JP3058874B1 - Waveguide feed type antenna array - Google Patents

Waveguide feed type antenna array

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Abstract

【要約】 【課題】グレーティングローブが発生しないビームチルトアンテナ、成形可能領域が限定されない成形ビームアンテナ、同一開口面を用いる高効率な2周波数帯共用アンテナ及び偏波共用アンテナを実現する。 Abstract: beam tilt antenna grating lobes does not occur, moldable region shaped beam antenna which is not limited, to realize a highly efficient second frequency band sharing antennas and polarization shared antenna using the same open surface. 【解決手段】矩形導波管を用いた給電導波管1の短辺を並列に配列し、各給電導波管1の上面(短辺面)にそれぞれ所定の間隔で複数の放射素子2を設ける。 An arranged short sides of the feed waveguide 1 with rectangular waveguide in parallel, each of the plurality of radiating elements 2 at predetermined intervals on the upper surface (Tanhenmen) of each feed waveguide 1 provided. 各放射素子2の下側には、L字型プローブ6を設け、給電導波管1内に挿入する。 The underside of each radiating element 2, the provided L-shaped probe 6 is inserted into the feed waveguide 1. L字型プローブ6の先端の折り曲げ部6aは、管軸に直交する向きとなっている。 Bent portions 6a of the tip of the L-shaped probe 6 has a direction perpendicular to the tube axis. 給電導波管1内の電界は、L字型プローブ6の折り曲げ部6aの向きと同じであるので結合が生じ、その結合量Mは折り曲げ部6aの長さLbにほぼ比例する。 Electric field in the feed waveguide is a bond occurs is the same as the direction of the bent portion 6a of the L-shaped probe 6, the coupling amount M is substantially proportional to the length Lb of the bent portion 6a. 従って、この折り曲げ部6aの長さを各放射素子2において調整することにより、所望の結合量Mが得られる。 Therefore, by adjusting the length of the bent portion 6a at each radiating element 2, the desired coupling amount M is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば衛星放送や通信用のアンテナ、あるいはレーダ等のセンサとして使用される導波管給電型アレイアンテナに関する。 The present invention relates to, for example satellite and an antenna for communication or relating waveguide feed type array antenna used as a sensor of the radar or the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、衛星放送や通信用のンテナ、あるいはレーダ等のセンサとして使用される導波管給電型アレイアンテナは、一般にパッチアンテナやヘリカルアンテナなどの放射素子を多数配列してアンテナを構成している。 Conventionally, satellite and antenna for communication or waveguide feed type array antenna used as a sensor of the radar or the like, generally by arranging a large number of radiating elements, such as a patch antenna or helical antenna Antenna It is configured. 図15は矩形導波管の長辺(長軸側の辺)を並列に配列して給電を行なう導波管給電型アレイアンテナの構成例を示したものである。 Figure 15 shows the long side configuration example of a (long shaft side) of the waveguide-fed array antenna for supplying power are arranged in parallel of the rectangular waveguide. 図16は、同アレイアンテナの配列図である。 Figure 16 is a sequence diagram of the array antenna. 図15及び図16において、1は矩形導波管を用いた給電導波管で、この給電導波管1の長辺を並列に配列している。 15 and 16, 1 is a feed waveguide with rectangular waveguide, are arranged long sides of the feed waveguide 1 in parallel. そして、各給電導波管1の上面(長辺面)にそれぞれ所定の間隔で複数の放射素子2 Each feed waveguide 1 of the upper surface a plurality of radiating (Nagahenmen) each at a predetermined interval element 2
を設けると共に、各放射素子2を励振するピン型プローブ3を給電導波管1内に挿入して電界と結合させている。 The provided with, and is coupled with an electric field by inserting a pin-type probe 3 to excite the radiating element 2 to the feed waveguide 1. この場合、給電導波管1の長辺を0.5波長以下にすると、管内を電磁波が伝播しなくなるので、長辺は0.5波長以上に設定する必要がある。 In this case, when the long side of the feed waveguide 1 to 0.5 wavelength, since the electromagnetic waves in the tube is not propagated, the long side should be set to at least 0.5 wavelength.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、導波管配列方向のビームチルトアンテナにおいては、素子間隔が0. [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the beam tilt antenna waveguide array direction, element spacing 0.
5波長以上となり、チルト量によりグレーティングローブが発生し、アンテナ効率が低下する。 Becomes 5 or more wavelengths, the grating lobe is generated by the tilt amount, the antenna efficiency is reduced. また、成形ビームアンテナにおいても、素子間隔により成形可能な領域が決定されるため、素子間隔0.5波長以上では成形可能領域が限定され、成形可能領域外のサイドローブレベルが上昇する。 Also in the shaped beam antennas, since the moldable region is determined by the element spacing, the element spacing 0.5 wavelength or more limited the moldable region, moldable region outside of the side lobe level is increased.

【0004】また、上記図15に示した導波管給電型アレイアンテナにおいて、同一開口面を必要とする2周波数帯共用アンテナ、偏波共用アンテナの場合、図16に示すように各周波数帯用あるいは偏波用の第1の導波管4及び第2の導波管5を1本おきに配置して給電を行なうが、導波管4、5を1本おきに配置する関係から素子間隔が1波長以上となり、グレーティングローブの発生、サイドローブレベルの上昇(特に広角領域)といった現象が生じ、アンテナ効率も低下する。 [0004] Further, in the waveguide feed type array antenna shown in FIG. 15, second frequency band sharing antennas that require the same open surface, in the case of dual-polarized antenna, for each frequency band as shown in FIG. 16 or the first waveguide 4 and the second waveguide 5 arranged one every other for supplying power, but the element interval from the relationship to place the waveguide 4 and 5, skipping one for polarization There will more than 1 wavelength, the occurrence of grating lobes, increase of side lobe level (especially wide area) occurs phenomenon, the antenna efficiency is reduced.

【0005】従って、導波管配列方向でグレーティングローブが発生しないビームチルトアンテナ、あるいは成形可能領域が限定されない成形ビームアンテナ、グレーティングローブが発生しない同一開口面を用いる2周波数共用アンテナ、偏波共用アンテナを実現できないという問題が生じる。 Accordingly, the beam tilt antenna grating lobes are not generated in the waveguide array direction or moldable region shaped beam antennas are not limited to, 2 frequency sharing antennas using the same open surface grating lobes are not generated, Dual Polarized Antenna there is a problem that can not be realized.

【0006】本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、グレーティングローブが発生しないビームチルトアンテナ、あるいは成形可能領域が限定されない成形ビームアンテナ、同一開口面を用いる高効率、低サイドローブな2周波数共用のアレイアンテナ、偏波共用アンテナを構成し得る導波管給電型アレイアンテナを提供することを目的とする。 [0006] The present invention has been made to solve the above problem, the beam tilt antenna grating lobes are not generated or moldable region shaped beam antennas are not limited to, high efficiency using the same open surface, low sidelobe, a second frequency sharing array antenna, and an object thereof is to provide a waveguide-fed array antenna capable of constituting a dual-polarized antenna.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、矩形、楕円形あるいは多角形等の断面形状を持つ複数の給電導波管の短軸側の辺を上下に配置すると共に、長軸側の辺を [Summary of the first invention, rectangular, with disposing the minor axis side of the sides of the plurality of feed waveguide vertically with elliptical or polygonal cross-sectional shape, the long axis side the sides
隣接させて並列に配列し、上記短軸側上面の管軸方向に Arranged in parallel to be adjacent, in the tube axis direction of the short axis side upper surface
所定の間隔で複数の放射素子を配設した導波管給電型アレイアンテナにおいて、上記放射素子から導波管内に挿入され、導波管内の電磁界と結合する先端結合部をループ状に形成したプローブと、このプローブの先端結合部の結合量を調整する結合量調整手段とを具備したことを特徴とする。 In certain waveguide feed type antenna array which is disposed a plurality of radiating elements at intervals, it is inserted from the radiating element to the waveguide, and the distal coupling portion for coupling with the electromagnetic field in the waveguide is formed in a loop shape a probe, characterized by comprising a coupling amount adjusting means for adjusting the amount of coupling the distal end connecting portion of the probe.

【0008】 [0008]

【0009】 [0009]

【0010】 [0010]

【0011】 第2の発明は、上記第1の発明に係る導波管給電型アレイアンテナにおいて、プローブの先端結合 [0011] In a second aspect based on the first waveguide feed type array antenna according to the invention, the tip binding of the probe
部に形成したループの直径を変えて結合量を調整する結合量調整手段を備えたことを特徴とする。 Characterized by comprising a coupling amount adjusting means for adjusting the amount of coupling by changing the diameter of the formed loop section.

【0012】 第3の発明は、上記第1の発明に係る導波管給電型アレイアンテナにおいて、プローブの先端結合部と管軸方向との挟む角度を変えて結合量を調整する結合量調整手段を備えたことを特徴とする。 A third aspect based on the first waveguide feed type array antenna according to the invention, the binding amount adjusting means for adjusting the amount of coupling by changing the angle sandwiched between the tip coupling portion and the tube axis direction of the probe characterized by comprising a.

【0013】 第4の発明は、上記第1の発明に係る導波管給電型アレイアンテナにおいて、プローブの先端結合部の導波管内への挿入長を変えて結合量を調整する結合量調整手段を備えたことを特徴とする。 [0013] The fourth aspect based on the first waveguide feed type array antenna according to the invention, the binding amount adjusting means for adjusting the amount of coupling by changing the insertion length of the waveguide of the distal coupling portion of the probe characterized by comprising a.

【0014】 第5の発明は、上記第1の発明に係る導波管給電型アレイアンテナにおいて、プローブの先端結合部に形成したループの直径を変えて結合量を調整する手段、プローブの先端結合部と管軸方向との挟む角度を変えて結合量を調整する手段、プローブの先端結合部の導波管内への挿入長を変えて結合量を調整する手段を任意に組み合わせたことを特徴とする。 [0014] In a fifth aspect based on the first waveguide feed type array antenna according to the invention, means for adjusting the amount of coupling by changing the diameter of the loop formed in the distal end connecting portion of the probe, the tip binding of the probe It means for adjusting the coupling amount by changing the angle sandwiched between parts and the tube axis direction, and characterized in that any combination of means for adjusting the coupling amount by changing the insertion length of the waveguide of the distal coupling portion of the probe to.

【0015】 [0015]

【0016】 [0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

【0017】(第1実施形態) 図1は本発明の第1実施形態に係る矩形導波管短辺並列配列による導波管給電型アレイアンテナの斜視図、図2 [0017] (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view of the waveguide feed type array antenna according to the rectangular waveguide short side parallel array according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2
は同アンテナ配列図である。 Is the same antenna array diagram. 図1に示すように、矩形導波管を用いた複数の給電導波管1の短辺( 短軸側の辺) As shown in FIG. 1, the short sides of the plurality of feed waveguide 1 with rectangular waveguide (short shaft side)
を上下に配置すると共に、長辺(長軸側の辺)を相互に The well as arranged vertically, mutually long side (long shaft side)
隣接させて並列に配列し、各給電導波管1の上面(短辺面)にそれぞれ所定の間隔で例えばヘリカル型の複数の放射素子2を設ける。 Arranged in parallel to be adjacent each provided with a plurality of radiating elements 2 of for example helical predetermined intervals on the upper surface (Tanhenmen) of each feed waveguide 1. また、上記各放射素子2の下側には、図2に示すようにL字型プローブ(結合線)6を設け、給電導波管1内に挿入する。 Further, on the lower side of each radiating element 2, the provided L-shaped probe (binding wire) 6 as shown in FIG. 2, is inserted into the feed waveguide 1. この場合、給電導波管1の上面(短辺面)において、各放射素子2に対応する位置に貫通孔15を設け、この貫通孔15を介して放射素子2とL字型プローブ6とを接続している。 In this case, the upper surface of the feed waveguide 1 (Tanhenmen), the through-holes 15 at positions corresponding to the radiating element 2 is provided, and a radiating element 2 and the L-shaped probe 6 through the through-holes 15 It is connected.

【0018】また、矩形導波管の短辺面からプローブ6 Further, the probe 6 from the narrow side of the rectangular waveguide
を挿入する場合、単なるピン型では、導波管内の電界と結合せず、給電できなくなるので、図3(a)、(b) When inserting, the mere pin type does not bind to the electric field in the waveguide, so can not be powered, FIG 3 (a), (b)
に示すように例えばL字型のプローブ6を使用する。 The probe 6, for example L-shaped, as shown in use. 図3(a)は上記L字型プローブ6を含む要部の管軸直交断面図、同図(b)は同上面図である。 3 (a) is perpendicular to the tube axis cross-sectional view of a main part including the L-shaped probe 6, FIG. (B) are the same top view. L字型プローブ6の先端の折り曲げ部6aは、管軸に直交する向きとなっている。 Bent portions 6a of the tip of the L-shaped probe 6 has a direction perpendicular to the tube axis. 給電導波管1内の電界は、L字型プローブ6 Field of the feed waveguide 1 is, L-shaped probe 6
の折り曲げ部6aの向きと同じであるので結合が生じる。 Binding occurs is the same direction of the bent portion 6a and the. この結合量Mは、折り曲げ部6aの長さLbにほぼ比例する。 The binding amount M is substantially proportional to the length Lb of the bent portion 6a. 従って、この折り曲げ部6aの長さLbを図3(b)に示すように各放射素子2において調整することにより、所望の結合量Mが得られる。 Therefore, by adjusting the length Lb of the bent portion 6a at each radiating element 2, as shown in FIG. 3 (b), desired coupling amount M is obtained. なお、図3 It should be noted that, as shown in FIG. 3
(a)において、aは給電導波管1の長辺の長さ、bは短辺の長さを示している。 In (a), a long side length of the feed waveguide 1, b denotes the length of the short side.

【0019】上記のように給電導波管1の短辺を放射素子2の配列面に使用することにより、従来の導波管長辺を放射素子配列面に使用したアレイアンテナの導波管間隔以下の任意な間隔で配列できるので、ビームチルトアンテナおいてはグレーティングローブの発生を防止でき、また、成形ビームアンテナにおいては成形可能領域が限定されるという問題を解決することができる。 [0019] By using a short side of the feed waveguide 1 as described above to array surface of the radiating element 2, the conventional waveguide tube length sides below waveguide spacing of an array antenna used for radiation element array surface since can be arranged at any intervals, keep beam tilt antenna can prevent the occurrence of grating lobes, also in the shaped beam antennas it is possible to solve the problem of moldable region is limited. 例えば図2に示すように規格矩形導波管の短辺は0.45波長程度てあるので、矩形導波管短辺を並列に配列し、放射素子2に給電を行なうことにより、2周波数帯共用アンテナあるいは偏波共用アンテナのように第1の導波管4及び第2の導波管5に1本おきに給電しても、素子間隔は0.9波長となり、素子間隔を1波長以下に抑えることができるので、グレーティングローブは発生しない。 For example, since the short side of standard rectangular waveguide as shown in FIG. 2 are about 0.45 wavelength, by arranging the rectangular waveguide short sides in parallel, by performing the feeding to the radiating element 2, 2 frequency bands even if power supply to every other to the first waveguide 4 and the second waveguide 5 as a shared antenna or polarization shared antenna element interval becomes 0.9 wavelengths, one wavelength below element spacing since it is possible to suppress, the grating lobe does not occur. (第2実施形態)次に本発明の第2実施形態について説明する。 A description of a second embodiment A second embodiment of the present invention will now. 図4は、本発明の第2実施形態に係るアレイアンテナ上面図である。 Figure 4 is an array antenna top view of a second embodiment of the present invention. この第2実施形態では、L字型プローブ6の折り曲げ部6aと管軸方向との挟む角度がθ In the second embodiment, the angle sandwiched between the bent portion 6a and tube axis direction of the L-shaped probe 6 theta
aのとき、給電導波管1内の電界は折り曲げ部6aの向きにsinθaの成分を持つので結合が生じる。 When a, the electric field of the feed waveguide 1 has binding occurs because having components of sinθa the orientation of the bent portion 6a. この結合量Mは、sinθaにほぼ比例する。 The binding amount M is substantially proportional to Sinshitaei. 従って、このL Therefore, this L
字型プローブ6の折り曲げ部6aと管軸方向との挟む角度θaを各放射素子2において調整することにより所望の結合量が得られる。 Desired coupling amount is obtained by adjusting the angle θa interposed between the bent portion 6a and the tube axis direction of the shaped probe 6 at each radiating element 2.

【0020】(第3実施形態)図5(a)は本発明の第3実施形態に係る導波管給電型アレイアンテナの管軸直交断面図、同図(b)は管軸平行断面図である。 [0020] (Third Embodiment) FIG. 5 (a) third cross section perpendicular to the tube axis view of the waveguide feed type array antenna according to an embodiment of the present invention, FIG. (B) in the tube axis parallel sectional view is there. この第3実施形態は、給電導波管1内に挿入するL字型プローブ6の折り曲げ部挿入長Laによって結合量Mを調整するようにしたものである。 This third embodiment is obtained so as to adjust the coupling amount M by bending portion insertion length La of the L-shaped probe 6 to be inserted into the feed waveguide 1. L字型プローブ6の折り曲げ部挿入長をLa、給電導波管1の長辺の値をaとしたとき、その結合量Mは M=sin(π×La/a) にほぼ比例する。 L-shaped bent portion insertion length La of the probe 6, when the value of the long sides of the feed waveguide 1 is a, the binding amount of M is substantially proportional to M = sin (π × La / a). 従って、このL字型プローブ6の折り曲げ部挿入長Laを各放射素子2において調整することにより、所望の結合量Mを得ることができる。 Therefore, by adjusting the bent portion insertion length La of the L-shaped probe 6 at each radiating element 2, it is possible to obtain a desired coupling amount M.

【0021】(第4実施形態)図6は、本発明の第4実施形態に係る要部断面図である。 [0021] (Fourth Embodiment) FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view according to a fourth embodiment of the present invention. この第4実施形態は、 In the fourth embodiment,
上記L字型プローブ6に代えて先端をループ形状に形成したプローブ7を使用したものである。 It is obtained by using the probe 7 formed tip loops shape instead of the L-shaped probe 6. 上記プローブ7 The probe 7
先端のループ部7aは、管軸に直交する向きに設けられる。 Loop portion 7a of the tip is disposed in a direction perpendicular to the tube axis. 給電導波管1内の管軸方向の磁界は、ループ部7a Field in the tube axis direction of the feed waveguide 1, the loop portion 7a
を貫く向きに成分を持つため結合が生じる。 It occurs bound to have a component in a direction through the. この結合量Mは、ループ径rにほぼ比例する。 The binding amount M is substantially proportional to the loop diameter r. 従って、このループ径rを各放射素子2について調整することにより所望の結合量Mを得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain a desired coupling amount M by adjusting the loop size r for each radiating element 2.

【0022】(第5実施形態)図7(a)〜(d)及び図8は、各種プローブの構成例を示したものである。 [0022] (Fifth Embodiment) FIG. 7 (a) ~ (d) and FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of various probes. 図7(a)は、プローブ8の先端に斜め折り曲げ部8aを設けたもので、L字型プローブ6と同様に電界と結合する。 7 (a) is intended to provided an oblique bent portion 8a at the tip of the probe 8 is similarly coupled to the electric field and the L-shaped probe 6.

【0023】図7(b)は、先端をT字型に形成したT [0023] FIG. 7 (b), to form a tip in a T-shape T
字型プローブ9を用いたもので、L字型プローブ6と同様に電界と結合する。 One using the shaped probe 9, as well as to bind the electric field and the L-shaped probe 6.

【0024】図7(c)は、先端を管軸に直交する向きに折り曲げ、更にその先端をループ状に形成したプローブ10を用いたもので、折り曲げ部10aで給電導波管1内の電界と結合し、ループ部10bで管軸方向の磁界と結合する。 [0024] FIG. 7 (c), bending in a direction perpendicular to the tip to the tube axis, and further, one using a probe 10 formed with its tip in a loop, the electric field of the feed waveguide 1 at bent portions 10a bound binds to the magnetic field in the tube axis direction at the loop portion 10b and.

【0025】図7(d)は、プローブ11の先端を折り曲げると共に、更にその先端を給電導波管1の側壁に接続することにより、側壁の一部を利用して図に破線で示すようにループ部11bを構成したもので、このループ部11bにより、図6のプローブ7と同じく管軸方向の磁界と結合する。 [0025] FIG. 7 (d), with bending the tip of the probe 11, further by connecting the tip on the side wall of the feed waveguide 1, as shown by a broken line in FIG using a part of the side wall obtained by a loop portion 11b, by the loop portion 11b, similarly bound to the tube axis direction of the magnetic field and the probe 7 of FIG.

【0026】図8は、プローブ12の先端に導波管底面と概ね平行なループ部12aを構成したものである。 [0026] Figure 8, which is constituted generally parallel loop portions 12a and the waveguide bottom to the tip of the probe 12. 図8(a)は導波管給電型アレイアンテナの管軸平行断面図、同図(b)は同図(a)を底面から見た図である。 8 (a) is a tube axis parallel sectional view of a waveguide feed type array antenna, FIG. (B) is a view as seen from the bottom to FIG (a).
上記図8において、管軸方向に直交する磁界は、底面から上面方向に成分を持つため、ループ部12aと結合する。 In FIG 8, the magnetic field perpendicular to the tube axis direction, due to its components from the bottom to the top surface direction, coupling loop portion 12a. この結合量Mは、ループ径に概ね比例し、また、ループ部12aと底面との傾きによっても変化する。 The binding amount M is approximately proportional to the loop diameter, also varies with the inclination of the loop portion 12a and the bottom surface. 従って、上記ループ部12aの直径あるいは導波管底面との傾きを各放射素子2において調整することにより、所望の結合量が得られる。 Therefore, by adjusting the inclination of the diameter or the waveguide bottom surface of the loop portion 12a at each radiating element 2, the desired coupling amount is obtained.

【0027】(第6実施形態)この第6実施形態は、図9〜図11に示すように給電導波管1における短絡された終端と直近の放射素子2との距離を管内波長の約1/ [0027] (Sixth Embodiment) The sixth embodiment is from about 1 the distance between the end and the nearest radiating element 2 which is short-circuited in the feed waveguide 1 as shown in FIGS. 9 to 11 of the guide wavelength /
4の整数倍(0を含む)に設定したものである。 4 of an integral multiple is obtained by setting (including 0). 特に、 In particular,
プローブ先端がL字型、T字型のような電界と結合する場合には、給電導波管1における短絡された終端と直近の放射素子2との距離を「管内波長の約1/4+1/2 Probe tip L-shape, when combined with the electric field, such as T-shape, approximately the distance between the end and the nearest radiating element 2 which is short-circuited in the feed waveguide 1 of the "guide wavelength 1/4 + 1 / 2
の整数倍(0を含む)」に設定し、また、ループ型のように磁界と結合する場合には、短絡終端と直近の放射素子2との距離を「管内波長の約1/2の整数倍(0を含む)」に設定する。 Was set to an integral multiple (including 0) "on, also, when attached to the magnetic field as of the loop is about 1/2 of the integer the distance between the short end and the nearest radiating element 2 of the" guide wavelength to set the times (including zero) ". このように設定することにより、短絡された終端からの反射波も有効に放射でき、アンテナ効率を向上することができる。 By setting this way, the reflected waves from the short-circuit terminations also efficiently emits, it is possible to improve the antenna efficiency.

【0028】図9は、L字型プローブ6を使用し、折り曲げ部6aが導波管内の電界と結合する場合の例を示したもので、給電導波管1の短絡壁20から電界定在波が最大となる管内波長約1/4の距離に放射素子2を配置している。 [0028] Figure 9, using the L-shaped probe 6, in which the bent portion 6a is an example of a case that bind to field in the waveguide, the electric field standing from shorting wall 20 of the feed waveguide 1 waves are arranged radiating elements 2 at a distance of the guide wavelength of about 1/4 the maximum.

【0029】図10は、先端にループ部7aが形成されたプローブ7を使用した場合の例を示したもので、給電導波管1の短絡壁20から磁界定在波が最大となる管内波長約1/2の距離に放射素子2を配置している。 [0029] Figure 10 shows an example of the case of using the probe 7 to the loop portion 7a is formed at the distal end, the guide wavelength of the magnetic field standing wave from shorting wall 20 of the feed waveguide 1 is maximum It is arranged radiating elements 2 to approximately 1/2 of the distance.

【0030】図11は、先端にループ部7aが形成されたプローブ7を使用した場合の他の例を示したもので、 [0030] Figure 11 shows a further example using the probe 7 to the loop portion 7a is formed at the distal end,
磁界定在波が最大となる導波管短絡壁20の近傍に放射素子2を配置している。 Magnetic field standing wave are arranged radiating element 2 in the vicinity of the waveguide short-circuit wall 20 which becomes maximum. この場合には、ループ部7aの先端部と短絡壁20との距離は、約1/4波長以下となる。 In this case, the distance between the tip portion of the loop portion 7a and the short-circuit wall 20 is equal to or less than about a quarter wavelength.

【0031】(第7実施形態)図12(a)、(b) [0031] (Seventh Embodiment) FIG. 12 (a), (b)
は、導波管給電型アレイアンテナを複数配置したビームチルトアンテナ、成形ビームアンテナの構成例を示したものである。 Is a diagram showing a waveguide-fed array antenna plurality placed the beam tilt antenna, a configuration example of a shaped beam antenna. 図12(a)において、入出力端子21から入力した電力は、分配器22で各給電導波管1に分配される。 12 (a), the power inputted from the input-output terminal 21 is distributed by the distributor 22 to each feed waveguide 1. この分配された電力は、前記各実施形態で示したプローブと結合量調整方法により、給電導波管1上の放射素子2を所望の励振分布で励振し、電磁波として自由空間に放射される。 The distributed power, the by the probe and the coupling amount adjustment method shown in the embodiments, the radiating element 2 on the feed waveguide 1 excites a desired excitation profile is radiated into free space as an electromagnetic wave. 図12(a)は、分配器22を一方の端部に配置したもので、給電導波管1は図の下側から給電され、終端は図の上側となる。 FIG. 12 (a) obtained by placing the distributor 22 at one end, the feed waveguide 1 is powered from the lower side of the figure, the termination is the upper side in FIG. また、図12 In addition, FIG. 12
(b)は、分配器22を中央部背面に配置した場合の例を示したもので、給電導波管1は中央部背面から給電される。 (B) is a drawing showing an example in the case where a distributor 22 to the central portion back, feed waveguide 1 is powered from the central rear portion. 従って、給電導波管1の終端は、図の上側と下側となる。 Therefore, the end of the feed waveguide 1 becomes the upper side and lower side of FIG.

【0032】(第8実施形態)図13は、導波管給電型アレイアンテナを複数配置した2周波数帯共用アンテナ、偏波共用アンテナの構成例を示したものである。 [0032] (Eighth Embodiment) FIG. 13 is a second frequency band sharing antennas of waveguide feed type array antenna a plurality of placement, it shows a configuration example of a dual-polarized antenna. この例では、2周波数帯共用アンテナとして説明するが、 In this example, although described as a second frequency band sharing antennas,
偏波共用アンテナにおいても同様の構成となる。 Also the same configuration in dual-polarized antenna.

【0033】図13において、一方の入出力端子21にはf1の周波数帯の信号が入力され、他方の入出力端子25にはf2の周波数帯の信号が入力される。 [0033] In FIG. 13, the one input-output terminal 21 is input signal in the frequency band of f1, the other input-output terminal 25 signals in the frequency band of f2 is input. 上記入出力端子21、25に入力された各周波数帯の電力は、分配器22、26で分配され、1個おきに配置された各周波数帯用の導波管4、5に給電される。 Power of each frequency band is input to the input-output terminals 21 and 25 is distributed by the distributor 22 and 26, is fed to the waveguide 4 and 5 for each of the frequency bands which are disposed in every other. この分配された電力は、前記各実施形態で示したプローブと結合量調整方法により、導波管4、5上の放射素子2、27を所望の励振分布で励振し、電磁波として自由空間に放射される。 The distributed power, the by the probe and the coupling amount adjustment method shown in the embodiments, to excite the radiating elements 2, 27 on the waveguide 4, 5 at the desired excitation distribution radiated into free space as an electromagnetic wave It is. なお、上記図13では、分配器22、26を端部に配置した場合について示したが、図12(b)の場合と同様に中央部背面に配置することも可能である。 In FIG 13, there is shown the case of arranging the distributor 22, 26 to the end, can be arranged in the center back as in the case of FIG. 12 (b).

【0034】また、上記各実施形態では、給電導波管1 [0034] In the above embodiments, the feed waveguide 1
として矩形導波管を用いた場合について示したが、その他、例えば図14(a)に示すように楕円形の断面形状を持つ導波管31、あるいは図14(b)に示すように多角形(例えば8角形)の断面形状を持つ導波管32を用いても良い。 Rectangular case of using a waveguide shown for, but others such as polygons, as shown in the waveguide 31 having an elliptical cross-sectional shape or FIG 14, (b), as shown in FIG. 14 (a) as (e.g. octagonal) may be used a waveguide 32 having a cross-sectional shape of the. 上記図14(a)、(b)において、符号aは各導波管31、32の長辺(長軸側の辺) 、bは短辺(短軸側の辺)を示している。 In FIG 14 (a), (b), symbol a long side (long shaft side) of each waveguide tube 31 and 32, b represents the short side (short shaft side). 上記楕円形導波管3 The elliptical waveguide 3
1、あるいは多角形導波管32を用いても、上記各実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。 1, or even using a polygonal waveguide 32, it is possible to obtain effects similar to the above described embodiments, the effect.

【0035】以上のように構成された導波管短辺面の導波管軸方向に放射素子を配列した導波管給電型アレイアンテナにより、グレーティングローブが発生しないビームチルトアンテナ、成形可能領域が限定されない成形ビームアンテナ、同一開口面を用いる高効率な2周波数帯共用アンテナ、偏波共用アンテナを実現することができる。 [0035] With the above-configured by arranging radiating element to the waveguide axis of the waveguide narrow side waveguide-fed array antenna, the beam tilt antenna grating lobes are not generated, the moldable region limiting shaped beam antennas, high-efficiency second frequency band sharing antennas using the same open surface, it is possible to realize a dual-polarized antenna. また、上記各実施形態で示したプローブの形状及び結合量調整方法は、任意に組み合わせて使用することができる。 The shape and binding amount adjusting method of probe shown in the above embodiments may be used in any combination. また、上記各実施形態では、給電導波管1の上面に貫通孔15を設けて放射素子2と各プローブとを接続する場合について示したが、貫通孔15の代わりに導波管軸方向に対して直角にスリットを設け、このスリットよりプローブを給電導波管1内に挿入できるようにしても良い。 In the above embodiment shows the case where the through-hole 15 provided on the upper surface of the feed waveguide 1 for connecting the radiating element 2 and the probe, the waveguide axis direction instead of the through-holes 15 slits at right angles against may be a probe from the slit to be inserted into the feed waveguide 1. このように給電導波管1の上面にスリットを設けることにより、プローブをスリットを挿通して給電導波管1内に挿入できるので、放射素子2とプローブとを予め一体化して形成することが可能となる。 By providing in this way are slit top surface of the feed waveguide 1, since the probe can be inserted by inserting a slit in the feed waveguide 1, to be formed in advance integrating the radiating element 2 and the probe It can become.

【0036】 [0036]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、矩形、楕円形あるいは多角形等の断面形状を持つ給電導波管短辺面の管軸方向に複数の放射素子を配列すると共に、上記放射素子に接続するプローブを導波管内に挿入し、その先端部を導波管内の電磁界と結合するようにL According to the present invention as described above in detail, according to the present invention, a rectangular, as well as arranging a plurality of radiating elements in the tube axis direction of elliptical or polygonal feed waveguide narrow side with a cross-sectional shape such as as a probe to be connected to the radiating element inserted into the waveguide, couples the tip with the electromagnetic field in the waveguide L
字型、T字型あるいはループ状等に形成し、このプローブの先端結合部の結合量を例えば大きさ、管軸方向に対する角度、導波管内への挿入長等を変えて調整するようにしたので、グレーティングローブが発生しないビームチルトアンテナ、成形可能領域が限定されない成形ビームアンテナを構成することができる。 Shape, formed in a T-shape or a loop shape or the like, and to adjust the amount of coupling the distal end connecting portion of the probe e.g. size, angle with respect to the tube axis direction, by changing the insertion length or the like into the waveguide since, it is possible to configure the beam tilt antenna grating lobes does not occur, the shaped beam antennas moldable region is not limited. また、周波数f1 In addition, the frequency f1
及びf2用の給電導波管を交互に配列して2周波数帯共用のアレイアンテナを構成した場合でも、放射素子の間隔を1波長以下に抑えてグレーティングローブの発生を防止でき、高効率のアレイアンテナを構成することができる。 And even when an array antenna of the array to second frequency band sharing alternately feed waveguide for f2, it is possible to prevent the occurrence of grating lobes to suppress the distance of the radiating element to less than 1 wavelength, high efficiency of the array it is possible to configure the antenna. 更に、偏波共用アンテナにおいても、2周波数帯共用のアレイアンテナと同様に構成して同様の効果を得ることができる。 Furthermore, in dual-polarized antenna, it is possible to obtain the same effect as configured similarly to the second frequency band sharing array antenna.

【0037】また、本発明は、上記導波管給電型アレイアンテナにおいて、給電導波管の短絡された終端と直近の放射素子との距離を管内波長の約1/4の整数倍(0 Further, the present invention is described above in waveguide feed type array antenna, about 1/4 of an integral multiple (0 guide wavelength distance between the shorted end and last radiating element feed waveguide
を含む)に設定するようにしたので、短絡された終端からの反射波も有効に放射でき、アンテナ効率を向上することができる。 Since so as to set the containing), reflected waves from the short-circuit terminations also efficiently emits, it is possible to improve the antenna efficiency.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1実施形態に係る矩形導波管短辺並列配列による導波管給電型アレイアンテナの斜視図。 1 is a perspective view of a waveguide feed type array antenna according to the rectangular waveguide short side parallel array according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態における導波管給電型アレイアンテナの配列図。 [Figure 2] sequence diagram waveguide-fed array antenna according to the embodiment.

【図3】(a)は同実施形態における含む要部の管軸直交断面図、(b)は同上面図。 3 (a) is perpendicular to the tube axis cross-sectional view of a main part including in the same embodiment, (b) the top view.

【図4】本発明の第2実施形態に係る導波管給電型アレイアンテナの上面図。 Top view of a waveguide-fed array antenna according to a second embodiment of the present invention; FIG.

【図5】(a)は本発明の第3実施形態に係る導波管給電型アレイアンテナの管軸直交断面図、(b)は同管軸平行断面図。 5 (a) the third cross section perpendicular to the tube axis view of the waveguide feed type array antenna according to the embodiment, (b) the tube axis parallel sectional view of the present invention.

【図6】本発明の第4実施形態に係る導波管給電型アレイアンテナの管軸直交断面図。 [6] Fourth embodiment the cross section perpendicular to the tube axis view of the waveguide feed type array antenna according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5実施形態に係る導波管給電型アレイアンテナの各種プローブの構成例を示す管軸直交断面図。 [7] Fifth perpendicular to the tube axis cross-sectional view showing a configuration example of various probe waveguide feeding type array antenna according to an embodiment of the present invention.

【図8】(a)は同実施形態におけるプローブ形状及び結合量調整方法を示す波管給電型アレイアンテナの管軸平行断面図、同図(b)は同底面図。 8 (a) is a tube axis parallel sectional view of a wave tube feeding type array antenna showing a probe shape and binding amount adjustment method according to the embodiment, FIG. (B) is the bottom view.

【図9】本発明の第6実施形態に係る導波管給電型アレイアンテナの短絡された終端と直近の放射素子との距離の設定例を示す図。 9 is a diagram showing an example of setting the distance between the sixth short-circuit terminations and last radiating element waveguide feed type array antenna according to an embodiment of the present invention.

【図10】同実施形態における給電導波管の短絡された終端と直近の放射素子との距離の他の設定例を示す図。 10 is a view showing another example of setting the distance between the shorted end and last radiating element feed waveguide in the embodiment.

【図11】同実施形態における給電導波管の短絡された終端と直近の放射素子との距離の他の設定例を示す図。 11 is a diagram showing another example of setting the distance between the shorted end and last radiating element feed waveguide in the embodiment.

【図12】本発明の第7実施形態に係るビームチルトアンテナ、成形ビームアンテナの構成例を示し、(a)は分配器を端部に配置した場合の上面図、(b)は分配器を中央部の背面に配置した場合の上面図。 [12] beam tilt antenna according to a seventh embodiment of the present invention, showing a configuration example of a shaped beam antenna, (a) shows the top view of the case of arranging the end portion of the distributor, the (b) is a distributor top view of the case of arranging on the back of the central portion.

【図13】本発明の第8実施形態に係る2周波数帯共用アンテナ、偏波共用アンテナの構成例を示す上面図。 [13] Eighth second frequency band sharing antenna according to an embodiment of the present invention, top view showing a configuration example of a dual-polarized antenna.

【図14】本発明に係る導波管給電型アレイアンテナの給電導波管の構成例を示し、(a)は楕円形導波管を用いた場合の管軸直交断面図、(b)は多角形導波管を用いた場合の管軸直交断面図。 [Figure 14] shows an example of the configuration of the feed waveguide of the waveguide-fed array antenna according to the present invention, (a) shows the cross section perpendicular to the tube axis view in the case of using an elliptical waveguide, (b) is cross section perpendicular to the tube axis view in the case of using the polygonal waveguide.

【図15】従来の矩形導波管長辺並列配列による導波管給電型アレイアンテナの斜視図。 Figure 15 is a perspective view of a conventional waveguide-fed array antenna according to the rectangular waveguide tube length sides parallel array.

【図16】図15に示す導波管給電型アレイアンテナの配列図。 [16] sequence diagram waveguide feeding type array antenna shown in FIG. 15.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 給電導波管 2 放射素子 4 第1の導波管 5 第2の導波管 6 L字型プローブ 7〜12 プローブ 15 貫通孔 20 導波管短絡壁 21.25 入出力端子 22.26 分配器 27 放射素子 31 楕円形導波管 32 多角形導波管 1 feed waveguide 2 radiating element 4 first waveguide 5 second waveguide 6 L-shaped probe 7-12 probe 15 through hole 20 waveguide short wall 21.25 input-output terminal 22.26 distributor vessel 27 radiating elements 31 elliptical waveguide 32 polygonal waveguide

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 久松 東京都小平市上水南町4−6−7−101 (56)参考文献 特開 平5−160610(JP,A) 特開 平11−308019(JP,A) 特許3038205(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H01P 5/04 605 H01P 5/103 H01Q 11/08 JICSTファイル(JOIS) WPI(DIALOG) 5J021 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Nakano Hisamatsu Tokyo Kodaira Josuiminami cho 4-6-7-101 (56) reference Patent flat 5-160610 (JP, a) JP flat 11-308019 (JP, a) patent 3038205 (JP, B2) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) H01P 5/04 605 H01P 5/103 H01Q 11/08 JICST file (JOIS) WPI (DIALOG) 5J021

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 矩形、楕円形あるいは多角形等の断面形状を持つ複数の給電導波管の短軸側の辺を上下に配置す 1. A be placed rectangles, the short shaft of the sides of the plurality of feed waveguide having an elliptical or polygonal cross-sectional shape in the vertical
    ると共に、長軸側の辺を相互に隣接させて並列に配列 Rutotomoni, arranged in parallel to be adjacent to each other side of the long shaft
    し、上記短軸側上面の管軸方向に所定の間隔で複数の放射素子を配設した導波管給電型アレイアンテナにおいて、 上記放射素子から導波管内に挿入され、導波管内の電磁界と結合する先端結合部をループ状に形成したプローブと、このプローブの先端結合部の結合量を調整する結合量調整手段とを具備したことを特徴とする導波管給電型アレイアンテナ。 And, above the short shaft top waveguide feed type array antenna a plurality of radiating elements is disposed at a predetermined interval in the axial direction of the tube, and is inserted from the radiating element to the waveguide, the electromagnetic field in the waveguide binding to a probe tip coupled portion is formed in a loop shape, waveguide feed type array antenna, characterized by comprising a coupling amount adjusting means for adjusting the amount of coupling the distal end connecting portion of the probe and.
  2. 【請求項2】 上記結合量調整手段は、プローブの先端 Wherein said binding amount adjusting means, the tip of the probe
    結合部に形成したループの直径を変えて結合量を調整することを特徴とする請求項1記載の導波管給電型アレイアンテナ。 Waveguide feed type array antenna according to claim 1, wherein the adjusting the amount of coupling by changing the diameter of the formed in the coupling portion loops.
  3. 【請求項3】 上記結合量調整手段は、プローブの先端結合部と管軸方向との挟む角度を変えて結合量を調整することを特徴とする請求項1記載の導波管給電型アレイアンテナ。 Wherein said binding amount adjusting means, waveguide feed type array antenna according to claim 1, wherein adjusting the coupling amount by changing the angle sandwiched between the tip coupling portion and the tube axis direction of the probe .
  4. 【請求項4】 上記結合量調整手段は、プローブの先端結合部の導波管内への挿入長を変えて結合量を調整することを特徴とする請求項1記載の導波管給電型アレイアンテナ。 Wherein said binding amount adjusting means, waveguide feed type array antenna according to claim 1, wherein adjusting the coupling amount by changing the insertion length of the waveguide of the distal coupling portion of the probe .
  5. 【請求項5】 上記結合量調整手段は、プローブの先端結合部に形成したループの直径を変えて結合量を調整する手段、プローブの先端結合部と管軸方向との挟む角度を変えて結合量を調整する手段、プローブの先端結合部の導波管内への挿入長を変えて結合量を調整する手段を任意に組み合わせたことを特徴とする請求項1記載の導波管給電型アレイアンテナ。 Wherein said binding amount adjusting means, means for adjusting the amount of coupling by changing the diameter of the loop formed in the distal end connecting portion of the probe, binding a different angle sandwiched between the tip coupling portion and the tube axis direction of the probe means for adjusting the amount waveguide feed type array antenna according to claim 1, wherein the binding amount of any combination of means for adjusting the by changing the insertion length of the waveguide of the distal coupling portion of the probe .
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