JP2020115618A - Wave guide, wave guide slot array antenna and orthogonal dual-polarization wave guide slot array antenna - Google Patents
Wave guide, wave guide slot array antenna and orthogonal dual-polarization wave guide slot array antenna Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020115618A JP2020115618A JP2019006504A JP2019006504A JP2020115618A JP 2020115618 A JP2020115618 A JP 2020115618A JP 2019006504 A JP2019006504 A JP 2019006504A JP 2019006504 A JP2019006504 A JP 2019006504A JP 2020115618 A JP2020115618 A JP 2020115618A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- fastening portion
- array antenna
- lower member
- upper member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Waveguides (AREA)
Abstract
Description
本発明は、上部材と下部材とを嵌合させて構成された導波管、導波管スロットアレーアンテナ、および直交二偏波導波管スロットアレーアンテナに関する。 The present invention relates to a waveguide, a waveguide slot array antenna, and an orthogonal two-polarization waveguide slot array antenna configured by fitting an upper member and a lower member.
導波管の内部構造を加工するためには、導波管を上部材と下部材とに分割することが有効である。上部材と下部材とを嵌合させることで製造された導波管を放射導波管として使用した導波管スロットアレーアンテナに関する従来技術がある(例えば、特許文献1参照)。 In order to process the internal structure of the waveguide, it is effective to divide the waveguide into an upper member and a lower member. There is a conventional technique related to a waveguide slot array antenna using a waveguide manufactured by fitting an upper member and a lower member as a radiation waveguide (for example, refer to Patent Document 1).
特許文献1では、反射特性を改善するために、上部材と下部材とに分割された導波管スロットアレーアンテナに、絞り部、誘導性壁、または凹部を設ける構造が提案されている。
上部材と下部材とに分割された導波管を嵌合させるためには、圧入、接着、溶着、止具など、種々の手法が利用される。ねじ等の止具を使用して上部材と下部材とを嵌合させる場合には、締結部を導波管に設ける必要がある。 In order to fit the waveguide divided into the upper member and the lower member, various methods such as press-fitting, bonding, welding, and fasteners are used. When the upper member and the lower member are fitted with each other by using a fastener such as a screw, it is necessary to provide a fastening portion on the waveguide.
一般的には、導波管の外部に締結部が設けられる。しかしながら、このような構造を採用する場合には、導波管を管幅方向へ密に配置することができず、所望のスロット配列を得ることができない。さらに、スロットから放射された電磁波が、導波管の外部に設けられた締結部で散乱してしまい、所望の放射パターンが得られないという課題がある。 Generally, the fastening portion is provided outside the waveguide. However, when such a structure is adopted, the waveguides cannot be densely arranged in the pipe width direction, and a desired slot arrangement cannot be obtained. Further, there is a problem that the electromagnetic wave radiated from the slot is scattered by the fastening portion provided outside the waveguide, and a desired radiation pattern cannot be obtained.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、分割された上部材と下部材とを締結部により締結して構成される導波管を、管幅方向へ密に配置することを可能にするとともに、締結部による高周波信号の反射特性の劣化および通過位相の変動を抑制することのできる導波管、導波管スロットアレーアンテナ、および直交二偏波導波管スロットアレーアンテナを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a waveguide configured by fastening a divided upper member and a lower member by fastening portions is densely arranged in the pipe width direction. And a waveguide slot array antenna and an orthogonal dual-polarization waveguide slot array antenna capable of suppressing the deterioration of the reflection characteristic of the high frequency signal and the fluctuation of the passing phase by the fastening portion. Aim to get.
本発明に係る導波管は、内面に導波路層を有するU字状として形成された上部材および下部材を備え、上部材と下部材とが嵌合されることで構成された導波管であって、上部材および下部材には、導波管の内側に張り出すように、上部材と下部材とを嵌合させるための締結部が設けられ、上部材および下部材の少なくともいずれか一方には、管軸方向において締結部と等しい位置に、管路断面積を部分的に縮小させる縮小構造部が設けられているものである。 A waveguide according to the present invention includes a U-shaped upper member and a lower member having a waveguide layer on an inner surface thereof, and the waveguide is configured by fitting the upper member and the lower member. The upper member and the lower member are provided with a fastening portion for fitting the upper member and the lower member so as to project to the inside of the waveguide, and at least one of the upper member and the lower member is provided. On the other hand, a reduction structure portion for partially reducing the cross-sectional area of the conduit is provided at the same position as the fastening portion in the pipe axis direction.
また、本発明に係る導波管スロットアレーアンテナは、本発明に係る導波管の広壁面に、導波管から電磁波を漏洩させる第1のスロットが設けられているか、または、本発明に係る導波管の狭壁面に、導波管から電磁波を漏洩させる第2のスロットが設けられているものである。 Further, in the waveguide slot array antenna according to the present invention, the wide wall surface of the waveguide according to the present invention is provided with a first slot for leaking an electromagnetic wave from the waveguide, or the waveguide slot array antenna according to the present invention. A second slot for leaking electromagnetic waves from the waveguide is provided on the narrow wall surface of the waveguide.
また、本発明に係るおよび直交二偏波導波管スロットアレーアンテナは、第1のスロットを有する導波管スロットアレーアンテナと、第2のスロットを有する導波管スロットアレーアンテナとを、互いの管軸方向が平行となるように隣接配置して構成され、第1スロットおよび第2スロットは、第1スロットにより漏洩された電磁波の偏波と、第2スロットにより漏洩された電磁波の偏波とが互いに直交するように設けられているものである。 Further, according to the present invention and the orthogonal dual polarization waveguide slot array antenna, a waveguide slot array antenna having a first slot and a waveguide slot array antenna having a second slot are mutually guided. The first slot and the second slot are arranged so as to be adjacent to each other so that their axial directions are parallel to each other, and the polarized wave of the electromagnetic wave leaked by the first slot and the polarized wave of the electromagnetic wave leaked by the second slot are arranged. They are provided so as to be orthogonal to each other.
本発明によれば、上部材と下部材との締結部を導波管の内側に張り出すように設けるとともに、管軸方向において締結部と等しい位置に、管路断面積を部分的に縮小させる縮小構造部を設けた構成を備えている。この結果、分割された上部材と下部材とを締結部により締結して構成される導波管を、管幅方向へ密に配置することを可能にするとともに、締結部による高周波信号の反射特性の劣化および通過位相の変動を抑制することのできる導波管、導波管スロットアレーアンテナ、および直交二偏波導波管スロットアレーアンテナを得ることができる。 According to the present invention, the fastening portion between the upper member and the lower member is provided so as to project to the inner side of the waveguide, and the pipe cross-sectional area is partially reduced to the same position as the fastening portion in the tube axial direction. The structure is provided with a reduction structure portion. As a result, it is possible to densely arrange the waveguide, which is configured by fastening the divided upper member and the lower member by the fastening portion, in the width direction of the tube, and the reflection characteristic of the high frequency signal by the fastening portion It is possible to obtain the waveguide, the waveguide slot array antenna, and the orthogonal dual-polarization waveguide slot array antenna, which can suppress the deterioration of the wavelength and the fluctuation of the passing phase.
以下、本発明の導波管、導波管スロットアレーアンテナ、および直交二偏波導波管スロットアレーアンテナの好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。 Preferred embodiments of the waveguide, the waveguide slot array antenna, and the orthogonal dual-polarization waveguide slot array antenna of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における導波管を示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1における導波管を示す断面図である。より具体的には、図2(a)は、図1における平面Aの断面図であり、図2(b)は、図1における平面Bの断面図であり、図2(c)は、図1における平面Cの断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a waveguide according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a waveguide according to the first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2(a) is a cross-sectional view of plane A in FIG. 1, FIG. 2(b) is a cross-sectional view of plane B in FIG. 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view of plane C in FIG.
図1および図2に示すように、本実施の形態1における導波管3は、互いに分割された上部材1および下部材2を備えて構成されている。ここで、上部材1および下部材2は、各々内面に導波路層を有するU字状として形成されている。図2(b)および図2(c)からも明らかなように、本実施の形態1における導波管3は、嵌合面8により上部材1と下部材2とが嵌合されて構成されている。その結果、嵌合面8と平行な方向に広壁面4が形成され、嵌合面8と垂直な方向に狭壁面5が形成される。すなわち、狭壁面5は、上部材1と下部材2とが嵌合することで形成される。導波管3は、断面が横長の矩形になっている。また、嵌合面8は、H面分割となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
上部材1および下部材2には、導波管3の内側に張り出すように、上部材1と下部材2とを嵌合させるための締結部6が各々一対設けられている。図1、図2(a)、および図2(c)の記載からも明らかなように、本実施の形態1における一対の締結部6は、全体が導波管3の内部に張り出すように、導波管3の狭壁面5に相対して設けられている。本実施の形態1では、上部材1の一対の締結部6には貫通穴が設けられ、下部材2の一対の締結部6にはねじ穴が設けられている。締結部6と止具を使用して上部材1と下部材2とを嵌合させることで、導波管3が形成される。
The
導波管3の長手方向、すなわち管軸方向において締結部6と等しい位置に、絞り部7が設けられている。ここで、等しい位置とは、導波管3の長手方向の一端部からの管軸方向における距離が等しい位置、あるいはほぼ等しい位置をいう。図1および図2(c)から明らかなように、本実施の形態1に係る絞り部7は、方形形状を有している。絞り部7は、一対の締結部6に渡って下部材2の狭壁面5間に設けられている。絞り部7の管軸方向の幅は、締結部6の幅より広くなっている。絞り部7は、下部材2から導波管3の広壁面4に対して垂直になるように、導波管3の内部へ管軸方向に対して垂直に突出して設けられている。すなわち、絞り部7は、導波管3の管路断面積を部分的に縮小させる縮小構造部として機能する。
The narrowed
次に、本実施の形態1における、絞り部7の動作について説明する。導波管3の内部に設けられた縮小構造部に相当する絞り部7は、アドミタンスで表されることが知られている。導波管3の狭壁面5から導波管3の内部へ突出するように設けられた締結部6により、導波管3の内部に磁気的エネルギーが蓄積される。その結果、アドミタンスの虚数部であるサセプタンスが負となる誘導性として動作し、高周波電流の管内波長が変動することが知られている。そのため、図1の締結部6により、高周波電流の反射特性が劣化し、通過位相が変動する。
Next, the operation of the
本実施の形態1に示されているように、導波管3の広壁面4において導波管3の内部へ突出するように設けられた絞り部7は、導波管3の内部に電気的エネルギーを蓄積する働きをする。このため、絞り部7は、アドミタンスの虚数部であるサセプタンスが正となる容量性として動作する。この結果、絞り部7により締結部6のサセプタンスをキャンセルすることができ、高周波電流の反射特性および通過位相の変動を抑制することができる。
As shown in the first embodiment, the narrowed
図3は、本発明の実施の形態1における導波管3の反射特性に関する周波数特性を示した図である。実線[1]は締結部6および絞り部7がない場合の周波数特性を、破線[2]は締結部6のみがある場合の周波数特性を、破線[3]は締結部6および絞り部7がある場合の周波数特性を示している。締結部6および絞り部7がない場合の周波数特性と締結部6のみがある場合の周波数特性とを比較すると、締結部6により反射波が発生し、高周波電流の反射特性が劣化していることがわかる。管軸方向において締結部6と等しい位置に絞り部7を設けることで、反射波が低減され、高周波電流の反射特性が改善されていることがわかる。
FIG. 3 is a diagram showing frequency characteristics relating to the reflection characteristics of the
図4は、本発明の実施の形態1における導波管3の通過位相に関する周波数特性を示した図である。実線[1]は締結部6および絞り部7がない場合の周波数特性を、破線[2]は締結部6のみがある場合の周波数特性を、破線[3]は締結部6および絞り部7がある場合の周波数特性を示している。締結部6および絞り部7がない場合の周波数特性と締結部6のみがある場合の周波数特性とを比較すると、締結部6により管内波長が変動し、高周波電流の通過位相が変化していることがわかる。管軸方向において締結部6と等しい位置に絞り部7を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、高周波電流の通過位相が改善されていることがわかる。
FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics relating to the pass phase of the
なお、図1では、縮小構造部に相当する絞り部7を下部材2に設けたが、絞り部7を上部材1に、導波管3の内部へ突出するように設けることも可能である。図5は、本発明の実施の形態1における導波管の変形例を示す斜視図であり、絞り部7を上部材に設けた場合を示した図である。図6は、本発明の実施の形態1における導波管の変形例を示す断面図である。より具体的には、図6(a)は、図5における平面Aの断面図であり、図6(b)は、図5における平面Bの断面図であり、図6(c)は、図5における平面Cの断面図である。図5、図6に示しように、縮小構造部に相当する絞り部7を上部材1に設けた場合にも、絞り部7は、容量性として動作するため、同様の効果が得られる。
In FIG. 1, the narrowed
また、図1では、締結部6の全体が導波管3の内部に張り出すように設けられ、導波管の外壁面は平坦であった。しかしながら、締結部6の一部を導波管3の内部に張り出すように設けた構造も考えられる。図7は、本発明の実施の形態1における導波管の別の変形例を示す斜視図であり、締結部6の一部を導波管3の内部に張り出すように設けた構造を示した図である。
Further, in FIG. 1, the
図7に示す構造を備えることで、従来の導波管と比較して、導波管3の外部に張り出す部分が少なくなる。この結果、締結部6に起因した導波管3の内部への影響が少なくなるため、絞り部7を小さくすることができる。
By providing the structure shown in FIG. 7, as compared with the conventional waveguide, the portion of the
以上のように、実施の形態1によれば、上部材および下部材から構成される導波管は、締結部および絞り部を有している。上部材と下部材との嵌合面は、H面分割であり、導波管広壁面に平行で、導波管狭壁面を分割する面となっている。締結部は、全体もしくは一部が導波管内へ張り出すように、導波管狭壁面に設けられている。絞り部は、管軸方向において締結部と等しい位置に設けられ、かつ、下部材もしくは上部材の導波管広壁面に対して垂直に、導波管の内部へ突出するように設けられている。 As described above, according to the first embodiment, the waveguide including the upper member and the lower member has the fastening portion and the narrowed portion. The fitting surface between the upper member and the lower member is H-plane divided, and is a surface that is parallel to the wide wall surface of the waveguide and divides the narrow wall surface of the waveguide. The fastening portion is provided on the narrow wall surface of the waveguide so that the whole or a part of the fastening portion projects into the waveguide. The narrowed portion is provided at the same position as the fastening portion in the tube axis direction, and is provided so as to project into the inside of the waveguide perpendicularly to the wide wall surface of the waveguide of the lower member or the upper member. ..
締結部に止具を使用して上部材と下部材とを嵌合させることで、本実施の形態1に係る導波管が形成される。ここで、締結部は、誘導性として動作するため、高周波電流の反射特性が劣化し、管内波長が変動することで通過位相が変動する。しかしながら、管軸方向において締結部と等しい位置に絞り部を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、高周波電流の通過位相が改善される。 The waveguide according to the first embodiment is formed by fitting the upper member and the lower member to each other by using a fastener at the fastening portion. Here, since the fastening portion operates as inductive, the reflection characteristic of the high-frequency current deteriorates, and the passage phase changes due to the change of the in-tube wavelength. However, by providing the narrowed portion at the same position as the fastening portion in the tube axis direction, the fluctuation of the in-tube wavelength is suppressed and the passing phase of the high frequency current is improved.
このような構造を構えることで、導波管外部に締結部の張り出しがなくなる、あるいは張り出しが少なくなる。このため、導波管を密に配列することが可能で、さらに軽量化につながる。その結果、導波管スロットアレーアンテナの放射導波管に適した導波管を実現できる。このような構造を備える導波管を、樹脂上に金属メッキ被膜が施された状態として加工した場合、縮小構造部に相当する絞り部が導波管の管壁に対して、梁と同様の働きをする。このため、管壁の内倒れを防止する効果も実現することができる。 By providing such a structure, the protrusion of the fastening portion is eliminated or the protrusion is reduced outside the waveguide. Therefore, it is possible to arrange the waveguides densely, which leads to further weight reduction. As a result, a waveguide suitable for the radiation waveguide of the waveguide slot array antenna can be realized. When the waveguide having such a structure is processed in a state where the metal plating film is applied on the resin, the narrowed portion corresponding to the reduced structure portion is similar to the beam with respect to the waveguide wall of the waveguide. Work. Therefore, the effect of preventing the pipe wall from collapsing inward can also be realized.
実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2における導波管を示す斜視図である。図9は、本発明の実施の形態2における導波管を示す断面図である。より具体的には、図9(a)は、図8における平面Aの断面図であり、図9(b)は、図8における平面Bの断面図であり、図9(c)は、図8における平面Cの断面図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a waveguide according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a sectional view showing a waveguide according to the second embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 9A is a sectional view of plane A in FIG. 8, FIG. 9B is a sectional view of plane B in FIG. 8, and FIG. 8 is a cross-sectional view of plane C of FIG.
図8および図9に示すように、本実施の形態2における導波管3は、互いに分割された上部材1および下部材2を備えて構成されている。上部材1および下部材2は、各々内面に導波路層を有している。図9(b)および図9(c)からも明らかなように、本実施の形態2における導波管3は、嵌合面8により上部材1と下部材2とが嵌合されて構成されている。その結果、嵌合面8と平行な方向に広壁面4が形成され、嵌合面8と垂直な方向に狭壁面5が形成される。すなわち、狭壁面5は、上部材1と下部材2とが嵌合することで形成される。導波管3は、断面が横長の矩形になっている。また、嵌合面8は、H面分割となっている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
上部材1および下部材2には、導波管3の内側に張り出すように、上部材1と下部材2とを嵌合させるための締結部6が各々一対設けられている。図8、図9(a)、および図9(c)の記載からも明らかなように、本実施の形態2における一対の締結部6は、全体が導波管3の内部に張り出すように、導波管3の狭壁面5に相対して設けられている。本実施の形態2では、上部材1の一対の締結部6には貫通穴が設けられ、下部材2の一対の締結部6にはねじ穴が設けられている。締結部6と止具を使用して上部材1と下部材2とを嵌合させることで、導波管3が形成される。
The
導波管3の広壁面4に対して垂直になるように、かつ、下部材2から導波管3の内部へ突出するように、リッジ9が設けられている。リッジ9は、導波管3の全長に渡って管軸方向と平行に配置されている。さらに、導波管3の管軸方向において締結部6と等しい位置のリッジ9上には、金属構造物10が設けられている。すなわち、金属構造物10は、導波管3の管路断面積を部分的に縮小させる縮小構造部として機能する。
A
次に、本実施の形態2における、金属構造物10の動作について説明する。導波管3の狭壁面5から導波管3の内部へ突出するように設けられた締結部6は、導波管3の内部に磁気的エネルギーを蓄積するため誘導性として動作する。その結果、高周波電流の管内波長が変動することが知られている。そのため、図8の締結部6により、高周波電流の反射特性が劣化し、通過位相が変動する。
Next, the operation of the
本実施の形態2に示されているように、リッジ9上に設けられた金属構造物10は、リッジ9と、導波管3の広壁面4とに集中する電界に沿って設けられている。このため、金属構造物10は、電気エネルギーを蓄積し、容量性として動作する。従って、金属構造物10により締結部6のサセプタンスをキャンセルすることができ、高周波電流の反射特性および通過位相の変動を抑制することができる。
As shown in the second embodiment, the
図10は、本発明の実施の形態2における導波管3の反射特性に関する周波数特性を示した図である。実線[1]は締結部6および金属構造物10がない場合の周波数特性を、破線[2]は締結部6のみがある場合の周波数特性を、破線[3]は締結部6および金属構造物10がある場合の周波数特性を示している。締結部6および金属構造物10がない場合の周波数特性と締結部6のみがある場合の周波数特性とを比較すると、締結部6により反射波が発生し、反射特性が劣化していることがわかる。管軸方向において締結部6と等しい位置に金属構造物10を設けることで、反射波が低減され、高周波電流の反射特性が改善されていることがわかる。
FIG. 10 is a diagram showing frequency characteristics relating to the reflection characteristics of the
図11は、本発明の実施の形態2における導波管3の通過位相に関する周波数特性を示した図である。実線[1]は締結部6および金属構造物10がない場合の周波数特性を、破線[2]は締結部6のみがある場合の周波数特性を、破線[3]は締結部6および金属構造物10がある場合の周波数特性を示している。
FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics relating to the pass phase of the
締結部6および金属構造物10がない場合の周波数特性と締結部6のみがある場合の周波数特性とを比較すると、締結部6により管内波長が変動し、高周波電流の通過位相が変化していることがわかる。管軸方向において締結部6と等しい位置に金属構造物10を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、高周波電流の通過位相が改善されていることがわかる。
Comparing the frequency characteristic without the
なお、図8では、縮小構造部に相当する金属構造物10を下部材2側に設けたが、リッジ9および金属構造物10を上部材1側に設けることも可能であり、同様の効果が得られる。
Although the
また、図8では、締結部6の全体が導波管3の内部に張り出すように設けられ、導波管の外壁面は平坦であった。しかしながら、締結部6の一部を導波管3の内部に張り出すように設けた構造も考えられる。図12は、本発明の実施の形態2における導波管の変形例を示す斜視図であり、締結部6の一部を導波管3の内部に張り出すように設けた構造を示した図である。
Further, in FIG. 8, the
図12に示す構造を備えることで、従来の導波管と比較して、導波管3の外部に張り出す部分が少なくなる。この結果、締結部6に起因した導波管3の内部への影響が少なくなるため、金属構造物10を小さくすることができる。
By providing the structure shown in FIG. 12, compared to the conventional waveguide, the number of portions protruding outside the
以上のように、本実施の形態2によれば、上部材および下部材から構成される導波管は、締結部、リッジ、および金属構造物を有している。上部材と下部材との嵌合面は、H面分割であり、導波管広壁面に平行で、導波管狭壁面を分割する面となっている。締結部は、全体もしくは一部が導波管の内部に張り出すように、導波管狭壁面に設けられている。 As described above, according to the second embodiment, the waveguide including the upper member and the lower member has the fastening portion, the ridge, and the metal structure. The fitting surface between the upper member and the lower member is H-plane divided, and is a surface that is parallel to the wide wall surface of the waveguide and divides the narrow wall surface of the waveguide. The fastening portion is provided on the narrow wall surface of the waveguide so that the whole or a part of the fastening portion projects into the inside of the waveguide.
リッジは、導波管広壁面に対して垂直になるように、下部材から突出して設けられている。さらに、金属構造物は、管軸方向において締結部と等しい位置のリッジ上に設けられている。 The ridge is provided so as to project from the lower member so as to be perpendicular to the wide wall surface of the waveguide. Further, the metal structure is provided on the ridge at the same position as the fastening portion in the tube axis direction.
締結部に止具を使用して上部材と下部材とを嵌合させることで、本実施の形態2に係る導波管が形成される。ここで、締結部は、誘導性として動作するため、高周波電流の反射特性が劣化し、管内波長が変動することで通過位相が変動する。しかしながら、管軸方向において締結部と等しい位置のリッジ上に金属構造物を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、高周波電流の通過位相が改善される。 The waveguide according to the second embodiment is formed by fitting the upper member and the lower member to each other by using a fastener at the fastening portion. Here, since the fastening portion operates as inductive, the reflection characteristic of the high-frequency current deteriorates, and the passage phase changes due to the change of the in-tube wavelength. However, by providing the metal structure on the ridge at the same position as the fastening portion in the tube axis direction, the fluctuation of the in-tube wavelength is suppressed and the passing phase of the high frequency current is improved.
本実施の形態2ではリッジが設けられているため、先の実施の形態1の効果に加え、管幅を狭めることができる。この結果、先の実施の形態1の構造と比較して、導波管をさらに密に配列することが可能となる。 Since the ridge is provided in the second embodiment, the tube width can be narrowed in addition to the effect of the first embodiment. As a result, the waveguides can be arranged more densely as compared with the structure of the first embodiment.
実施の形態3.
図13は、本発明の実施の形態3における導波管を示す斜視図である。図14は、本発明の実施の形態3における導波管を示す断面図である。より具体的には、図14(a)は、図13における平面Aの断面図であり、図14(b)は、図13における平面Bの断面図であり、図14(c)は、図13における平面Cの断面図である。
FIG. 13 is a perspective view showing a waveguide according to the third embodiment of the present invention. FIG. 14 is a sectional view showing a waveguide according to the third embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 14(a) is a cross-sectional view of plane A in FIG. 13, FIG. 14(b) is a cross-sectional view of plane B in FIG. 13, and FIG. 13 is a cross-sectional view of plane C of FIG.
図13および図14に示すように、本実施の形態3における導波管3は、互いに分割された上部材1および下部材2を備えて構成されている。上部材1および下部材2は、各々内面に導波路層を有している。図14(b)および図14(c)からも明らかなように、本実施の形態3における導波管3は、嵌合面8により上部材1と下部材2とが嵌合されて構成される。その結果、嵌合面8と平行な方向に狭壁面5が形成され、嵌合面8と垂直な方向に広壁面4が形成される。すなわち、広壁面4は、上部材1と下部材2とが嵌合することで形成される。導波管3は、断面が縦長の矩形になっている。また、嵌合面8は、E面分割となっている。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
上部材1および下部材2には、導波管3の内側に張り出すように、上部材1と下部材2とを嵌合させるための締結部6が各々一対設けられている。図13、図14(a)、および図14(c)の記載からも明らかなように、本実施の形態3における一対の締結部6は、全体が導波管3の内部に張り出すように、導波管3の広壁面4に相対して設けられている。本実施の形態3では、上部材1の一対の締結部6には貫通穴が設けられ、下部材2の一対の締結部6にはねじ穴が設けられている。締結部6と止具を使用して上部材1と下部材2を嵌合させることで、導波管3が形成される。
The
導波管3の管軸方向において締結部6と等しい位置に、絞り部7が設けられている。図13および図14(c)から明らかなように、本実施の形態3に係る絞り部7は、方形形状を有している。絞り部7は、一対の締結部6に渡って下部材2の広壁面4間に設けられている。絞り部7の管軸方向の幅は、締結部6の幅と同一、あるいはほぼ同一になっている。絞り部7は、下部材2から導波管狭壁面5に対して垂直になるように突出するように設けられている。すなわち、絞り部7は、導波管3の管路断面積を部分的に縮小させる縮小構造部として機能する。
A narrowed
次に、本実施の形態3における、絞り部7の動作について説明する。導波管3の広壁面4から導波管3の内部へ突出するように設けられた締結部6は、導波管3の内部に磁気的エネルギーを蓄積し、容量性として動作することが知られている。そのため、図13の締結部6により、高周波電流の反射特性が劣化する。
Next, the operation of the
一方、本実施の形態3に示されているように導波管3の狭壁面5において、導波管3の内部に突出するように設けられた絞り部7は、誘導性の絞りとして動作する。そのため、絞り部7により締結部6のサセプタンスをキャンセルすることができ、高周波電流の反射特性および通過位相の変動を抑制することができる。
On the other hand, as shown in the third embodiment, in the
なお、図13では、縮小構造部に相当する絞り部7を下部材2に設けたが、絞り部7を上部材1に、導波管3の内部へ突出するように設けることも可能である。図15は、本発明の実施の形態3における導波管の変形例を示す斜視図であり、絞り部7を上部材に設けた場合を示した図である。図16は、本発明の実施の形態3における導波管の変形例を示す断面図である。より具体的には、図16(a)は、図15における平面Aの断面図であり、図16(b)は、図15における平面Bの断面図であり、図16(c)は、図15における平面Cの断面図である。図15、図16に示すように、縮小構造部に相当する絞り部7を上部材1に設けた場合にも、絞り部7は、容量性として動作するため、絞り部7を下部材2に設けた場合と同様の効果が得られる。
In FIG. 13, the narrowed
また、図13および図15では、締結部6の全体が導波管3の内部に張り出すように設けられ、導波管の外壁面は平坦であった。しかしながら、締結部6の一部を導波管3の内部に張り出すように設けた構造も考えられる。図17は、本発明の実施の形態3における導波管の別の変形例を示す斜視図であり、締結部6の一部を導波管3の内部に張り出すように設けた構造を示した図である。
13 and 15, the
図17に示す構造を備えることで、従来の導波管と比較して、導波管3の外部に張り出す部分が少なくなる。この結果、締結部6に起因した導波管3の内部への影響が少なくなるため、絞り部7を小さくすることができる。
By providing the structure shown in FIG. 17, compared to the conventional waveguide, the portion of the
以上のように、本実施の形態3によれば、上部材および下部材から構成される導波管は、締結部および絞り部を有している。上部材と下部材との嵌合面は、E面分割であり、導波管狭壁面に平行で、導波管広壁面を分割する面となっている。締結部は、全体もしくは一部が導波管の内部に張り出すように、導波管広壁面に設けられている。絞り部は、管軸方向において締結部と等しい位置に設けられ、かつ、下部材もしくは上部材の導波管狭壁面に対して垂直に、導波管の内部へ突出するように設けられている。 As described above, according to the third embodiment, the waveguide including the upper member and the lower member has the fastening portion and the narrowed portion. The fitting surface of the upper member and the lower member is an E-plane division and is a surface that is parallel to the narrow wall surface of the waveguide and divides the wide wall surface of the waveguide. The fastening portion is provided on the wide wall surface of the waveguide so that the whole or a part of the fastening portion projects into the inside of the waveguide. The narrowed portion is provided at the same position as the fastening portion in the tube axis direction, and is provided so as to project into the inside of the waveguide perpendicularly to the narrow wall surface of the waveguide of the lower member or the upper member. ..
締結部に止具を使用して上部材と下部材とを嵌合させることで、本実施の形態3に係る導波管が形成される。ここで、締結部は、容量性の絞りとして動作し、高周波電流の反射特性が劣化し、管内波長が変動することで通過位相が変動する。しかしながら、管軸方向において締結部と等しい位置に絞り部を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、高周波電流の通過位相が改善される。 The waveguide according to the third embodiment is formed by fitting the upper member and the lower member to each other by using a fastener at the fastening portion. Here, the fastening portion operates as a capacitive diaphragm, the reflection characteristic of the high frequency current is deteriorated, and the passage wavelength is changed due to the change of the guide wavelength. However, by providing the narrowed portion at the same position as the fastening portion in the tube axis direction, the fluctuation of the in-tube wavelength is suppressed and the passing phase of the high frequency current is improved.
このような構造を構えることで、実施の形態1および実施の形態2とは異なる嵌合面を有する導波管により、実施の形態1および実施の形態2と同様の効果を得ることができる。 With such a structure, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained by the waveguide having the fitting surface different from those of the first and second embodiments.
実施の形態4.
図18は、本発明の実施の形態4における導波管スロットアレーアンテナを示す斜視図である。図19は、本発明の実施の形態4における導波管スロットアレーアンテナを示す断面図である。より具体的には、図19(a)は、図18における平面Aの断面図であり、図19(b)は、図18における平面Bの断面図であり、図19(c)は、図18における平面Cの断面図である。
Fourth Embodiment
FIG. 18 is a perspective view showing a waveguide slot array antenna according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 19 is a sectional view showing a waveguide slot array antenna according to the fourth embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 19(a) is a cross-sectional view of plane A in FIG. 18, FIG. 19(b) is a cross-sectional view of plane B in FIG. 18, and FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view of plane C at 18.
図18および図19に示すように、本実施の形態4における導波管スロットアレーアンテナ12は、互いに分割された上部材1および下部材2を備え、かつ、上部材1にスロット11が形成されることで構成されている。上部材1および下部材2は、各々内面に導波路層を有している。図19(b)および図19(c)からも明らかなように、本実施の形態4における導波管スロットアレーアンテナ12は、嵌合面8により上部材1と下部材2とが嵌合されて構成される。その結果、嵌合面8と平行な方向に広壁面4が形成され、嵌合面8と垂直な方向に狭壁面5が形成される。すなわち、狭壁面5は、上部材1と下部材2とが嵌合することで形成される。導波管3は、断面が横長の矩形になっている。また、嵌合面8は、H面分割となっている。
As shown in FIGS. 18 and 19, the waveguide
上部材1および下部材2には、導波管スロットアレーアンテナ12の内側に張り出すように、上部材1と下部材2とを嵌合させるための締結部6が各々一対設けられている。図18、図19(a)、および図19(c)の記載からも明らかなように、本実施の形態4における一対の締結部6は、全体が導波管スロットアレーアンテナ12の内部に張り出すように、導波管スロットアレーアンテナ12の狭壁面5に相対して設けられている。本実施の形態4では、上部材1の一対の締結部6には貫通穴が設けられ、下部材2の一対の締結部6にはねじ穴が設けられている。締結部6と止具を使用して、スロット11を有する上部材1と下部材2とを嵌合させることで、導波管スロットアレーアンテナ12が形成される。
The
導波管の広壁面4に対して垂直になるように、かつ、下部材2から導波管スロットアレーアンテナ12の内部へ突出するように、リッジ9が設けられている。リッジ9は、導波管3の全長に渡って管軸方向と平行に配置されている。さらに、導波管3の管軸方向において締結部6と等しい位置のリッジ9上には、金属構造物10が設けられている。すなわち、リッジ上に設けられた金属構造物10は、管路断面積を部分的に縮小させる縮小構造部として機能する。
A
さらに、導波管スロットアレーアンテナ12を構成する上部材1の広壁面4には、第1スロットに相当するスロット11が複数個設けられている。図18では、スロット11が2個設けられている場合を例示している。スロット11は、図18に示すように、1/2管内波長ごとに配置されている。スロット11は、広壁面4における管軸方向の中心線からオフセットさせて、かつ中心線に対して互い違いに配置されている。すなわち、図18および図19に示す導波管スロットアレーアンテナ12は、図8および図9に示した導波管3に対して、スロット11をさらに備えた構成となっている。
Further, the
次に、本実施の形態4における導波管スロットアレーアンテナ12の動作原理について説明する。導波管の管壁にスロット11を設け、電磁波を漏洩させて、導波管スロットアレーアンテナ12を構成する場合、スロット11に遮られる電流が生ずるように、スロット11を配置する必要がある。そのため、導波管の広壁面4にスロット11を設ける場合には、広壁面4における管軸方向の中心線からスロット11をオフセットさせて配列させることが一般的である。また、各スロット11を同位相で励振するために、1/2管内波長ごとに互い違いにスロット11を配置する必要がある。
Next, the operation principle of the waveguide
導波管の狭壁面5から導波管の内部へ突出するように設けられた締結部6は、磁気的エネルギーを蓄積するため、絞りとして動作する。その結果、高周波電流の管内波長が変動することが知られている。そのため、図18の締結部6により、高周波電流の反射特性が劣化し、通過位相が変動する。さらに、スロット11上の励振分布が乱れ、高周波電流の放射パターンに影響を与える。
The
本実施の形態4に示されているように、リッジ9上に設けた金属構造物10は、リッジ9と導波管の広壁面4に集中する電界に沿って設けられている。このため、金属構造物10は、電気エネルギーを蓄積し、容量性として動作する。従って、金属構造物10により締結部6のサセプタンスをキャンセルすることができ、高周波電流の反射特性の劣化が抑制され、かつ、通過位相の変動による励振分布の劣化が抑制される。
As shown in the fourth embodiment, the
図20は、本発明の実施の形態4における導波管スロットアレーアンテナ12の反射特性に関する周波数特性を示した図である。実線[1]は締結部6および金属構造物10がない場合の周波数特性を、破線[2]は締結部6のみがある場合の周波数特性を、破線[3]は締結部6および金属構造物10がある場合の周波数特性を示している。締結部6および金属構造物10がない場合の周波数特性と締結部6のみがある場合の周波数特性とを比較すると、締結部6により反射波が発生し、高周波電流の反射特性が劣化していることがわかる。管軸方向において締結部6と等しい位置に金属構造物10を設けることで、反射波が低減され、高周波電流の反射特性が改善されていることがわかる。
FIG. 20 is a diagram showing frequency characteristics relating to the reflection characteristics of the waveguide
図21は、本発明の実施の形態4における導波管スロットアレーアンテナ12の励振分布を示した図である。より具体的には、図21(a)は、振幅を示しており、図21(b)は、位相を示している。また、図21(a)および図21(b)において、実線[1]は締結部6および金属構造物10がない場合の励振分布を、破線[2]は締結部6のみがある場合の励振分布を、破線[3]は締結部6および金属構造物10がある場合の励振分布を示している。
FIG. 21 is a diagram showing the excitation distribution of the waveguide
締結部6および金属構造物10がない場合の励振分布と締結部6のみがある場合の励振分布とを比較すると、締結部6により管内波長が変動し、励振分布が変化していることがわかる。管軸方向において締結部6と等しい位置に金属構造物10を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、励振分布が改善されていることがわかる。
Comparing the excitation distribution without the
図22は、本発明の実施の形態4における、図18とは異なる構成を備えた導波管スロットアレーアンテナを示す斜視図である。図18では、下部材2側に、リッジ9および金属構造物10を設ける場合について説明した。これに対して、図22では、リッジ9および金属構造物10を設けず、下部材2の管軸方向において締結部6と等しい位置に、絞り部7を設けることで、導波管スロットアレーアンテナ12を構成している。すなわち、図22に示す導波管スロットアレーアンテナ12は、図1に示した導波管3に対して、スロット11をさらに備えた構成となっている。
22 is a perspective view showing a waveguide slot array antenna having a configuration different from that of FIG. 18 in the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 18, the case where the
このように、縮小構造部として、金属構造物10の代わりに絞り部7を設けることによっても、図18に示した導波管スロットアレーアンテナ12と同様の効果を得ることができる。
As described above, by providing the narrowed
また、図18および図22では、締結部6の全体が導波管の内部に張り出すように設けられ、導波管の外壁面は平坦であった。しかしながら、締結部6の一部を導波管の内部に張り出すように設けた構造も考えられる。図23は、本発明の実施の形態4における導波管スロットアレーアンテナ12の別の変形例を示す斜視図であり、締結部6の一部を導波管の内部に張り出すように設けた構造を示した図である。
18 and 22, the
図23に示す構造を備えることで、従来の導波管スロットアレーアンテナと比較して、導波管の外部に張り出す部分が少なくなる。この結果、締結部6に起因した導波管の内部への影響が少なくなるため、絞り部7を小さくすることができる。
By providing the structure shown in FIG. 23, as compared with the conventional waveguide slot array antenna, the portion protruding to the outside of the waveguide is reduced. As a result, the influence of the
以上のように、本実施の形態4によれば、本発明に係る導波管の広壁面に対して、スロットを形成することで、導波管スロットアレーアンテナが構成されている。スロットは、導波管広壁面において、管軸方向に対して平行になるよう、上部材に設けられている。上部材と下部材との嵌合面は、H面分割であり、導波管広壁面に平行で、導波管狭壁面を分割する面となっている。締結部は、全体もしくは一部が導波管の内部に張り出すように、導波管狭壁面に設けられている。 As described above, according to the fourth embodiment, the waveguide slot array antenna is configured by forming the slots on the wide wall surface of the waveguide according to the present invention. The slot is provided in the upper member so as to be parallel to the tube axis direction on the wide wall surface of the waveguide. The fitting surface between the upper member and the lower member is H-plane divided, and is a surface that is parallel to the wide wall surface of the waveguide and divides the narrow wall surface of the waveguide. The fastening portion is provided on the narrow wall surface of the waveguide so that the whole or a part of the fastening portion projects into the inside of the waveguide.
リッジは、導波管広壁面に対して垂直になるように、下部材から突出して設けられている。さらに、金属構造物は、管軸方向において締結部と等しい位置のリッジ上に設けられている。 The ridge is provided so as to project from the lower member so as to be perpendicular to the wide wall surface of the waveguide. Further, the metal structure is provided on the ridge at the same position as the fastening portion in the tube axis direction.
締結部に止具を使用して上部材と下部材とを嵌合させることで、本実施の形態4に係る導波管スロットアレーアンテナが形成される。ここで、締結部は、誘導性として動作するため、高周波電流の反射特性が劣化し、管内波長が変動することで通過位相が変動する。しかしながら、管軸方向において締結部と等しい位置のリッジ上に金属構造物を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、高周波電流の通過位相が改善される。 The waveguide slot array antenna according to the fourth embodiment is formed by fitting the upper member and the lower member to each other by using a fastener at the fastening portion. Here, since the fastening portion operates as inductive, the reflection characteristic of the high-frequency current deteriorates, and the passage phase changes due to the change of the in-tube wavelength. However, by providing the metal structure on the ridge at the same position as the fastening portion in the tube axis direction, the fluctuation of the in-tube wavelength is suppressed and the passing phase of the high frequency current is improved.
このような構造を構えることで、本発明に係る導波管を、放射導波管として使用することができる。さらに、通過位相の変動が抑制されることで、スロット上の励振分布が改善され、締結部による励振分布の劣化が抑圧される。そして、励振分布の改善に伴い、締結部による散乱がなくなることで、放射パターンを改善することが可能な導波管スロットアレーアンテナを実現することが可能となる。 With such a structure, the waveguide according to the present invention can be used as a radiation waveguide. Further, by suppressing the fluctuation of the passing phase, the excitation distribution on the slot is improved, and the deterioration of the excitation distribution due to the fastening portion is suppressed. Then, as the excitation distribution is improved, the scattering by the fastening portion is eliminated, so that it is possible to realize the waveguide slot array antenna capable of improving the radiation pattern.
実施の形態5.
先の実施の形態4では、導波管の広壁面4に対してスロット11を設けた導波管スロットアレーアンテナについて説明した。これに対して,本実施の形態5では、導波管の狭壁面5に対してスロット11を設けた導波管スロットアレーアンテナについて説明する。
In
図24は、本発明の実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナを示す斜視図である。図25は、本発明の実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナを示す断面図である。より具体的には、図25(a)は、図24における平面Aの断面図であり、図25(b)は、図24における平面Bの断面図であり、図25(c)は、図24における平面Cの断面図である。 FIG. 24 is a perspective view showing a waveguide slot array antenna according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 25 is a sectional view showing a waveguide slot array antenna according to the fifth embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 25(a) is a cross-sectional view of plane A in FIG. 24, FIG. 25(b) is a cross-sectional view of plane B in FIG. 24, and FIG. FIG. 24 is a cross-sectional view of plane C at 24.
図24および図25に示すように、本実施の形態5おける導波管スロットアレーアンテナ12は、互いに分割された上部材1および下部材2を備え、かつ、上部材1にスロット11が形成されることで構成されている。上部材1および下部材2は、各々内面に導波路層を有している。図25(b)および図25(c)からも明らかなように、本実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナ12は、嵌合面8により上部材1と下部材2とが嵌合されて構成される。その結果、嵌合面8と平行な方向に狭壁面5が形成され、嵌合面8と垂直な方向に広壁面4が形成される。すなわち、広壁面4は、上部材1と下部材2とが嵌合することで形成される。導波管3は、断面が縦長の矩形になっている。また、嵌合面8は、E面分割となっている。
As shown in FIGS. 24 and 25, the waveguide
上部材1および下部材2には、導波管スロットアレーアンテナ12の内側に張り出すように、上部材1と下部材2とを嵌合させるための締結部6が各々一対設けられている。図24、図25(a)、および図25(c)の記載からも明らかなように、本実施の形態5における一対の締結部6は、全体が導波管スロットアレーアンテナ12の内部に張り出すように、導波管スロットアレーアンテナ12の広壁面4に相対して設けられている。本実施の形態5では、上部材1の一対の締結部6には貫通穴が設けられ、下部材2の一対の締結部6にはねじ穴が設けられている。締結部6と止具を使用して、スロット11を有する上部材1と下部材2とを嵌合させることで、導波管スロットアレーアンテナ12が形成される。
The
導波管3の管軸方向において締結部6と等しい位置に、絞り部7が設けられている。図24および図25(c)から明らかなように、本実施の形態5に係る絞り部7は、方形形状を有している。絞り部7は、一対の締結部6に渡って下部材2の広壁面4間に設けられている。絞り部7の管軸方向の幅は、締結部6の幅と同一、あるいはほぼ同一になっている。絞り部7は、下部材2から導波管狭壁面5に対して垂直になるように突出するように設けられている。すなわち、絞り部7は、導波管3の管路断面積を部分的に縮小させる縮小構造部として機能する。
A narrowed
さらに、導波管スロットアレーアンテナ12を構成する上部材1の狭壁面5には、第2スロットに相当するスロット11が複数個設けられている。図24では、スロット11が2個設けられている場合を例示している。スロット11は、図24に示すように、1/2管内波長ごとに配置されている。スロット11は、広壁面4における管軸方向に対して傾斜角を有するように互い違いに配置されている。すなわち、図24および図25に示す導波管スロットアレーアンテナ12は、図13および図14に示した導波管3に対して、スロット11をさらに備えた構成となっている。
Further, the
次に、本実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナ12の動作原理について説明する。導波管の管壁にスロット11を設け、電磁波を漏洩させて、導波管スロットアレーアンテナ12を構成する場合、スロット11に遮られる電流が生ずるように、スロット11を配置する必要がある。そのため、導波管の狭壁面5にスロット11を設ける場合には、管軸方向に対してある傾斜角を有するようにスロット11を斜めに配置させることが一般的である。また、各スロット11を同位相で励振するために、1/2管内波長ごとに互い違いにスロット11を配置する必要がある。
Next, the operation principle of the waveguide
導波管の広壁面4から導波管の内部へ突出するように設けられた締結部6は、導波管の内部に電気的エネルギーを蓄積するため、容量性の絞りとして動作する。その結果、高周波電流の管内波長が変動することが知られている。そのため、図24の締結部6により、高周波電流の反射特性が劣化し、通過位相が変動する。さらに、スロット11上の励振分布が乱れ、放射パターンに影響を与える。
The
本実施の形態5に示されているように、導波管狭壁面5において導波管内部に突出するように設けられた絞り部7は、磁気的エネルギーを蓄積し、誘導性の絞りとして動作する。そのため、絞り部7により締結部6のサセプタンスをキャンセルすることができ、高周波電流の反射特性の劣化が抑制され、かつ、通過位相の変動による励振分布の劣化が抑制される。
As shown in the fifth embodiment, the narrowed
図26は、本発明の実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナ12の反射特性に関する周波数特性を示した図である。実線[1]は締結部6および絞り部7がない場合の周波数特性を、破線[2]は締結部6のみがある場合の周波数特性を、破線[3]は締結部6および絞り部7がある場合の周波数特性を示している。締結部6および絞り部7がない場合の周波数特性と締結部6のみがある場合の周波数特性とを比較すると、締結部6により反射波が発生し、高周波電流の反射特性が劣化していることがわかる。管軸方向において締結部6と等しい位置に絞り部7を設けることで、反射波が低減され、高周波電流の反射特性が改善されていることがわかる。
FIG. 26 is a diagram showing frequency characteristics relating to the reflection characteristics of the waveguide tube
図27は、本発明の実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナ12の励振分布を示した図である。より具体的には、図27(a)は、振幅を示しており、図27(b)は、位相を示している。また、図27(a)および図27(b)において、実線[1]は締結部6および絞り部7がない場合の励振分布を、破線[2]は締結部6のみがある場合の励振分布を、破線[3]は締結部6および絞り部7がある場合の励振分布を示している。
FIG. 27 is a diagram showing an excitation distribution of the waveguide
締結部6および絞り部7がない場合の励振分布と締結部6のみがある場合の励振分布とを比較すると、締結部6により管内波長が変動し、励振分布が変化していることがわかる。管軸方向において締結部6と等しい位置に絞り部7を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、励振分布が改善されていることがわかる。
Comparing the excitation distribution without the
なお、図24では、縮小構造部に相当する絞り部7を下部材2に設けたが、絞り部7を上部材1に、導波管の内部へ突出するように設けることで、導波管スロットアレーアンテナ12を構成することも可能である。図28は、本発明の実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナの変形例を示す斜視図であり、絞り部7を上部材1に設けた場合を示した図である。
In FIG. 24, the narrowed
図29は、本発明の実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナの変形例を示す断面図である。より具体的には、図29(a)は、図28における平面Aの断面図であり、図29(b)は、図28における平面Bの断面図であり、図29(c)は、図28における平面Cの断面図である。図28、図29に示すように、縮小構造部に相当する絞り部7を上部材1に設けた場合にも、絞り部7は、容量性として動作するため、絞り部7を下部材2に設けた場合と同様の効果が得られる。
FIG. 29 is a sectional view showing a modification of the waveguide slot array antenna according to the fifth embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 29(a) is a cross-sectional view of plane A in FIG. 28, FIG. 29(b) is a cross-sectional view of plane B in FIG. 28, and FIG. 28 is a cross-sectional view of the plane C at 28. FIG. As shown in FIGS. 28 and 29, even when the narrowed
また、図24から図29では、締結部6全体を導波管内部に張り出させたが、締結部6の一部だけを導波管内部に張り出させる構造とすることも可能である。図30は、本発明の実施の形態5における導波管スロットアレーアンテナの別の変形例を示す斜視図であり、締結部6の一部を導波管内部に張り出すように設けた構造を示した図である。
Further, in FIGS. 24 to 29, the
以上のように、本実施の形態5によれば、本発明に係る導波管の狭壁面に対して、スロットを形成することで、導波管スロットアレーアンテナが構成されている。スロットは、導波管狭壁面において、管軸方向に対して斜めになるよう、上部材に設けられている。上部材と下部材との嵌合面は、E面分割であり、導波管狭壁面に平行で、導波管広壁面を分割する面となっている。締結部は、全体もしくは一部が導波管の内部に張り出すように、導波管広壁面に設けられている。 As described above, according to the fifth embodiment, the waveguide slot array antenna is configured by forming the slots on the narrow wall surface of the waveguide according to the present invention. The slot is provided in the upper member so as to be oblique with respect to the tube axis direction on the narrow wall surface of the waveguide. The fitting surface of the upper member and the lower member is an E-plane division and is a surface that is parallel to the narrow wall surface of the waveguide and divides the wide wall surface of the waveguide. The fastening portion is provided on the wide wall surface of the waveguide so that the whole or a part of the fastening portion projects into the inside of the waveguide.
絞り部は、管軸方向において締結部と等しい位置に、導波管狭壁面から突出するように設けられている。締結部に止具を使用して上部材と下部材とを嵌合させることで、本実施の形態5に係る導波管スロットアレーアンテナが形成される。ここで、締結部は、容量性の絞りとして動作するため、高周波電流の反射特性が劣化し、管内波長が変動することで通過位相が変動する。しかしながら、管軸方向において締結部と等しい位置に絞り部を設けることで、管内波長の変動が抑えられ、高周波電流の通過位相が改善される。 The narrowed portion is provided at the same position as the fastening portion in the tube axis direction so as to project from the narrow wall surface of the waveguide. The waveguide slot array antenna according to the fifth embodiment is formed by fitting the upper member and the lower member to each other by using a fastener at the fastening portion. Here, since the fastening portion operates as a capacitive diaphragm, the reflection characteristic of the high-frequency current deteriorates, and the passage phase changes due to the change of the guide wavelength. However, by providing the narrowed portion at the same position as the fastening portion in the tube axis direction, the fluctuation of the in-tube wavelength is suppressed and the passing phase of the high frequency current is improved.
このような構造を構えることで、本発明に係る導波管を、放射導波管として使用することができる。さらに、通過位相の変動が抑制されることで、スロット上の励振分布が改善され、締結部による励振分布の劣化が抑圧される。そして、励振分布の改善に伴い、締結部による散乱がなくなることで、放射パターンを改善することが可能な導波管スロットアレーアンテナを実現することが可能となる。さらに、本実施の形態5によれば、先の実施の形態4とは異なる偏波を有する導波管スロットアレーアンテナを構成することが可能となる。 With such a structure, the waveguide according to the present invention can be used as a radiation waveguide. Further, by suppressing the fluctuation of the passing phase, the excitation distribution on the slot is improved, and the deterioration of the excitation distribution due to the fastening portion is suppressed. Then, as the excitation distribution is improved, the scattering by the fastening portion is eliminated, so that it is possible to realize the waveguide slot array antenna capable of improving the radiation pattern. Furthermore, according to the fifth embodiment, it is possible to configure a waveguide slot array antenna having a polarization different from that of the above-mentioned fourth embodiment.
実施の形態6.
本実施の形態6では、実施の形態4に係る導波管スロットアレーアンテナと、実施の形態5に係る導波管スロットアレーアンテナとを組合せることで構成された直交二偏波導波管スロットアレーアンテナについて説明する。
Sixth Embodiment
In the sixth embodiment, an orthogonal dual polarization waveguide slot array configured by combining the waveguide slot array antenna according to the fourth embodiment and the waveguide slot array antenna according to the fifth embodiment. The antenna will be described.
図31は、本発明の実施の形態6における導波管スロットアレーアンテナを示す斜視図である。図32は、本発明の実施の形態6における導波管スロットアレーアンテナを示す断面図である。より具体的には、図32(a)は、図31における平面Aの断面図であり、図32(b)は、図31における平面Bの断面図であり、図32(c)は、図31における平面Cの断面図である。 FIG. 31 is a perspective view showing a waveguide slot array antenna according to the sixth embodiment of the present invention. 32 is a sectional view showing a waveguide slot array antenna according to the sixth embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 32(a) is a cross-sectional view of plane A in FIG. 31, FIG. 32(b) is a cross-sectional view of plane B in FIG. 31, and FIG. It is sectional drawing of the plane C in 31.
図31および図32に示すように、本実施の形態6おける直交二偏波導波管スロットアレーアンテナ16は、互いに分割された上部材1および下部材2を備え、かつ、上部材1に垂直偏波スロット13aおよび水平偏波スロット13bが形成されることで構成されている。
As shown in FIGS. 31 and 32, the orthogonal dual-polarization waveguide
より具体的には、先の実施の形態4で説明した導波管スロットアレーアンテナと、先の実施の形態5で説明した導波管スロットアレーアンテナとが隣接配置された状態として、一体化して形成することで、本実施の形態6に係る直交二偏波導波管スロットアレーアンテナ16が構成されている。すなわち、実施の形態4で説明したスロット11が、垂直偏波スロット13aとして機能し、実施の形態5で説明したスロット11が、水平偏波スロット13bとして機能することで、本実施の形態6に係る直交二偏波導波管スロットアレーアンテナ16が構成されている。
More specifically, the waveguide slot array antenna described in the fourth embodiment and the waveguide slot array antenna described in the fifth embodiment are arranged adjacent to each other and integrated. By forming it, the orthogonal dual-polarization waveguide
換言すると、第1スロットに相当する垂直偏波スロット13aにより漏洩される電磁波の偏波と、第2スロットに相当する水平偏波スロット13bにより漏洩される電磁波の偏波とが互いに直交することとなる。
In other words, the polarization of the electromagnetic wave leaked by the
図31に示したように、下部材2は、垂直偏波用放射導波管14と水平偏波用放射導波管15とにより構成されている。垂直偏波用放射導波管14は、導波管広壁面4に対して垂直になるように、下部材2からリッジ9が導波管内部に向けて突出している。リッジ上部には、管軸方向において締結部6と等しい位置に、金属構造物10が設けられている。一方、水平偏波用放射導波管15は、導波管狭壁面5に対して垂直になるように、下部材2から絞り部7が導波管内部に向けて突出している。
As shown in FIG. 31, the
図33は、本発明の実施の形態6における直交二偏波導波管スロットアレーアンテナ16に関して、目標サイドローブレベルを−32dBとして設計した場合の放射パターンを示す図である。図33では、締結部6を導波管内部に張り出させた場合の放射パターンを実線で示し、締結部6を導波管外部に設けた場合の放射パターンを実線に黒丸を付して示している。締結部6を導波管外部に設けた場合には、サイドローブレベルが劣化して、−32dB以上となっている。これに対して、本実施の形態6の構造を備える直交二偏波導波管スロットアレーアンテナ16では、サイドローブレベルが−32dB以下となっており、サイドローブレベルの劣化が抑制されている。
FIG. 33 is a diagram showing a radiation pattern when the target sidelobe level is designed to be −32 dB for the orthogonal dual-polarization waveguide
また、図31および図32では、締結部6全体を導波管内部に張り出させたが、締結部6の一部だけを導波管内部に張り出させる構造とすることも可能である。図34は、本発明の実施の形態6に係る直交二偏波導波管スロットアレーアンテナの変形例を示す斜視図であり、締結部6の一部を導波管内部に張り出すように設けた構造を示した図である。
Further, in FIGS. 31 and 32, the
以上のように、実施の形態6によれば、導波管広壁面に垂直偏波スロットを設けた導波管スロットアレーアンテナと、導波管狭壁面に水平偏波スロットを設けた導波管スロットアレーアンテナとを一体に組み合わせた構造を有している。このような構造を構えることで、直交二偏波導波管スロットアレーアンテナを実現できる。また、締結部を導波管の内部に張り出させることで、締結部による散乱を抑圧でき、サイドローブ特性を改善した直交二偏波導波管スロットアレーアンテナを実現できる。 As described above, according to the sixth embodiment, a waveguide slot array antenna in which a vertical polarization slot is provided on a wide wall surface of a waveguide, and a waveguide slot antenna in which a horizontal polarization slot is provided on a narrow wall surface of the waveguide. It has a structure in which it is integrally combined with a slot array antenna. By setting up such a structure, an orthogonal dual polarization waveguide slot array antenna can be realized. Further, by projecting the fastening portion inside the waveguide, it is possible to suppress the scattering due to the fastening portion, and it is possible to realize an orthogonal dual polarization waveguide slot array antenna with improved side lobe characteristics.
1 上部材、2 下部材、3 導波管、4 広壁面、5 狭壁面、6 締結部、7 絞り部、8 嵌合面、9 リッジ、10 金属構造物、11 スロット、12 導波管スロットアレーアンテナ、13 スロット、13a 垂直偏波スロット、13b 水平偏波スロット、14 垂直偏波用放射導波管、15 水平偏波用放射導波管、16 直交二偏波導波管スロットアレーアンテナ。 1 upper member, 2 lower member, 3 waveguide, 4 wide wall surface, 5 narrow wall surface, 6 fastening portion, 7 narrowing portion, 8 fitting surface, 9 ridge, 10 metal structure, 11 slot, 12 waveguide slot Array antenna, 13 slots, 13a vertical polarization slot, 13b horizontal polarization slot, 14 vertical polarization radiation waveguide, 15 horizontal polarization radiation waveguide, 16 orthogonal dual polarization waveguide slot array antenna.
Claims (8)
前記上部材および前記下部材には、前記導波管の内側に張り出すように、前記上部材と前記下部材とを嵌合させるための締結部が設けられ、
前記上部材および前記下部材の少なくともいずれか一方には、管軸方向において前記締結部と等しい位置に、管路断面積を部分的に縮小させる縮小構造部が設けられている
導波管。 A waveguide comprising an upper member and a lower member formed in a U shape having a waveguide layer on an inner surface, the waveguide being configured by fitting the upper member and the lower member together,
The upper member and the lower member are provided with a fastening portion for fitting the upper member and the lower member so as to project to the inside of the waveguide.
At least one of the upper member and the lower member is provided with a reduction structure portion that partially reduces the cross-sectional area of the conduit in the same position as the fastening portion in the tube axis direction.
請求項1に記載の導波管。 The waveguide according to claim 1, wherein the upper member and the lower member are formed in a state where a metal plating film is applied on a resin.
前記縮小構造部は、方形形状を有し、導波管広壁面から前記導波管の内側へ突出して設けられている
請求項1または2に記載の導波管。 The fastening portion is provided on a waveguide narrow wall surface formed by fitting the upper member and the lower member,
The waveguide according to claim 1 or 2, wherein the reduction structure portion has a rectangular shape and is provided so as to protrude from the wide wall surface of the waveguide to the inside of the waveguide.
前記縮小構造部は、導波管広壁面に対して垂直に、かつ前記導波管の内側へ突出して設けられたリッジ上の、前記管軸方向において前記締結部と等しい位置に設けられた金属構造物を有する
請求項1または2に記載の導波管。 The fastening portion is provided on a waveguide narrow wall surface formed by fitting the upper member and the lower member,
The reduction structure portion is provided on a ridge that is provided perpendicularly to the wide wall surface of the waveguide and that protrudes inward of the waveguide, at a position equal to the fastening portion in the tube axis direction. The waveguide according to claim 1, which has a structure.
前記縮小構造部は、方形形状を有し、導波管狭壁面から前記導波管の内側へ突出して設けられている
請求項1または2に記載の導波管。 The fastening portion is provided on a wide wall surface of the waveguide formed by fitting the upper member and the lower member,
The waveguide according to claim 1 or 2, wherein the reduction structure portion has a rectangular shape and is provided so as to protrude from the narrow wall surface of the waveguide to the inside of the waveguide.
導波管スロットアレーアンテナ。 A waveguide slot array antenna, wherein the waveguide broad wall surface of the waveguide according to claim 3 or 4 is provided with a first slot for leaking electromagnetic waves from the waveguide.
導波管スロットアレーアンテナ。 A waveguide slot array antenna, wherein the waveguide narrow wall surface of the waveguide according to claim 5 is provided with a second slot for leaking electromagnetic waves from the waveguide.
請求項7に記載の導波管スロットアレーアンテナと
を、互いの管軸方向が平行となるように隣接配置して構成され、
前記第1スロットおよび前記第2スロットは、前記第1スロットにより漏洩された電磁波の偏波と、前記第2スロットにより漏洩された電磁波の偏波とが互いに直交するように設けられている
直交二偏波導波管スロットアレーアンテナ。 A waveguide slot array antenna according to claim 6,
The waveguide slot array antenna according to claim 7, and the waveguide slot array antenna are arranged adjacent to each other so that their tube axis directions are parallel to each other.
The first slot and the second slot are provided such that the polarized wave of the electromagnetic wave leaked by the first slot and the polarized wave of the electromagnetic wave leaked by the second slot are orthogonal to each other. Polarization waveguide slot array antenna.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019006504A JP7161817B2 (en) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | Waveguides, waveguide slot array antennas, and orthogonal dual-polarization waveguide slot array antennas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019006504A JP7161817B2 (en) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | Waveguides, waveguide slot array antennas, and orthogonal dual-polarization waveguide slot array antennas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020115618A true JP2020115618A (en) | 2020-07-30 |
JP7161817B2 JP7161817B2 (en) | 2022-10-27 |
Family
ID=71778764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019006504A Active JP7161817B2 (en) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | Waveguides, waveguide slot array antennas, and orthogonal dual-polarization waveguide slot array antennas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7161817B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4197064A4 (en) * | 2020-10-13 | 2024-02-28 | The Board of Regents of the University of Oklahoma | X-band dual-polarized slotted waveguide antenna (swga) array unit cell for large e-scanning radar systems |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04213202A (en) * | 1990-01-29 | 1992-08-04 | Alcatel Thomson Espace | Antenna composed of slotted waveguide for space radar in particular |
JP2004120044A (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | Waveguide |
JP2005033423A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Sharp Corp | Transmission line and plasma processor provided therewith |
US20100061690A1 (en) * | 2008-09-11 | 2010-03-11 | Microelectronics Technology Inc. | Waterproof communication apparatus |
JP2014060700A (en) * | 2012-08-23 | 2014-04-03 | Ntn Corp | Waveguide slot antenna and radio device equipped with the same |
-
2019
- 2019-01-18 JP JP2019006504A patent/JP7161817B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04213202A (en) * | 1990-01-29 | 1992-08-04 | Alcatel Thomson Espace | Antenna composed of slotted waveguide for space radar in particular |
JP2004120044A (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | Waveguide |
JP2005033423A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Sharp Corp | Transmission line and plasma processor provided therewith |
US20100061690A1 (en) * | 2008-09-11 | 2010-03-11 | Microelectronics Technology Inc. | Waterproof communication apparatus |
JP2014060700A (en) * | 2012-08-23 | 2014-04-03 | Ntn Corp | Waveguide slot antenna and radio device equipped with the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4197064A4 (en) * | 2020-10-13 | 2024-02-28 | The Board of Regents of the University of Oklahoma | X-band dual-polarized slotted waveguide antenna (swga) array unit cell for large e-scanning radar systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7161817B2 (en) | 2022-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8193990B2 (en) | Microstrip array antenna | |
US5173714A (en) | Slot array antenna | |
JP4743279B2 (en) | Microstrip array antenna | |
JP6470930B2 (en) | Distributor and planar antenna | |
JP2001044752A (en) | Microstrip array antenna | |
JPWO2008018481A1 (en) | Slot array antenna | |
US7218286B2 (en) | Hollow waveguide sector antenna | |
US11444384B2 (en) | Multiple-port radiating element | |
JP2020115618A (en) | Wave guide, wave guide slot array antenna and orthogonal dual-polarization wave guide slot array antenna | |
US11515637B2 (en) | Leaky wave antenna in AFSIW technology | |
JP2001111335A (en) | Microstrip array antenna | |
JP3113331B2 (en) | Slot waveguide antenna | |
JPH05129825A (en) | Microstrip antenna | |
JP6529542B2 (en) | Waveguide slot antenna | |
CN210866495U (en) | Waveguide slot antenna array | |
JP6611238B2 (en) | Waveguide / transmission line converter, array antenna, and planar antenna | |
JP6613156B2 (en) | Waveguide / transmission line converter and antenna device | |
US10862206B2 (en) | Antenna device | |
JP5419548B2 (en) | Waveguide choke structure | |
JP5546256B2 (en) | Slot array antenna | |
US20180366826A1 (en) | Phase shift circuit and power supply circuit | |
JP4871201B2 (en) | Dielectric Leaky Wave Antenna | |
JP2023117500A (en) | Antenna member and waveguide antenna | |
JP2003158420A (en) | Dielectric leak wave antenna | |
JP5030853B2 (en) | Grooved circular polarization generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220531 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220608 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220729 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221011 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7161817 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |