JP4606199B2 - 導波管スロットアレイアンテナ - Google Patents
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Description
スロットの長手方向を管軸方向に沿うようにスロットを切ると水平偏波が得られる。また、スロットの長手方向が管軸方向に対して一方側に傾斜したスロットと、反対側に傾斜したスロットが管軸方向に沿って交互に配列(いわゆるハの字形スロット)することにより、水平偏波成分が打ち消し合って垂直偏波成分のみの放射となる。
ただ、ハの字形スロットを導波管の狭壁面に設けた方が、広壁面に設けた場合よりも広い水平面内指向性が得られる。
電子通信学会、アンテナ工学ハンドブック、第1版、オーム社、平成3年9月30日、P.375 電子情報通信学会、高速ワイヤレスアクセス技術、初版、電子情報通信学会、平成16年3月5日、P.164 守屋理、石上治、後藤尚久、垂直偏波導波管スロットアンテナの指向性、「電子情報通信学会2004年ソサイエティ大会講演論文集」、電子情報通信学会、平成16年9月8日、P.169
本発明の第1の構成は、矩形導波管の両側狭壁面上にのみスロットを設け、該スロットは管軸方向上同じ位置に、長手方向が管軸方向に対して一方側に傾斜したスロットと反対側に傾斜したスロット(いわゆるハの字形スロット)が管軸方向に沿って交互に配列され、両狭壁面間で向き合うスロット同士の傾きは交差していることを特徴とする導波管スロットアレイアンテナである。
45°、135°、225°、315°付近の方向(中間角度方向)では、位相、振幅の異なる両側面からの放射が干渉し合って合成される。
その結果、図5の(b)に示すような90°方向、270°方向を中心とする落ち込みの角度幅の小さい8字形の指向性が得られるという効果がある。
その結果、0°方向、180°方向ではそれぞれ(a)の場合と同じ利得となるが、90°方向、270°方向では両側スロットからの放射が同相で合成されるので、単独指向性の場合よりも振幅(利得)が大きくなる。
以上の結果、図5の(c)の実線に示すような近十字型の水平面指向性が得られるという効果がある。
(a)に示すように、ハの字形スロット2が導波管1の左右の狭壁面に切られている。そして左右間ではスロットの傾斜が交差するように逆になっている。このようなスロットが、必要に応じて各狭壁面上下方向に複数設けられる。
片側の管壁だけを見た場合、上下方向に、傾斜が逆のスロットを交互に配置しているために水平偏波成分は打ち消し合って垂直偏波成分のみが放射されることになる。従って、左右の狭壁面のスロットから垂直偏波が放射されることになるが、左右でスロットの傾斜が逆であるため、導波管1を励振した場合、左右で位相が機械的に反転するため左右逆相で放射される。
(a)に示すように導波管狭壁面のハの字形スロット2が切られているので、垂直偏波が放射されることは図1の場合と同じであるが、左右のスロットの傾きは同じになっているので、導波管1を励振した場合、電磁波は、左右同相で放射される。
狭壁面に対して垂直な方向(図の(b)で0°、180°の方向)では、それぞれの面のスロット単独の場合の指向性に近い特性となる一方、45°、135°、225°、315°の各方向付近(中間角度方向)では、両側スロットから放射される電磁波に位相差を生ずるからその分減殺し合って振幅(利得)に落ち込みを生ずる。その結果、水平面指向性は十字形に近い特性を示すことになる。
図2の(b)の水平面指向性図と比べて中間角度方向での落ち込みが少なくなっている。
これは、導波管1内に誘電体を充填することにより管内波長が短くなり、その分だけ導波管1の広壁面幅を小さくすることができるため、両側狭壁面に設けられたスロット間隔を小さくすることができるからである。中間角度方向における、両側狭壁面スロットからの電磁波間の減殺は、両電磁波間の位相差が0°から180°までの間で大きくなるほど大きくなる。
この遮蔽板3により、一方狭壁面のスロットから斜め後方へ放射される電磁波を遮ることにより、中間角度方向における両狭壁面スロットからの放射の干渉による減殺を低減することができる。
また、狭壁面の前方および斜め前方への放射に対しては、遮蔽板3の存在は影響しないのでやはり図2の場合と同様になる。
2 ハの字形スロット
3 遮蔽板
Claims (4)
- 矩形導波管の両側狭壁面上にのみスロットを設け、該スロットは管軸方向上同じ位置に、長手方向が管軸方向に対して一方側に傾斜したスロットと反対側に傾斜したスロットが管軸方向に沿って交互に配列され、両狭壁面間で向き合うスロット同士の傾きは交差していることを特徴とする導波管スロットアレイアンテナ。
- 矩形導波管の両側狭壁面上にのみスロットを設け、該スロットは管軸方向上同じ位置に、長手方向が管軸方向に対して一方側に傾斜したスロットと反対側に傾斜したスロットが管軸方向に沿って交互に配列され、両狭壁面間で向き合うスロット同士の傾きは同じであることを特徴とする導波管スロットアレイアンテナ。
- 導波管内に誘電体が充填されていることを特徴とする請求項2記載の導波管スロットアレイアンテナ。
- 導波管の広壁面の表面幅方向中央に該表面に対し垂直面を有し、管軸方向に伸張する遮蔽板が立設されていることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の導波管スロットアレイアンテナ。
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