the conductor rods 12 constituting the second conductor rod row 101 shown in FIG. The phase of the radio wave radiated from each slot 10 is changed, and the direction of the beam formed by the radiated radio wave is controlled.

図７中に示す導体棒１２は、導体壁６１に短絡させてもよいし、該導体棒１２を短くして導体壁６１に接触させないようにしてもよい。導体棒１２を導体壁６１に短絡させる場合は、上記図７中に示す円環スロット６０に、電気的に逆直列になるように接続された一対のバラクタダイオード２０２を装荷する。図８中に示すように、導体壁６０から挿入された導体棒１２を底面の導体壁６１に接触させない構成を採る場合は、該挿入された導体棒１２は直流電流的に浮いている（独立している）ため、ＤＣ（直流）電圧を印加することができる。従って、図２を参照して前述した、逆直列に接続された一対のバラクタダイオード２０２が導体棒１２に装荷された構成を採ることなく、図８に示すように、該導体棒に（円環スロット２０１を介して）一つのバラクタダイオード２０２を装荷し、該装荷されたバラクタダイオード２０２に電圧を印加して該バラクタダイオード２０２のリアクタンスの大きさを制御することによって、該導体棒１２の電気的特性を変化させて、電気的に等価な導波路（導波管５０）の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御することができる。   The conductor rod 12 shown in FIG. 7 may be short-circuited to the conductor wall 61, or the conductor rod 12 may be shortened so as not to contact the conductor wall 61. When the conductor rod 12 is short-circuited to the conductor wall 61, a pair of varactor diodes 202 connected in an electrically reverse series are loaded in the annular slot 60 shown in FIG. As shown in FIG. 8, when a configuration is adopted in which the conductor rod 12 inserted from the conductor wall 60 is not brought into contact with the conductor wall 61 on the bottom surface, the inserted conductor rod 12 floats in a direct current state (independently). Therefore, a DC (direct current) voltage can be applied. Accordingly, as shown in FIG. 8, the pair of varactor diodes 202 connected in anti-series described above with reference to FIG. 2 is loaded on the conductor rod 12, as shown in FIG. By loading one varactor diode 202 (via slot 201) and applying a voltage to the loaded varactor diode 202 to control the magnitude of the reactance of the varactor diode 202, the electrical By changing the characteristics, the dimension of the electrically equivalent waveguide (waveguide 50) can be changed, and the phase velocity of the radio wave propagating through the waveguide can be controlled.

本発明の原理説明図である。It is a principle explanatory view of the present invention. 第２の導体棒列の部分拡大図の例である。It is an example of the elements on larger scale of the 2nd conductor rod row. 導体棒にバラクタダイオードを装荷する構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure which loads a varactor diode to a conductor rod. 本発明の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of this invention. 主要導波路から各分岐導波路への電波の伝搬を示す図である。It is a figure which shows the propagation of the electromagnetic wave from the main waveguide to each branching waveguide. バラクタダイオードへの電圧の印加手法の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the application method of the voltage to a varactor diode. 本発明の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of this invention. バラクタダイオードの装荷例を示す図である。It is a figure which shows the example of loading of a varactor diode. 従来の進行波形アンテナを示す図である。It is a figure which shows the conventional advancing waveform antenna.

符号の説明Explanation of symbols

１、２ ポスト壁導波路
１０ スロット
１２ 導体棒
３０ 主要導波路
４０ 導波路
５０ 導波管
６０、６１、６２、６３ 導体壁
３１−１、３１−２、３１−３、３１−４、３１−５ 分岐導波路
１００ 第１の導体棒列
１０１ 第２の導体棒列
１０２ 第３の導体棒列
２０１、２０１’ 円環スロット
２０２，２０２’ バラクタダイオード
２０３ 電源
２０４ 抵抗
２０５ 配線 1, 2 Post-wall waveguide 10 Slot 12 Conductor rod 30 Main waveguide 40 Waveguide 50 Waveguide 60, 61, 62, 63 Conductor wall 31-1, 31-2, 31-3, 31-4, 31- 5 Branching waveguide 100 1st conductor rod row 101 2nd conductor rod row 102 3rd conductor rod row 201, 201 'circular slot 202, 202' varactor diode 203 power supply 204 resistance 205 wiring

Claims (5)

導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する方法であって、
導波路を形成する２つの対向する導体壁を橋渡しするように設けられる導体棒を該導波路の長手方向に沿って配置し、前記導体棒と前記導体壁との一つの接合部を中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、前記円環状のスロットに、電気的に逆直列になるように接続された一対のバラクタダイオードを装荷し、
前記一対のバラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、前記導体棒の電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記導波路の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する
ことを特徴とする電波位相速度制御方法。 A method for controlling the phase velocity of a radio wave propagating in a waveguide,
A conductor rod provided so as to bridge two opposing conductor walls forming the waveguide is disposed along the longitudinal direction of the waveguide, and a circle is formed around one junction between the conductor rod and the conductor wall. An annular slot is provided in the conductor wall, and a pair of varactor diodes connected to the annular slot so as to be electrically in reverse series are loaded,
By applying a voltage to the pair of varactor diodes and controlling the magnitude of the reactance of the varactor diodes, the electrical characteristics of the conductor rods are changed, and the electrically equivalent waveguide dimensions are changed. A radio wave phase velocity control method characterized by changing and controlling a phase velocity of a radio wave propagating through the waveguide. 導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する方法であって、
導波路を形成する２つの対向する導体壁を橋渡しするように設けられる導体棒を該導波路の長手方向に沿って配置し、前記導体棒と前記導体壁との２つの接合部のそれぞれを中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、前記円環状のスロットの各々に、一方の円環状のスロットに装荷されたバラクタダイオードと他方の円環状のスロットに装荷されたバラクタダイオードとが電気的に逆直列になるように、バラクタダイオードを装荷し、
前記バラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、前記導体棒の電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記導波路の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する
ことを特徴とする電波位相速度制御方法。 A method for controlling the phase velocity of a radio wave propagating in a waveguide,
A conductor rod provided so as to bridge two opposing conductor walls forming the waveguide is disposed along the longitudinal direction of the waveguide, and each of the two junctions between the conductor rod and the conductor wall is centered. An annular slot is provided in the conductor wall, and a varactor diode loaded in one annular slot and a varactor diode loaded in the other annular slot are electrically connected to each of the annular slots. Load the varactor diode so that it is in reverse series with
By applying a voltage to the varactor diode to control the reactance of the varactor diode, the electrical characteristics of the conductor rod are changed, and the electrically equivalent waveguide dimensions are changed. And controlling the phase velocity of the radio wave propagating through the waveguide. 導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する方法であって、
導波路を形成する２つの対向する導体壁の一方から挿入された導体棒を該導波路の長手方向に沿って配置し、前記導体棒と前記導体壁との接合部を中心として円環状のスロットを該導体壁に設け、前記円環状のスロットにバラクタダイオードを装荷し、
前記バラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、前記導体棒の電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記導波路の寸法を変更し、該導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する
ことを特徴とする電波位相速度制御方法。 A method for controlling the phase velocity of a radio wave propagating in a waveguide,
A conductor rod inserted from one of two opposing conductor walls forming the waveguide is disposed along the longitudinal direction of the waveguide, and an annular slot is formed around the junction between the conductor rod and the conductor wall. A varactor diode in the annular slot,
By applying a voltage to the varactor diode to control the reactance of the varactor diode, the electrical characteristics of the conductor rod are changed, and the electrically equivalent waveguide dimensions are changed. And controlling the phase velocity of the radio wave propagating through the waveguide. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電波位相速度制御方法において、
前記導波路が、導波管又はポスト壁導波路である
ことを特徴とする電波位相速度制御方法。 In the radio wave phase velocity control method according to any one of claims 1 to 3,
The radio wave phase velocity control method, wherein the waveguide is a waveguide or a post wall waveguide. ポスト壁導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する方法であって、
ポスト壁導波路を形成する２つの対向する導体壁を橋渡しするように設けられる導体のスルーホールと前記導体壁との接合部を中心として、円環状のスロットを該導体壁に設け、
前記円環状のスロットに、電気的に逆直列になるように接続された一対のバラクタダイオードを装荷し、
前記一対のバラクタダイオードに対して電圧を印加して該バラクタダイオードのリアクタンスの大きさを制御することによって、前記導体のスルーホールの電気的特性を変化させて、電気的に等価な前記ポスト壁導波路の寸法を変更し、該ポスト壁導波路を伝搬する電波の位相速度を制御する
ことを特徴とする電波位相速度制御方法。 A method for controlling the phase velocity of a radio wave propagating through a post-wall waveguide,
An annular slot is provided in the conductor wall around the junction between the conductor through-hole and the conductor wall provided so as to bridge two opposing conductor walls forming the post-wall waveguide,
Loading the annular slot with a pair of varactor diodes electrically connected in anti-series,
By applying a voltage to the pair of varactor diodes to control the magnitude of reactance of the varactor diodes, the electrical characteristics of the through-holes of the conductor are changed, and the electrically equivalent post wall conductors are changed. A radio wave phase velocity control method characterized by changing a dimension of a waveguide and controlling a phase velocity of a radio wave propagating through the post wall waveguide.
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