JP2765255B2 - ホーンアンテナ - Google Patents
ホーンアンテナInfo
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- JP2765255B2 JP2765255B2 JP3064505A JP6450591A JP2765255B2 JP 2765255 B2 JP2765255 B2 JP 2765255B2 JP 3064505 A JP3064505 A JP 3064505A JP 6450591 A JP6450591 A JP 6450591A JP 2765255 B2 JP2765255 B2 JP 2765255B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、反射鏡アンテナの一
次ホーンあるいはホーンアンテナ単体として使用され、
特に大型アンテナ用あるいは小口径のホーンアンテナに
関するものである。
次ホーンあるいはホーンアンテナ単体として使用され、
特に大型アンテナ用あるいは小口径のホーンアンテナに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置として、図５に示す
ようなものがあった。この図は、特開昭６２−１９０９
０３号公報に示されたもので、図において、１は中空円
形導波管、２はモード発生器、３は誘電体装荷ホーン、
４は誘電体整合素子である。中空円形導波管１はＴＥ11
モードを伝送し、モード発生器２はＴＥ11モードとＴＭ
11モードを発生させる。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に
誘電体装荷ホーン３の断面内における各モードの電界分
布を示す。６はＴＥ11モードの電界分布、７はＴＭ11モ
ードの電界分布、８は２つのモードを調整して合成した
電界分布を示す。誘電体装荷ホーン３は２つのモードの
振幅と位相を調整することにより同図（ｃ）のような分
布が得られ、放射パターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一
致させている。誘電体整合素子４は、中空円形導波管１
とモード発生器２とのインピーダンスの不整合による反
射を低減させるため、誘電体整合素子４の直径と長さを
調整したものである。誘電体装荷ホーン３の長さＬ1
は、開口面５において各モードの特性インピーダンスと
自由空間インピーダンスの不整合が生じる場合でも、Ｅ
面とＨ面のビーム幅を一致させるように調整する。
ようなものがあった。この図は、特開昭６２−１９０９
０３号公報に示されたもので、図において、１は中空円
形導波管、２はモード発生器、３は誘電体装荷ホーン、
４は誘電体整合素子である。中空円形導波管１はＴＥ11
モードを伝送し、モード発生器２はＴＥ11モードとＴＭ
11モードを発生させる。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に
誘電体装荷ホーン３の断面内における各モードの電界分
布を示す。６はＴＥ11モードの電界分布、７はＴＭ11モ
ードの電界分布、８は２つのモードを調整して合成した
電界分布を示す。誘電体装荷ホーン３は２つのモードの
振幅と位相を調整することにより同図（ｃ）のような分
布が得られ、放射パターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一
致させている。誘電体整合素子４は、中空円形導波管１
とモード発生器２とのインピーダンスの不整合による反
射を低減させるため、誘電体整合素子４の直径と長さを
調整したものである。誘電体装荷ホーン３の長さＬ1
は、開口面５において各モードの特性インピーダンスと
自由空間インピーダンスの不整合が生じる場合でも、Ｅ
面とＨ面のビーム幅を一致させるように調整する。
【０００３】誘電体整合素子４の近傍の電磁界は、導波
管不連続部９による反射波のため乱れる。このような電
磁界の乱れを少なくするためには、誘電体整合素子４と
導波管不連続部９とを合わせた領域を等価的に整合器に
する必要がある。
管不連続部９による反射波のため乱れる。このような電
磁界の乱れを少なくするためには、誘電体整合素子４と
導波管不連続部９とを合わせた領域を等価的に整合器に
する必要がある。
【０００４】また、放射電磁界は、開口面５における電
磁界分布から開口分布法によって求められることが知ら
れており、放射電力密度が最大放射方向に対して１／２
に減る２つの方向のはさむ角度すなわちビーム幅Θ［ｒ
ａｄ］と、開口径Ｄ1 及び波長λとの関係は、開口面５
による反射を無視した場合、次のようになる。
磁界分布から開口分布法によって求められることが知ら
れており、放射電力密度が最大放射方向に対して１／２
に減る２つの方向のはさむ角度すなわちビーム幅Θ［ｒ
ａｄ］と、開口径Ｄ1 及び波長λとの関係は、開口面５
による反射を無視した場合、次のようになる。
【０００５】 Θ＝ｋ1 （λ／Ｄ1 ） （１）
【０００６】ここで、ｋ1 は開口分布で決まる定数であ
る。これより、使用周波数に対するビーム幅Θはほぼ開
口径Ｄ1 （物理的な寸法）によって決まり、小さな開口
である程ビーム幅は広くなり、ブロードな放射パターン
が得られることがわかる。また、誘電体装荷ホーン３の
開口径Ｄ1 は、誘電体装荷ホーン３においてＴＭ11モー
ドが伝搬する条件によって、次のようになる。
る。これより、使用周波数に対するビーム幅Θはほぼ開
口径Ｄ1 （物理的な寸法）によって決まり、小さな開口
である程ビーム幅は広くなり、ブロードな放射パターン
が得られることがわかる。また、誘電体装荷ホーン３の
開口径Ｄ1 は、誘電体装荷ホーン３においてＴＭ11モー
ドが伝搬する条件によって、次のようになる。
【０００７】 Ｄ1 ＞Ｋ2 λ／εr1 1/2 （２）
【０００８】ここで、εr1は誘電体装荷ホーン３の誘電
体の比誘電率、Ｋ2 は１．２である。誘電率の高い誘電
体を用いることによって、開口径Ｄ1 を小さくできる。
体の比誘電率、Ｋ2 は１．２である。誘電率の高い誘電
体を用いることによって、開口径Ｄ1 を小さくできる。
【０００９】従って、上記従来装置は、開口径を小さく
してブロードな放射パターンが得られ、複モードによっ
て放射パターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一致させるも
のである。
してブロードな放射パターンが得られ、複モードによっ
て放射パターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一致させるも
のである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のホーンアンテナ
は以上のように構成されているので、広いビーム幅の放
射パターンを実現するために、高い誘電率の誘電体を用
いて開口径を小さくする必要があり、そのためインピー
ダンスの不整合が生じ、電気特性が劣化するという問題
点があった。また、放射パターンのＥ面とＨ面のビーム
幅を一致させるために、複モードを用いているので、各
モードの振幅と位相を最適に調整する必要があるという
問題点があった。
は以上のように構成されているので、広いビーム幅の放
射パターンを実現するために、高い誘電率の誘電体を用
いて開口径を小さくする必要があり、そのためインピー
ダンスの不整合が生じ、電気特性が劣化するという問題
点があった。また、放射パターンのＥ面とＨ面のビーム
幅を一致させるために、複モードを用いているので、各
モードの振幅と位相を最適に調整する必要があるという
問題点があった。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、電気特性の劣化を抑え、モード
の振幅と位相を調整する必要のない、広いビーム幅の放
射パターンが実現できるホーンアンテナを得ることを目
的とする。
ためになされたもので、電気特性の劣化を抑え、モード
の振幅と位相を調整する必要のない、広いビーム幅の放
射パターンが実現できるホーンアンテナを得ることを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第１のホーンア
ンテナは、給電導波管としての中空導波管と、一端を開
放とし、給電側の径が上記中空導波管の径より小さく、
かつ誘電体が充填された誘電体装荷導波管と、上記中空
導波管と上記誘電体装荷導波管の給電側とを接続する給
電側整合器を備えたホーンアンテナにおいて、上記給電
側整合器は、上記中空導波管側から上記誘電体装荷導波
管に向かって径が小さくなるテーパ状導波管と、上記中
空導波管の中心軸に沿って挿入され、上記誘電体装荷導
波管側から上記中空導波管に向かって径が小さくなるテ
ーパ状の誘電体とで構成され、上記誘電体装荷導波管の
開口面側に、上記誘電体装荷導波管に連なり、上記誘電
体の比誘電率より大きい比誘電率を有する誘電体が充填
された導波管からなる開口側整合器を有し、上記開口側
整合器を開口面から管内波長の約４分の１の厚さに設定
された４分の１波長変成器としたものである。
ンテナは、給電導波管としての中空導波管と、一端を開
放とし、給電側の径が上記中空導波管の径より小さく、
かつ誘電体が充填された誘電体装荷導波管と、上記中空
導波管と上記誘電体装荷導波管の給電側とを接続する給
電側整合器を備えたホーンアンテナにおいて、上記給電
側整合器は、上記中空導波管側から上記誘電体装荷導波
管に向かって径が小さくなるテーパ状導波管と、上記中
空導波管の中心軸に沿って挿入され、上記誘電体装荷導
波管側から上記中空導波管に向かって径が小さくなるテ
ーパ状の誘電体とで構成され、上記誘電体装荷導波管の
開口面側に、上記誘電体装荷導波管に連なり、上記誘電
体の比誘電率より大きい比誘電率を有する誘電体が充填
された導波管からなる開口側整合器を有し、上記開口側
整合器を開口面から管内波長の約４分の１の厚さに設定
された４分の１波長変成器としたものである。
【００１３】また、本発明の第２のホーンアンテナは、
給電導波管としての中空導波管と、一端を開放とし、給
電側の径が上記中空導波管の径より小さく、かつ誘電体
が充填された誘電体装荷導波管と、上記中空導波管と上
記誘電体装荷導波管の給電側とを接続する給電側整合器
を備えたホーンアンテナにおいて、上記給電側整合器
は、上記中空導波管側から上記誘電体装荷導波管に向か
って径が小さくなるテーパ状導波管と、上記中空導波管
の中心軸に沿って挿入され、上記誘電体装荷導波管側か
ら上記中空導波管に向かって径が小さくなるテーパ状の
誘電体とで構成され、上記誘体装荷導波管の開口面側端
部の上記誘電体の上記誘電体装荷導波管の中心軸を含む
中央部に、上記誘電体の比誘電率より大きい比誘電率を
有する誘電体を埋め込んで形成したモード変換開口側整
合器を有するものである。
給電導波管としての中空導波管と、一端を開放とし、給
電側の径が上記中空導波管の径より小さく、かつ誘電体
が充填された誘電体装荷導波管と、上記中空導波管と上
記誘電体装荷導波管の給電側とを接続する給電側整合器
を備えたホーンアンテナにおいて、上記給電側整合器
は、上記中空導波管側から上記誘電体装荷導波管に向か
って径が小さくなるテーパ状導波管と、上記中空導波管
の中心軸に沿って挿入され、上記誘電体装荷導波管側か
ら上記中空導波管に向かって径が小さくなるテーパ状の
誘電体とで構成され、上記誘体装荷導波管の開口面側端
部の上記誘電体の上記誘電体装荷導波管の中心軸を含む
中央部に、上記誘電体の比誘電率より大きい比誘電率を
有する誘電体を埋め込んで形成したモード変換開口側整
合器を有するものである。
【００１４】また、本発明の第３のホーンアンテナは、
上記本発明の第１のホーンアンテナにおいて、誘電体装
荷導波管から開口側整合器をなす導波管にかけての開口
部近傍の導波管の外周に導体からなるフランジを設け、
このフランジに誘電体装荷導波管の中心軸を軸とするリ
ング状に開口面側に開口した約４分の１波長の深さのみ
ぞからなるチョークを形成したものである。
上記本発明の第１のホーンアンテナにおいて、誘電体装
荷導波管から開口側整合器をなす導波管にかけての開口
部近傍の導波管の外周に導体からなるフランジを設け、
このフランジに誘電体装荷導波管の中心軸を軸とするリ
ング状に開口面側に開口した約４分の１波長の深さのみ
ぞからなるチョークを形成したものである。
【００１５】
【作用】第１のホーンアンテナは、誘電体装荷導波管の
開口面側に上記誘電体装荷導波管の誘電体の比誘電率よ
り大きい比誘電率を有する誘電体が充填された導波管か
らなる４分の１波長変成器を形成する開口側整合器を備
えているので、開口面におけるモードの特性インピーダ
ンスと自由空間インピーダンスとの不整合による電気特
性の劣化を抑えることができる。
開口面側に上記誘電体装荷導波管の誘電体の比誘電率よ
り大きい比誘電率を有する誘電体が充填された導波管か
らなる４分の１波長変成器を形成する開口側整合器を備
えているので、開口面におけるモードの特性インピーダ
ンスと自由空間インピーダンスとの不整合による電気特
性の劣化を抑えることができる。
【００１６】第２のホーンアンテナは、誘電体装荷導波
管の開口端部の誘電体の比誘電率を上記誘電体装荷導波
管の中心軸を含む中央部で大きくなるように形成したモ
ード変換開口側整合器を備えているので、開口面におけ
る電界分布が誘電率の高い部分に集中し、ＴＥ11モード
とＴＭ11モードの電界分布を合成したような電界分布を
得ることができ、モードの振幅と位相を調整することな
く１つのモードによって放射パターンのＥ面とＨ面のビ
ーム幅を一致させることができる。
管の開口端部の誘電体の比誘電率を上記誘電体装荷導波
管の中心軸を含む中央部で大きくなるように形成したモ
ード変換開口側整合器を備えているので、開口面におけ
る電界分布が誘電率の高い部分に集中し、ＴＥ11モード
とＴＭ11モードの電界分布を合成したような電界分布を
得ることができ、モードの振幅と位相を調整することな
く１つのモードによって放射パターンのＥ面とＨ面のビ
ーム幅を一致させることができる。
【００１７】第３のホーンアンテナは、誘電体装荷導波
管から開口側整合器をなす導波管にかけての開口部近傍
の導波管の外周に導体からなるフランジを設け、このフ
ランジに誘電体装荷導波管の中心軸を軸とするリング状
に開口面側に開口した約４分の１波長の深さのみぞから
なるチョークを形成したので、チョーク部分の電界の効
果によりＥ面とＨ面の電界分布をほぼ等しくでき、モー
ドの振幅と位相を調整することなく１つのモードによっ
て放射パターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一致させるこ
とができる。
管から開口側整合器をなす導波管にかけての開口部近傍
の導波管の外周に導体からなるフランジを設け、このフ
ランジに誘電体装荷導波管の中心軸を軸とするリング状
に開口面側に開口した約４分の１波長の深さのみぞから
なるチョークを形成したので、チョーク部分の電界の効
果によりＥ面とＨ面の電界分布をほぼ等しくでき、モー
ドの振幅と位相を調整することなく１つのモードによっ
て放射パターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一致させるこ
とができる。
【００１８】
【実施例】実施例１． 図１は本発明の実施例１を示す概略構成図であり、１は
図５に示した従来装置と同一のものである。図におい
て、１０は給電側整合器、１０ａはテーパ円形導波管、
１０ｂはテーパ形誘電体、１１は誘電体装荷ホーン、１
１ａは円形導波管、１１ｂはテーパ形誘電体１０ｂと同
じ材料からなる誘電体棒である。上記テーパ円形導波管
１０ａは上記中空円形導波管１より次第に径が小さくな
るような形状に設定され上記中空円形導波管１と接続さ
れ、上記円形導波管１１ａは上記テーパ円形導波管１０
ａの小さい方の径と同じ径に設定され接続される。
図５に示した従来装置と同一のものである。図におい
て、１０は給電側整合器、１０ａはテーパ円形導波管、
１０ｂはテーパ形誘電体、１１は誘電体装荷ホーン、１
１ａは円形導波管、１１ｂはテーパ形誘電体１０ｂと同
じ材料からなる誘電体棒である。上記テーパ円形導波管
１０ａは上記中空円形導波管１より次第に径が小さくな
るような形状に設定され上記中空円形導波管１と接続さ
れ、上記円形導波管１１ａは上記テーパ円形導波管１０
ａの小さい方の径と同じ径に設定され接続される。
【００１９】次に動作について説明する。内径ｄからな
る上記中空円形導波管１は励振された基本モードである
ＴＥ11モードを導波する。上記給電側整合器１０は、基
本モードの特性インピーダンスが伝搬方向で一定になる
ようにテーパ円形導波管１０ａ及びテーパ形誘電体１０
ｂのテーパ形状を調整してインピーダンス整合される。
誘電体装荷ホーン１１は、上記中空円形導波管１の基本
モードの特性インピーダンスと等しい特性インピーダン
スになるように設定される。開口面５においてモードの
特性インピーダンスと自由空間インピーダンスとの不整
合が生じるが、開口面５での反射波とテーパの両端の面
１２、１３での反射波を打ち消すように長さＬ2 、Ｌ3
を最適化することにより整合させる。また、誘電率εr2
は所望の開口径Ｄ2 が得られるように、基本モードと同
じ伝送特性を持つ等価線路を考えることによって次のよ
うになる。
る上記中空円形導波管１は励振された基本モードである
ＴＥ11モードを導波する。上記給電側整合器１０は、基
本モードの特性インピーダンスが伝搬方向で一定になる
ようにテーパ円形導波管１０ａ及びテーパ形誘電体１０
ｂのテーパ形状を調整してインピーダンス整合される。
誘電体装荷ホーン１１は、上記中空円形導波管１の基本
モードの特性インピーダンスと等しい特性インピーダン
スになるように設定される。開口面５においてモードの
特性インピーダンスと自由空間インピーダンスとの不整
合が生じるが、開口面５での反射波とテーパの両端の面
１２、１３での反射波を打ち消すように長さＬ2 、Ｌ3
を最適化することにより整合させる。また、誘電率εr2
は所望の開口径Ｄ2 が得られるように、基本モードと同
じ伝送特性を持つ等価線路を考えることによって次のよ
うになる。
【００２０】 εr2＝１＋Ｋ3λ2（Ｄ2 -2−ｄ-2 ） （３）
【００２１】ここで、Ｋ3 は０．３〜０．４の値とな
る。また、開口径Ｄ2 は基本モードのみを伝搬させる寸
法となっており、式（２）のＫ2 は０．６となる。
る。また、開口径Ｄ2 は基本モードのみを伝搬させる寸
法となっており、式（２）のＫ2 は０．６となる。
【００２２】また、給電側整合器１０は、テーパ円形導
波管１０ａ及びテーパ形誘電体１０ｂが滑らかに変化す
るような形状に設けられ、図５の従来装置の導波管不連
続部９のような不連続な形状でないため、広帯域に整合
することができ、かつ高次モードの発生を抑えるもので
ある。
波管１０ａ及びテーパ形誘電体１０ｂが滑らかに変化す
るような形状に設けられ、図５の従来装置の導波管不連
続部９のような不連続な形状でないため、広帯域に整合
することができ、かつ高次モードの発生を抑えるもので
ある。
【００２３】開口径Ｄ2 は、誘電率の高い誘電体を用い
ることによって小さくすることができる。図５の従来装
置と比較すると、式（２）のＫ2 の違いにより、同じ誘
電率の材料を用いれば、より小さな開口径を実現でき、
開口径を等しくすれば、より低い誘電率の材料でよいの
で、電気特性の劣化を抑えることができる。
ることによって小さくすることができる。図５の従来装
置と比較すると、式（２）のＫ2 の違いにより、同じ誘
電率の材料を用いれば、より小さな開口径を実現でき、
開口径を等しくすれば、より低い誘電率の材料でよいの
で、電気特性の劣化を抑えることができる。
【００２４】従って、図１に示した実施例１は、給電側
整合器によって、電気特性の劣化を抑えるものである。
整合器によって、電気特性の劣化を抑えるものである。
【００２５】実施例２． また、図２は本発明の実施例２を示す概略構成図で、１
は図５に示した従来装置と同一、１０、１１は図１に示
した実施例１と同一のものである。図において、１４は
開口側整合器、１４ａは円形導波管、１４ｂは誘電体棒
１１ｂと異なる比誘電率εr3の誘電体である。開口側整
合器１４は、誘電体装荷ホーン１１のモードの特性イン
ピーダンスと自由空間インピーダンスとの整合をとるた
めに設けられ、誘電体１４ｂの誘電率を調整することに
よって等価的に４分の１波長変成器とし、厚さＬ4 は管
内波長の約４分の１である。誘電体棒１１ｂの比誘電率
εr2と誘電体１４ｂの比誘電率εr3の関係は、等価的に
４分の１波長変成器とするため、１＜εr2＜εr3とな
る。その他の動作については図１に示した実施例１と同
様に作用し、同様の効果を有する。
は図５に示した従来装置と同一、１０、１１は図１に示
した実施例１と同一のものである。図において、１４は
開口側整合器、１４ａは円形導波管、１４ｂは誘電体棒
１１ｂと異なる比誘電率εr3の誘電体である。開口側整
合器１４は、誘電体装荷ホーン１１のモードの特性イン
ピーダンスと自由空間インピーダンスとの整合をとるた
めに設けられ、誘電体１４ｂの誘電率を調整することに
よって等価的に４分の１波長変成器とし、厚さＬ4 は管
内波長の約４分の１である。誘電体棒１１ｂの比誘電率
εr2と誘電体１４ｂの比誘電率εr3の関係は、等価的に
４分の１波長変成器とするため、１＜εr2＜εr3とな
る。その他の動作については図１に示した実施例１と同
様に作用し、同様の効果を有する。
【００２６】従って、図２に示した実施例２は、開口側
整合器を備えることによって、電気特性の劣化を抑える
ものである。
整合器を備えることによって、電気特性の劣化を抑える
ものである。
【００２７】実施例３． また、図３は本発明の実施例３を示す概略構成図で、１
は図５に示した従来装置と同一、１０、１１は図１に示
した実施例１と同一のものである。図において、１５は
モード変換開口側整合器である開口側整合器、１５ａは
円形導波管、１５ｂは誘電体棒１１ｂより誘電率の高い
誘電体、１５ｃは誘電体棒１１ｂをくりぬいた形の誘電
体である。開口面５における電界分布は誘電率の高い部
分に集中するので、図６（ｃ）のような電界分布を得る
ことができる。そのため、１つのモードによって放射パ
ターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一致させることができ
る。その他の動作については図２に示した実施例２と同
様に作用し、同様の効果を有する。
は図５に示した従来装置と同一、１０、１１は図１に示
した実施例１と同一のものである。図において、１５は
モード変換開口側整合器である開口側整合器、１５ａは
円形導波管、１５ｂは誘電体棒１１ｂより誘電率の高い
誘電体、１５ｃは誘電体棒１１ｂをくりぬいた形の誘電
体である。開口面５における電界分布は誘電率の高い部
分に集中するので、図６（ｃ）のような電界分布を得る
ことができる。そのため、１つのモードによって放射パ
ターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一致させることができ
る。その他の動作については図２に示した実施例２と同
様に作用し、同様の効果を有する。
【００２８】従って、図３に示した実施例３は、上記の
ようにモードの姿態をかえる機能も有するモード変換開
口側整合器である開口側整合器１５を備えているので、
モードの振幅と位相を調整する必要がなく１つのモード
により、Ｅ面とＨ面のビーム幅を一致させることができ
る。
ようにモードの姿態をかえる機能も有するモード変換開
口側整合器である開口側整合器１５を備えているので、
モードの振幅と位相を調整する必要がなく１つのモード
により、Ｅ面とＨ面のビーム幅を一致させることができ
る。
【００２９】実施例４． また、図４（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例４を示す概
略構成図で、１は図５に示した従来装置と同一のもので
あり、１０、１１、１４は図２に示した実施例２と同一
のものである。図において、１６はフランジ、１７はリ
ング状の溝からなるチョークである。上記フランジ１６
は、開口部の外周に設けられ、上記チョーク１７は、溝
の深さが約４分の１波長で形成されたものである。同図
（ｂ）に開口面５及びチョーク１７の断面における基本
モードの電界分布の概略図を示す。チョーク１７の電界
の効果により、Ｅ面及びＨ面の電界分布をほぼ等しくで
き、放射パターンのビーム幅をＥ面及びＨ面をほぼ等し
くできる。また、上記チョーク１７が複数のリングから
形成された場合も同様の効果を有する。その他の動作に
ついては図２に示した実施例２と同様に作用し、同様の
効果を有する。
略構成図で、１は図５に示した従来装置と同一のもので
あり、１０、１１、１４は図２に示した実施例２と同一
のものである。図において、１６はフランジ、１７はリ
ング状の溝からなるチョークである。上記フランジ１６
は、開口部の外周に設けられ、上記チョーク１７は、溝
の深さが約４分の１波長で形成されたものである。同図
（ｂ）に開口面５及びチョーク１７の断面における基本
モードの電界分布の概略図を示す。チョーク１７の電界
の効果により、Ｅ面及びＨ面の電界分布をほぼ等しくで
き、放射パターンのビーム幅をＥ面及びＨ面をほぼ等し
くできる。また、上記チョーク１７が複数のリングから
形成された場合も同様の効果を有する。その他の動作に
ついては図２に示した実施例２と同様に作用し、同様の
効果を有する。
【００３０】従って、図４に示した実施例４は、チョー
クを備えているので、モードの振幅と位相を調整する必
要がなく１つのモードにより、Ｅ面とＨ面のビーム幅を
一致させることができ、かつ小口径の開口面によって広
いビーム幅を有する放射パターンを実現できるものであ
る。
クを備えているので、モードの振幅と位相を調整する必
要がなく１つのモードにより、Ｅ面とＨ面のビーム幅を
一致させることができ、かつ小口径の開口面によって広
いビーム幅を有する放射パターンを実現できるものであ
る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１のホ
ーンアンテナは、開口側整合器を備えているので、開口
面におけるモードの特性インピーダンスと自由空間イン
ピーダンスとの不整合による電気特性の劣化を抑えるこ
とができる。また、第２のホーンアンテナは、開口側整
合器を誘電体装荷導波管の開口端部の誘電体の比誘電率
を上記誘電体装荷導波管の中心軸を含む中央部で大きく
なるように形成したモード変換開口側整合器としたの
で、開口面におけるモードの特性インピーダンスと自由
空間インピーダンスとの不整合による電気特性の劣化を
抑え、かつ、モードの姿態をかえることによりモードの
振幅と位相を調整することなく１つのモードによって放
射パターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一致させることが
できる。また、第３のホーンアンテナは、誘電体装荷導
波管から開口側整合器をなす導波管にかけての開口部近
傍の導波管の外周に開口面側に開口したリング状のチョ
ークを形成したので、開口面におけるモードの特性イン
ピーダンスと自由空間インピーダンスとの不整合による
電気特性の劣化を抑え、かつ、モードの振幅と位相を調
整することなく１つのモードによって放射パターンのＥ
面とＨ面のビーム幅を一致させることができる。
ーンアンテナは、開口側整合器を備えているので、開口
面におけるモードの特性インピーダンスと自由空間イン
ピーダンスとの不整合による電気特性の劣化を抑えるこ
とができる。また、第２のホーンアンテナは、開口側整
合器を誘電体装荷導波管の開口端部の誘電体の比誘電率
を上記誘電体装荷導波管の中心軸を含む中央部で大きく
なるように形成したモード変換開口側整合器としたの
で、開口面におけるモードの特性インピーダンスと自由
空間インピーダンスとの不整合による電気特性の劣化を
抑え、かつ、モードの姿態をかえることによりモードの
振幅と位相を調整することなく１つのモードによって放
射パターンのＥ面とＨ面のビーム幅を一致させることが
できる。また、第３のホーンアンテナは、誘電体装荷導
波管から開口側整合器をなす導波管にかけての開口部近
傍の導波管の外周に開口面側に開口したリング状のチョ
ークを形成したので、開口面におけるモードの特性イン
ピーダンスと自由空間インピーダンスとの不整合による
電気特性の劣化を抑え、かつ、モードの振幅と位相を調
整することなく１つのモードによって放射パターンのＥ
面とＨ面のビーム幅を一致させることができる。
【図１】この発明の実施例１を示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施例２を示す概略構成図である。
【図３】この発明の実施例３を示す概略構成図である。
【図４】この発明の実施例４を示す概略構成図である。
【図５】従来のホーンアンテナを示す概略構成図であ
る。
る。
【図６】従来のホーンアンテナの断面の電界分布を示す
図である。
図である。
１ 中空円形導波管 ２ モード発生器 ３ 誘電体装荷ホーン ４ 誘電体整合素子 ５ 開口面 ６ ＴＥ11モードの電界分布 ７ ＴＭ11モードの電界分布 ８ 合成した電界分布 ９ 導波管不連続部 １０ 給電側整合器 １０ａ テーパ円形導波管 １０ｂ テーパ形誘電体 １１ 誘電体装荷ホーン １１ａ 円形導波管 １１ｂ 誘電体棒 １２ 中空円形導波管と給電側整合器との境界面 １３ 給電側整合器と誘電体装荷ホーンとの境界面 １４ 開口側整合器 １４ａ 円形導波管 １４ｂ 比誘電率εr3の誘電体 １５ 開口側整合器 １５ａ 円形導波管 １５ｂ 比誘電率εr3の誘電体 １５ｃ 比誘電率εr2の誘電体 １６ フランジ １７ チョーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−25545（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−190903（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−155115（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−57809（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01Q 13/02
Claims (3)
- 【請求項１】 給電導波管としての中空導波管と、一端
を開放とし、給電側の径が上記中空導波管の径より小さ
く、かつ誘電体が充填された誘電体装荷導波管と、上記
中空導波管と上記誘電体装荷導波管の給電側とを接続す
る給電側整合器を備えたホーンアンテナにおいて、上記
給電側整合器は、上記中空導波管側から上記誘電体装荷
導波管に向かって径が小さくなるテーパ状導波管と、上
記中空導波管の中心軸に沿って挿入され、上記誘電体装
荷導波管側から上記中空導波管に向かって径が小さくな
るテーパ状の誘電体とで構成され、上記誘電体装荷導波
管の開口面側に、上記誘電体装荷導波管に連なり、上記
誘電体の比誘電率より大きい比誘電率を有する誘電体が
充填された導波管からなる開口側整合器を有し、上記開
口側整合器を開口面から管内波長の約４分の１の厚さに
設定された４分の１波長変成器としたことを特徴とする
ホーンアンテナ。 - 【請求項２】 給電導波管としての中空導波管と、一端
を開放とし、給電側の径が上記中空導波管の径より小さ
く、かつ誘電体が充填された誘電体装荷導波管と、上記
中空導波管と上記誘電体装荷導波管の給電側とを接続す
る給電側整合器を備えたホーンアンテナにおいて、上記
給電側整合器は、上記中空導波管側から上記誘電体装荷
導波管に向かって径が小さくなるテーパ状導波管と、上
記中空導波管の中心軸に沿って挿入され、上記誘電体装
荷導波管側から上記中空導波管に向かって径が小さくな
るテーパ状の誘電体とで構成され、上記誘体装荷導波管
の開口面側端部の上記誘電体の上記誘電体装荷導波管の
中心軸を含む中央部に、上記誘電体の比誘電率より大き
い比誘電率を有する誘電体を埋め込んで形成したモード
変換開口側整合器を有することを特徴とするホーンアン
テナ。 - 【請求項３】 誘電体装荷導波管から開口側整合器をな
す導波管にかけての開口部近傍の導波管の外周に導体か
らなるフランジを設け、このフランジに誘電体装荷導波
管の中心軸を軸とするリング状に開口面側に開口した約
４分の１波長の深さのみぞからなるチョークを形成した
ことを特徴とする請求項１記載のホーンアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064505A JP2765255B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | ホーンアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064505A JP2765255B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | ホーンアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301902A JPH04301902A (ja) | 1992-10-26 |
| JP2765255B2 true JP2765255B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13260131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3064505A Expired - Fee Related JP2765255B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | ホーンアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765255B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210072602A (ko) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 경남대학교 산학협력단 | 도파관 전이 구조체 |
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|---|---|---|---|---|
| US6661389B2 (en) | 2000-11-20 | 2003-12-09 | Vega Grieshaber Kg | Horn antenna for a radar device |
| KR20030010450A (ko) * | 2001-07-24 | 2003-02-05 | 삼성전기주식회사 | 유전체 렌즈를 구비한 위성안테나용 피드혼 |
| FR2861899A1 (fr) * | 2003-10-31 | 2005-05-06 | Thomson Licensing Sa | Antenne-source constituee par une ouverture rayonnante compo rtant un insert |
| KR101096950B1 (ko) * | 2004-03-19 | 2011-12-20 | 샤프 가부시키가이샤 | 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리방법 |
| JP4967107B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2012-07-04 | 国立大学法人名古屋大学 | マイクロ波導入器、プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 |
| DE102009022511B4 (de) * | 2009-05-25 | 2015-01-08 | KROHNE Meßtechnik GmbH & Co. KG | Dielektrische Antenne |
| JP6198647B2 (ja) * | 2014-03-19 | 2017-09-20 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| CN117293520B (zh) * | 2023-09-14 | 2024-03-22 | 北京西宝电子技术有限责任公司 | 介质填充喇叭天线及通信系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5225545A (en) * | 1975-08-22 | 1977-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Highly efficient surface wave excitor |
| JPS58155115U (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-17 | 八木アンテナ株式会社 | 円偏波パラボラアンテナ装置 |
| JPS62190903A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-21 | Japan Radio Co Ltd | 複モ−ドホ−ンアンテナ |
| JPH0157809U (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-11 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3064505A patent/JP2765255B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210072602A (ko) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 경남대학교 산학협력단 | 도파관 전이 구조체 |
| KR102298095B1 (ko) * | 2019-12-09 | 2021-09-02 | 경남대학교 산학협력단 | 도파관 전이 구조체 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04301902A (ja) | 1992-10-26 |
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