JP2009296376A - ポスト壁導波路によるショートスロット方向性結合器とこれを用いたバトラーマトリクス及び車載レーダアンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ショートスロット方向性結合器は、両面が金属膜14,15によって覆われた誘電体基板13と、基板13を貫通して設けられたスルーホール16をそれぞれ有し、列間の距離が列の長さ方向の中央で狭く、長さ方向の両端に寄るに従って広くなるように形成された第1のスルーホール列17および第2のスルーホール列18と;基板13を貫通して設けられたスルーホール16を有し、第1のスルーホール列17の長さ方向の両端近傍部と第2のスルーホール列18の長さ方向の両端近傍部との間に形成され、第1のスルーホール列17と共に第1のポスト壁導波路11を形成し、第2のスルーホール列18と共に第2のポスト壁導波路12を形成する第3のスルーホール列19を有する。
【選択図】 図1
Description
肥野 明大,河合 正,小久保 吉裕,太田 勲,"広帯域小型H面方向性結合器の設計,"信学技報,MW2000-163, 2000年12月 Shin-ichi YAMAMOTO, Jiro HIROKAWA, Makoto ANDO, "A Beam Switching Slot Array with a 4-Way Butler Matrix Installed in a Single Layer Post-Wall Waveguide," IEICE Trans. Commun., Vol. E86-B, No. 5, pp.1653-1659, May 2003.
図1および図2は、本発明の第1の実施形態に従うショートスロット方向性結合器の斜視図および平面図を示している。このショートスロット方向性結合器は、2つのポスト壁導波路11,12を用いて実現される。ポスト壁導波路11,12は、誘電体基板13と、基板13を貫通するスルーホール16によって形成される。誘電体基板13は、上下両面が例えば銅のような導電性金属材料により作られた金属膜14,15により覆われている。スルーホール16は、誘電体基板13を貫通して金属膜14,15間を短絡する金属部材(スルーホール部材と呼ばれる)によって作られる。
前述したように、本実施形態に従うショートスロット方向性結合器は、導波管を用いた多段のショートスロット方向性結合器をスルーホール列17,18および19により形成されたポスト壁導波路11,12によって模擬した構造となっている。導波管を用いたショートスロット方向性結合器では、スルーホール列に相当するものは連続した管壁であるのに対し、スルーホール列17,18および19はスルーホールであるポストを離散的に配置して実現される。従って、本実施形態ではスルーホール間からの電波の漏れを防ぐため、スルーホール列17,18および19のスルーホール間隔について考慮する必要がある。
次に、第1の実施形態に従うショートスロット方向性結合器をバトラーマトリクスに応用した例について述べる。図9は、本発明の第2の実施形態に従うバトラーマトリクスの概略構成を示す平面図であり、図3および図4に示した構成の3dBハイブリッド結合器31A〜31Dと、図5および図6に示した構成の0dB交差結合器32A,32B、および45°の移相量を持つ移相器33A〜33Dによって構成される。移相器33A〜33Dは、結合器と同様にポスト壁導波路により作られる。
図10は、本発明の第3の実施形態に従う車載レーダアンテナであり、図9に示したような、ポスト壁導波路によるショートスロット方向性結合器を用いたバトラーマトリックス41の上に、複数のスロット43を有するスロットアレーアンテナ42が配置された二層構造となっている。この場合、バトラーマトリクス41はスロットアレーアンテナ42の給電回路として用いられる。
図11及び図12は、本発明の他の実施形態に従うショートスロット方向性結合器であり、多層誘電体基板による誘電体導波管を用いて構成される。一方の面に金属膜52A,52Bがそれぞれ被着された第1の誘電体基板51A及び第2の誘電体基板52Bが中間誘電体層53を介して積層される。
13・・・誘電体基板
14,15・・・金属膜
16・・・スルーホール
17,18,19・・・第1、第2および第3のスルーホール列
20・・・ショートスロット
21〜24・・・入出力ポート
31A〜31D・・・ハイブリッド結合器
32A,32B・・・交差結合器
33A〜33D・・・45°移相器
41・・・ポスト壁導波路によるバトラーマトリクス
42・・・ポスト壁導波路によるスロットアレーアンテナ
43・・・スロット
Claims (6)
- 両面が金属膜によって覆われた誘電体基板と;
前記基板を貫通して設けられたスルーホールをそれぞれ有し、列間の距離が列の長さ方向の中央で狭く、長さ方向の両端に寄るに従って広くなるように形成された第1のスルーホール列および第2のスルーホール列と;
前記基板を貫通して設けられたスルーホールを有し、前記第1のスルーホール列の長さ方向の両端近傍部と前記第2のスルーホール列の長さ方向の両端近傍部との間に形成され、前記第1のスルーホール列と共に第1のポスト壁導波路を形成し、前記第2のスルーホール列と共に第2のポスト壁導波路を形成する第3のスルーホール列と;
を具備するショートスロット方向性結合器。 - 一方の面が互いに対向して配置され、他方の面が金属膜によって覆われた第1の誘電体基板及び第2の誘電体基板と;
前記第1の誘電体基板と前記第2の誘電体基板との間に設けられた中間誘電体層と;
前記第1の誘電体基板及び第2の誘電体基板を貫通して設けられたスルーホールをそれぞれ有し、列間の距離が列の長さ方向の中央で狭く、長さ方向の両端に寄るに従って広くなるように形成された第1のスルーホール列および第2のスルーホール列と;
前記第1の誘電体基板、前記中間誘電体層及び前記第2の誘電体基板を貫通して設けられたスルーホールを有し、前記第1のスルーホール列の長さ方向の両端近傍部と前記第2のスルーホール列の長さ方向の両端近傍部との間に形成され、前記第1のスルーホール列と共に第1のポスト壁導波路を形成し、前記第2のスルーホール列と共に第2のポスト壁導波路を形成する第3のスルーホール列と;
を具備するショートスロット方向性結合器。 - 前記第1のポスト壁導波路、前記第2のポスト壁導波路、および前記第1のスルーホール列および前記第2のスルーホール列で形成される第3のポスト壁導波路のうちTE20モード以上の高次モードが伝搬可能な領域における、前記第1のスルーホール列、第2スルーホール列および第3のスルーホール列のスルーホール間隔は、スルーホール径より小さく設定されることを特徴する請求項1たまは2のいずれか1項記載の方向性結合器。
- 請求項1または2のいずれか1項記載のショートスロット方向性結合器により構成された複数のハイブリッド結合器と;
請求項1または2のいずれか1項記載のショートスロット方向性結合器により構成された複数の交差結合器と;
第3のポスト壁導波路を用いて構成された移相器と;
が組み合わせられたバトラーマトリクス。 - スロットアレーアンテナと;
前記スロットアレーアンテナに給電を行う請求項5記載のバトラーマトリクスと;
を具備する車載レーダアンテナ。
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