JP4835843B2

JP4835843B2 - Waveguide slot array antenna

Info

Publication number: JP4835843B2
Application number: JP2006168951A
Authority: JP
Inventors: 真安藤; 二郎廣川; ▲びょう▼ 張; 康弘常光
Original assignee: Japan Radio Co Ltd; Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Japan Radio Co Ltd; Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-06-19
Also published as: JP2007336459A

Description

本発明は、マイクロ波帯、ミリ波帯において用いられる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 slot array antenna used in a microwave band and a millimeter wave band.

導波管スロットアレーアンテナとは、従来の複数のスロットアンテナを素子アンテナとしてあるパターンに配置したアレーアンテナであり、主に導波管ベースとスロット板とにより構成されている。スロット板の各スロット孔の寸法と配置によって、ある領域内に所望の電界分布が得られる。 The waveguide slot array antenna is an array antenna in which a plurality of conventional slot antennas are arranged as element antennas in a pattern, and is mainly composed of a waveguide base and a slot plate. Depending on the size and arrangement of the slot holes in the slot plate, a desired electric field distribution can be obtained in a certain region.

従来の導波管スロットアレーアンテナは、例えば特許文献１に示されるように、与えられた設計周波数に対して、導波管ベースとスロット板とが設計されている。すなわち、設計周波数としてｆ０が与えられた場合は、周波数ｆ０に対して最適化された導波管ベース及びスロット板を製作し、設計周波数としてｆ１が与えられた場合は、周波数ｆ１に対して最適化された導波管ベース及びスロット板を製作していた。しかし、このようなアンテナは６ｃｈ（１ｃｈが約３０ＭＨｚ）程度をカバーするのみであり、狭帯域であるため、さまざまな周波数に対する導波管ベースとスロット板とを用意する必要があった。なお、ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３などの設定周波数は、例えば電話会社毎に免許されている。また地域によっても異なる周波数が割り当てられ、さらにまた、国によっても、異なる周波数が割り当てられることが多い。 In a conventional waveguide slot array antenna, for example, as shown in Patent Document 1, a waveguide base and a slot plate are designed for a given design frequency. That is, when f0 is given as the design frequency, a waveguide base and a slot plate optimized for the frequency f0 are manufactured, and when f1 is given as the design frequency, the best for the frequency f1 is produced. Waveguide bases and slot plates that have been made into a standard have been manufactured. However, since such an antenna only covers about 6 channels (1 channel is about 30 MHz) and has a narrow band, it is necessary to prepare waveguide bases and slot plates for various frequencies. Note that set frequencies such as f0, f1, f2, and f3 are licensed, for example, for each telephone company. Also, different frequencies are assigned depending on regions, and different frequencies are often assigned depending on countries.

しかしながら、導波管ベースは、通常ＮＣマシンや、ダイキャスト等で製造されるが、特にダイキャストによる場合は、ダイキャストに用いられる金型が高価であるため製造コストが高く、各周波数に対応した導波管ベースを多数取り揃えることができないという問題があった。一方、スロット板は放電加工やエッチングで製造されるため、導波管ベースに較べ安価に製造することができる。 However, the waveguide base is usually manufactured by NC machine, die-casting, etc. However, especially when using die-casting, the die used for die-casting is expensive, so the manufacturing cost is high and it corresponds to each frequency. There is a problem that a large number of waveguide bases cannot be prepared. On the other hand, since the slot plate is manufactured by electrical discharge machining or etching, it can be manufactured at a lower cost than the waveguide base.

そこで、例えば周波数ｆ０に対して最適化された導波管ベース及びスロット板を、周波数ｆ１にも用いて、アンテナを作動させようとすると、指向性特性が劣化してしまうという問題があった。具体的には、図６に示すように、２５．３ＧＨｚの周波数に対して最適化された導波管ベース及びスロット板を、周波数を０．５ＧＨｚずらした２５．８ＧＨｚに用いると、約２．５ｄＢも指向性利得が低下してしまっていた。従って、周波数ｆ０に対して最適化された導波管ベース及びスロット板を、周波数ｆ１について用いることはできなかった。なお、図６に示す特性を広帯域とする、すなわちグラフを平坦とする研究は、盛んであるが原理的に限界がある。 Therefore, for example, if the antenna base is operated using the waveguide base and the slot plate optimized for the frequency f0 also for the frequency f1, there is a problem that the directivity characteristic deteriorates. Specifically, as shown in FIG. 6, when a waveguide base and a slot plate optimized for a frequency of 25.3 GHz are used for 25.8 GHz with a frequency shifted by 0.5 GHz, about 2. The directivity gain has decreased by 5 dB. Thus, a waveguide base and slot plate optimized for frequency f0 could not be used for frequency f1. In addition, although research on making the characteristic shown in FIG. 6 into a wide band, that is, making the graph flat is thriving, there is a limit in principle.

また、従来は、周波数ｆ０に対して最適化された導波管ベース及びスロット板を用いて、周波数帯域をできるだけ広帯域にするように、例えば中央給電型や、部分並列給電型等の導波管スロットアレーアンテナ等の開発がなされているが、問題の解決には至っていない。
特開２００４−１４７１６９号公報 Conventionally, for example, a central feed type or a partially parallel feed type waveguide is used so as to make the frequency band as wide as possible by using a waveguide base and a slot plate optimized for the frequency f0. Slot array antennas have been developed, but the problem has not been solved.
JP 2004-147169 A

本発明は、上述したような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ある設定周波数に対して設計された導波管ベースであっても、スロット板を交換することによって周波数を切り替えることができ、広帯域の周波数をカバーすることができる導波管スロットアレーアンテナを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and the object of the present invention is to replace a slot plate with a frequency even if it is a waveguide base designed for a certain set frequency. It is an object of the present invention to provide a waveguide slot array antenna that can switch a frequency range and cover a wide frequency range.

本発明の上記目的は、給電口、給電導波路、放射導波路、Ｔ分岐部、及び側壁を具備する導波管ベースと、前記放射導波路に対応する位置に、長手方向に沿ってスロット孔が設けられてスロット孔列が形成されたスロット板とを具備して成る導波管スロットアレーアンテナにおいて、前記導波管ベースは、周波数ｆ０について最適化されたものを用い、前記スロット板は、前記周波数ｆ０及び該周波数ｆ０とは異なる周波数のそれぞれに対して最適化されたもののいずれかに交換可能であり、前記導波管ベースと前記各周波数に対して最適化されたスロット板との組み合わせにより複数の周波数帯域をカバー可能としたことを特徴とし、且つ、前記周波数ｆ０よりも低い周波数ｆ０−Δｆに対して最適化されたスロット板は、等位相面が前記放射導波路に対して所定の角度を有するように、また始端スロット孔が、外側の放射導波路に向かうにつれて、徐々に前記給電口から遠い位置に形成されるように、さらにまた終端スロット孔と側壁との間の距離が、スロット板の幅方向の中央部に形成された前記スロット孔列ほど長くなるように、前記スロット孔が形成されていることを特徴とする導波管スロットアレーアンテナを提供することによって達成される。 The object of the present invention is to provide a waveguide base having a feeding port, a feeding waveguide, a radiation waveguide, a T-branch, and a side wall, and a slot hole along the longitudinal direction at a position corresponding to the radiation waveguide. And a slot plate in which a slot hole array is formed, wherein the waveguide base is optimized for the frequency f0, and the slot plate is the interchangeable in any of those optimized for each of a frequency different from the frequency f0 and the frequency f0, the combination of the optimized slot plate to the said waveguide-based each frequency And the slot plate optimized for the frequency f0-Δf lower than the frequency f0 has an equiphase surface as described above. Further, the end slot hole is formed so as to have a predetermined angle with respect to the projecting waveguide, and so that the start slot hole is gradually formed at a position farther from the feeding port toward the outer radiation waveguide. A waveguide slot array antenna , wherein the slot hole is formed such that a distance between the side wall and the side wall becomes longer as the slot hole row formed in a central portion in the width direction of the slot plate. Achieved by providing.

また、本発明の上記目的は、前記周波数ｆ０に対して最適化された前記スロット板は、等位相面が前記放射導波路に対して垂直となり、また終端スロット孔と前記側壁との距離が一様となるように前記スロット孔が形成されることを特徴とする導波管スロットアレーアンテナを提供することによって、効果的に達成される。 Further, the object of the present invention is that the slot plate optimized for the frequency f0 has an equiphase surface perpendicular to the radiation waveguide and a distance between the terminal slot hole and the side wall is equal. This is effectively achieved by providing a waveguide slot array antenna characterized in that the slot holes are formed to be uniform.

また、本発明の上記目的は、前記スロット孔列に隣接して設けられた前記スロット孔の間隔が、前記周波数ｆ０に最適化されたスロット板のスロット孔の間隔よりも長いことを特徴とする導波管スロットアレーアンテナを提供することによって、より効果的に達成される。 Further, the object of the present invention is characterized in that an interval between the slot holes provided adjacent to the slot hole row is longer than an interval between slot holes of the slot plate optimized for the frequency f0. This is achieved more effectively by providing a waveguide slot array antenna.

また、本発明の上記目的は、給電口、給電導波路、放射導波路、Ｔ分岐部、及び側壁を具備する導波管ベースと、前記放射導波路に対応する位置に、長手方向に沿ってスロット孔が設けられてスロット孔列が形成されたスロット板とを具備して成る導波管スロットアレーアンテナにおいて、前記導波管ベースは、周波数ｆ０について最適化されたものを用い、前記スロット板は、前記周波数ｆ０及び該周波数ｆ０とは異なる周波数のそれぞれに対して最適化されたもののいずれかに交換可能であり、前記導波管ベースと前記各周波数に対して最適化されたスロット板との組み合わせにより複数の周波数帯域をカバー可能としたことを特徴とし、且つ、前記周波数ｆ０よりも高い周波数ｆ０＋Δｆに対して最適化されたスロット板は、等位相面が前記放射導波路に対して所定の角度を有するように、また始端スロット孔が、外側の放射導波路に向かうにつれて、徐々に前記給電口寄りの位置（手前側）に形成されるように、さらにまた終端スロット孔と側壁との間の距離が、スロット板の幅方向の中央部に形成された前記スロット孔列ほど短くなるように、前記スロット孔が形成されていることを特徴とする導波管スロットアレーアンテナを提供することによっても達成される。 Further, the above object of the present invention is to provide a waveguide base including a feeding port, a feeding waveguide, a radiation waveguide, a T-branch, and a side wall, and a position corresponding to the radiation waveguide along the longitudinal direction. And a slot plate provided with slot holes, wherein the waveguide base is optimized for the frequency f0 and the slot plate is used. Can be exchanged for either the frequency f0 or one optimized for each frequency different from the frequency f0, and the waveguide base and the slot plate optimized for each frequency; characterized in that to enable covers a plurality of frequency bands by a combination of, and, optimized slot plate for high frequency f0 + Delta] f than the frequency f0 is equiphase surface In order to have a predetermined angle with respect to the radiation waveguide, and so that the starting slot hole is gradually formed at a position closer to the feeding port (front side) toward the outer radiation waveguide, waveguide and the distance between the last slot holes and side walls, so that shorter as the slot Anaretsu formed in the central portion in the width direction of the slot plate, characterized in Tei Rukoto said slot hole is formed This is also achieved by providing a tube slot array antenna.

また、本発明の上記目的は、前記スロット孔列に隣接して設けられた前記スロット孔の間隔が、前記周波数ｆ０に最適化されたスロット板のスロット孔の間隔よりも短いことを特徴とする導波管スロットアレーアンテナを提供することによって、より効果的に達成される。 Further, the object of the present invention is characterized in that an interval between the slot holes provided adjacent to the slot hole row is shorter than an interval between slot holes of the slot plate optimized for the frequency f0. This is achieved more effectively by providing a waveguide slot array antenna.

さらにまた、本発明の上記目的は、前記スロット板と、前記導波管ベースとの取付けは、少なくとも両者を重ね合わせた周縁部で、ねじ止め又は鋲止めを行うことを特徴とする導波管スロットアレーアンテナを提供することによって、より効果的に達成される。 Still further, the object of the present invention is to provide a waveguide characterized in that the slot plate and the waveguide base are screwed or tacked at a peripheral portion where at least the two are overlapped. This is achieved more effectively by providing a slot array antenna.

本発明に係る導波管スロットアレーアンテナによれば、導波管ベースとして、周波数ｆ０について最適化されたものを用い、また、スロット板として、周波数ｆ０、周波数ｆ０よりも低い周波数ｆ０−Δｆ、あるいは周波数ｆ０よりも高い周波数ｆ０＋Δｆに最適化されたスロット板のいずれかを用いることによって、従来の導波管スロットアレーアンテナよりも低コストで、より広帯域の周波数帯を網羅することができる。 According to the waveguide slot array antenna of the present invention, a waveguide base optimized for the frequency f0 is used, and the slot plate has a frequency f0 and a frequency f0−Δf lower than the frequency f0, Alternatively, by using any of the slot plates optimized for the frequency f0 + Δf higher than the frequency f0, it is possible to cover a wider frequency band at a lower cost than the conventional waveguide slot array antenna.

また、導波管ベースはそのままで、スロット板を付け替えることによって、周波数帯域を使い分けることもできる。 Further, the frequency band can be properly used by changing the slot plate without changing the waveguide base.

以下、本発明に係る導波管スロットアレーアンテナについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は必ずしも以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、適宜その構成を変更できるものであることは言うまでもない。 Hereinafter, a waveguide slot array antenna according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not necessarily limited to the following embodiments, and it goes without saying that the configuration can be appropriately changed without departing from the scope of the claims.

また、一般的に全てのアンテナには可逆定理が成立しているため、送信特性と受信特性とは全く同じものである。従って、以下では、全て送信の場合についてのみ説明し、受信の場合についての説明は省略する。 In general, the reversibility theorem holds for all antennas, so the transmission characteristics and reception characteristics are exactly the same. Therefore, only the case of transmission will be described below, and the description of the case of reception will be omitted.

図１は、本発明に係る導波管スロットアレーアンテナを示す分解斜視図である。図示するように、本発明に係る導波管スロットアレーアンテナ１（以下、「本スロットアレーアンテナ１」と言う。）は、導波管ベース２と、スロット板３とを具備して構成されている。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing a waveguide slot array antenna according to the present invention. As shown in the figure, a waveguide slot array antenna 1 according to the present invention (hereinafter referred to as “the present slot array antenna 1”) includes a waveguide base 2 and a slot plate 3. Yes.

図１に示すように、導波管ベース２は、給電口２１と、給電導波路２２と、放射導波路２３と、Ｔ分岐部２４と、側壁２５とを具備することにより導波管ベース本体２６が構成されている。また、導波管ベース本体２６の周縁部には、ねじ穴２７が形成されている。 As shown in FIG. 1, the waveguide base 2 includes a feeding port 21, a feeding waveguide 22, a radiation waveguide 23, a T-branch portion 24, and a side wall 25, thereby providing a waveguide base body. 26 is configured. A screw hole 27 is formed in the peripheral edge of the waveguide base body 26.

すなわち、導波管ベース２は、導波管ベース本体２６の手前側の縁に沿って溝状の給電導波路２２が設けられており、この給電導波路２２から多数の溝状の放射導波路２３が延びている。この給電導波路２２から各放射導波路２３へ連なる部分にはＴ分岐部２４が形成されている。また、このＴ分岐部２４と反対側の給電導波路２２の側壁には、各Ｔ分岐部２４と対向するように誘導性壁が設けられている。さらにまた、導波管ベース本体２６は、やや厚めの導体板の上で、かつ導体板の幅方向における中央部にある一つの給電口２１から、スロット板３上に形成された全てのスロット孔３１に入力電磁波を給電できるように方形の溝が設けられている。 That is, the waveguide base 2 is provided with a groove-shaped feeding waveguide 22 along the front edge of the waveguide base body 26, and a number of groove-shaped radiation waveguides are provided from the feeding waveguide 22. 23 extends. A T-branch portion 24 is formed in a portion that continues from the feeding waveguide 22 to each radiation waveguide 23. In addition, an inductive wall is provided on the side wall of the feed waveguide 22 on the side opposite to the T branch portion 24 so as to face each T branch portion 24. Furthermore, the waveguide base body 26 has all slot holes formed on the slot plate 3 on a slightly thick conductor plate and from one power supply port 21 at the center in the width direction of the conductor plate. A rectangular groove is provided so that an input electromagnetic wave can be fed to 31.

このように形成された導波管ベース２は、給電口２１から入力され給電導波路２２を伝搬してきた入力電磁波を、Ｔ分岐部２４において左右に電力的に同相の電磁波に二分配し、各放射導波路２３へ給電する。 The waveguide base 2 formed in this way divides the input electromagnetic wave input from the power supply port 21 and propagating through the power supply waveguide 22 into two electromagnetic waves in the same phase in terms of power in the left and right directions at the T branching section 24. Power is supplied to the radiation waveguide 23.

次にスロット板３について説明する。スロット板３は、例えば０．５ｍｍ以下のアルミ板等の薄い導体板でできており、図示するように、導波管ベース２の各放射導波路２３に対応する位置に、その長手方向に沿うように複数のスロット孔３１が設けられ、スロット孔列＃１〜＃ｎが形成されている。また、スロット板３の周縁部には、導波管ベース２とスロット板３とを重ね合わせた際に導波管ベース２に形成されたねじ穴２７と対応する位置に、ねじ穴３２が形成されている。なお、スロット孔３１は、例えば放電加工や、エッチング等の公知の技術により所定の位置に形成される。 Next, the slot plate 3 will be described. The slot plate 3 is made of a thin conductive plate such as an aluminum plate of 0.5 mm or less, for example, and extends in the longitudinal direction at a position corresponding to each radiation waveguide 23 of the waveguide base 2 as shown in the figure. Thus, a plurality of slot holes 31 are provided, and slot hole rows # 1 to #n are formed. In addition, a screw hole 32 is formed in the peripheral portion of the slot plate 3 at a position corresponding to the screw hole 27 formed in the waveguide base 2 when the waveguide base 2 and the slot plate 3 are overlapped. Has been. The slot hole 31 is formed at a predetermined position by a known technique such as electric discharge machining or etching.

本スロットアレーアンテナ１は、例えば設定周波数ｆ０に対して最適化された導波管ベース２（ｆ０）に対し、周波数ｆ０に対して最適化されたスロット板３（ｆ０）、周波数ｆ０よりも低い周波数ｆ０−Δｆに対して最適化されたスロット板３（ｆ０−Δｆ）、あるいは周波数ｆ０＋Δｆに対して最適化されたスロット板３（ｆ０＋Δｆ）のいずれかのスロット板３を用いる。 The slot array antenna 1 is, for example, lower than the slot plate 3 (f0) optimized for the frequency f0 and the frequency f0 with respect to the waveguide base 2 (f0) optimized for the set frequency f0. One of the slot plates 3 (f0-Δf) optimized for the frequency f0-Δf or the slot plate 3 (f0 + Δf) optimized for the frequency f0 + Δf is used.

なお、導波管ベース２は周波数ｆ０に対して最適化された設計のものを用い、スロット板３は周波数ｆ０−Δｆ（あるいは周波数ｆ０＋Δｆ）に対して最適化されたものを用いても、図２（ａ）（ｂ）に示すように、周波数ｆ０に対して最適化された導波管ベース２（ｆ０）及びスロット板３（ｆ０）を用いた場合と比較しても、導波管スロットアレーアンテナ１の総合特性は殆ど劣化しないことが分かる。 The waveguide base 2 is designed to be optimized for the frequency f0, and the slot plate 3 is designed to be optimized for the frequency f0−Δf (or frequency f0 + Δf). As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the waveguide slot is compared with the case where the waveguide base 2 (f0) and the slot plate 3 (f0) optimized for the frequency f0 are used. It can be seen that the overall characteristics of the array antenna 1 are hardly degraded.

従って、周波数ｆ０に対して最適化された導波管ベース２（ｆ０）を用いても、スロット板を周波数ｆ０−Δｆ（あるいは周波数ｆ０＋Δｆ）に対して最適化されたものに取り替えるだけで、周波数ｆ０の帯域だけでなく、周波数ｆ０−Δｆの帯域、あるいは周波数ｆ０＋Δｆの帯域のより広帯域で使用することができる。 Therefore, even when the waveguide base 2 (f0) optimized for the frequency f0 is used, the slot plate is simply replaced with one optimized for the frequency f0−Δf (or frequency f0 + Δf). Not only the band of f0 but also the band of frequency f0-Δf or the band of frequency f0 + Δf can be used.

また、スロット板３は製造コストが安いため、周波数ｆ０−Δｆ、あるいは周波数ｆ０＋Δｆに対して最適化されたスロット板３（ｆ０−Δｆ），３（ｆ０＋Δｆ）を、周波数を小刻みに揃えることができる。従って、低コストで様々な周波数の帯域をカバーすることができ、周波数ｆ０以外の周波数が割り当てられても、本スロットアレーアンテナ１を使用することができる。 Further, since the manufacturing cost of the slot plate 3 is low, the slot plates 3 (f0−Δf) and 3 (f0 + Δf) optimized for the frequency f0−Δf or the frequency f0 + Δf can be arranged in small increments. . Therefore, it is possible to cover various frequency bands at low cost, and the slot array antenna 1 can be used even if a frequency other than the frequency f0 is assigned.

さらにまた、本スロットアレーアンテナ１は、スロット板３を使い分けることができるので、周波数帯域を使い分けることができる。すなわち、導波管ベース２は、周波数ｆ０に対して最適化されたもののままでも、スロット板３を付け替えるだけで異なる周波数帯域を得ることができるので、周波数帯域を使い分けることができる。 Furthermore, since the slot array antenna 1 can use the slot plate 3 properly, the frequency band can be used properly. That is, even if the waveguide base 2 is optimized with respect to the frequency f0, different frequency bands can be obtained simply by replacing the slot plate 3, so that the frequency bands can be used properly.

以下では、周波数ｆ０に対して最適化された導波管ベース２（ｆ０）に用いることができるスロット板３を作成する方法、すなわち周波数ｆ０，周波数ｆ０−Δｆ，周波数ｆ０＋Δｆに対して最適化されるスロット板３のスロット孔３１の形成位置を決める方法について説明する。 In the following, the method of creating the slot plate 3 that can be used for the waveguide base 2 (f0) optimized for the frequency f0, that is, the frequency f0, the frequency f0−Δf, and the frequency f0 + Δf is optimized. A method of determining the formation position of the slot hole 31 of the slot plate 3 will be described.

まず、設定周波数である周波数ｆ０に対応するようにスロット孔３１の形成位置を決め、スロット板３（ｆ０）を形成する方法について説明する。 First, a method for determining the position where the slot hole 31 is formed so as to correspond to the set frequency f0 and forming the slot plate 3 (f0) will be described.

周波数ｆ０に対して最適化されたスロット板３（ｆ０）は、図３に示すような配列でスロット孔３１が設けられている。すなわち、放射導波路２３の管内波長λ（ｆ０）が一様であるので、スロット板３（ｆ０）のスロット孔３１の等位相面３３が導波管ベース２の放射導波路２３に対して垂直になるように、スロット孔３１の形成位置が決められる。 The slot plate 3 (f0) optimized for the frequency f0 is provided with slot holes 31 in an arrangement as shown in FIG. That is, since the guide wavelength λ (f 0) of the radiation waveguide 23 is uniform, the equiphase surface 33 of the slot hole 31 of the slot plate 3 (f 0) is perpendicular to the radiation waveguide 23 of the waveguide base 2. The position where the slot hole 31 is formed is determined so that

また、このスロット板３（ｆ０）は、終端スロット孔３１ｅと側壁２５との距離ｓ０が、どのスロット孔列＃１〜＃ｎの距離ｓ０をとっても一様となるようにスロット孔３１の形成位置が決められる。ここで、終端スロット孔３１ｅとは、各放射導波路２３に沿うように形成された各スロット孔列＃１〜＃ｎを構成するスロット孔３１のうち、導波管ベース２の給電口２１から最も遠い位置に設けられた各スロット孔列＃１〜＃ｎの各スロット孔３１ｅを言う。 Further, in the slot plate 3 (f0), the position where the slot hole 31 is formed so that the distance s0 between the terminal slot hole 31e and the side wall 25 is uniform regardless of the distance s0 between any slot hole rows # 1 to #n. Is decided. Here, the termination slot hole 31e refers to the feed hole 21 of the waveguide base 2 among the slot holes 31 constituting the slot hole rows # 1 to #n formed along the radiation waveguides 23. Each slot hole 31e of each slot hole row | line | column # 1- # n provided in the furthest position is said.

さらにまた、同じスロット孔列において隣接して（前後に）配置された各スロット孔３１，３１の間隔ｄ０も一様となるようにスロット孔３１の形成位置が決められる。 Furthermore, the position of the slot hole 31 is determined so that the distance d0 between the slot holes 31 and 31 arranged adjacent to each other in the same slot hole row is also uniform.

このように本スロットアレーアンテナ１全体の総合特性が最も良くなるように、終端スロット孔３１ｅと側壁２５との距離ｓ０、及び各スロット孔３１，３１の間隔ｄ０を決めてスロット孔３１の形成位置を決めて、スロット孔３１を設けてスロット板３（ｆ０）が形成される。 Thus, the position s0 of the slot hole 31 is determined by determining the distance s0 between the terminal slot 31e and the side wall 25 and the distance d0 between the slot holes 31 and 31 so that the overall characteristics of the entire slot array antenna 1 are best. The slot plate 31 is provided to form the slot plate 3 (f0).

次に、周波数ｆ０−Δｆに対応するようにスロット孔３１の形成位置を決める方法について説明する。 Next, a method for determining the formation position of the slot hole 31 so as to correspond to the frequency f0−Δf will be described.

周波数ｆ０より低い周波数ｆ０−Δｆに対して最適化されたスロット板３（ｆ０−Δｆ）は、図４に示すような配列でスロット孔３１が形成されている。この場合は、周波数ｆ０の場合と比べて、放射導波路２３の管内波長λ（ｆ⁻）が長くなる、すなわちλ（ｆ⁻）＞λ（ｆ０）となる。従って、周波数ｆ０−Δｆに対して最適化されたスロット板３（ｆ０−Δｆ）のスロット孔３１の等位相面３３が導波管ベース２の放射導波路２３に対して一定の角度を有するように、すなわち等位相面３３が略逆ハの字形となるようにスロット孔３１の形成位置が決められる。 In the slot plate 3 (f0-Δf) optimized for the frequency f0-Δf lower than the frequency f0, slot holes 31 are formed in an arrangement as shown in FIG. In this case, the guide wavelength λ (f ⁻ ) of the radiation waveguide 23 becomes longer than that in the case of the frequency f0, that is, λ (f ⁻ )> λ (f0). Therefore, the equiphase surface 33 of the slot hole 31 of the slot plate 3 (f0-Δf) optimized for the frequency f0−Δf has a certain angle with respect to the radiation waveguide 23 of the waveguide base 2. In other words, the formation position of the slot hole 31 is determined so that the equiphase surface 33 has a substantially inverted C shape.

すなわち、周波数ｆ０−Δｆの場合は、周波数ｆ０の場合と比較して、外側の放射導波路２３へ向かうにつれて（導波管ベース２の給電口２１から遠い放射導波路２３になるにつれて）、スロット孔３１の位相が進んでしまい、位相差が生じる。この位相差を相殺するために、外側の放射導波路２３へ向かうにつれて、各始端スロット孔３１ｂを導波管ベース２の各放射導波路２３に対応する位置に形成する位置を、徐々に給電口２１から遠ざける。ここで、始端スロット孔３１ｂとは、各放射導波路２３に沿うように形成された各スロット孔列＃１〜＃ｎを構成するスロット孔３１のうち、給電口２１に最も近い位置に設けられた各スロット孔列＃１〜＃ｎの各スロット孔３１をいう。 That is, in the case of the frequency f0−Δf, as compared with the case of the frequency f0, as it goes to the outer radiation waveguide 23 (as the radiation waveguide 23 becomes farther from the feeding port 21 of the waveguide base 2), the slot The phase of the hole 31 advances and a phase difference is generated. In order to cancel out this phase difference, the positions where the respective start slot holes 31b are formed at positions corresponding to the respective radiation waveguides 23 of the waveguide base 2 gradually toward the outer radiation waveguides 23. Keep away from 21. Here, the start slot hole 31b is provided at a position closest to the power feeding port 21 among the slot holes 31 constituting the slot hole rows # 1 to #n formed along the radiation waveguides 23. The slot holes 31 of the slot hole rows # 1 to #n are also referred to.

また、このスロット板３（ｆ０−Δｆ）は、終端スロット孔３１ｅと側壁２５との距離ｓ⁻が、スロット板３（ｆ０−Δｆ）の幅方向における中心部に向かうほど、すなわちスロット孔列＃ｎに向かうほど長くなるようにスロット孔３１の形成位置が決められる。 Further, the slot plate 3 (f0−Δf) has a distance s ⁻ between the terminal slot hole 31e and the side wall 25 toward the center in the width direction of the slot plate 3 (f0−Δf), that is, the slot hole array # The formation position of the slot hole 31 is determined so as to become longer toward n.

さらにまた、同じスロット孔列において隣接して配置された各スロット孔３１，３１の間隔ｄ⁻は、どの間隔をとっても一様となるようにスロット孔３１の形成位置が決められる。なお、上述したように放射導波路２３の管内波長はλ（ｆ⁻）＞λ（ｆ０）であるため、各スロット孔３１，３１の間隔ｄ⁻は、周波数ｆ０に最適化されたスロット板３（ｆ０）のスロット孔３１の間隔ｄ０より長い、すなわちｄ⁻＞ｄ０となる。 Furthermore, the position where the slot hole 31 is formed is determined so that the interval d ⁻ between the slot holes 31 and 31 arranged adjacent to each other in the same slot hole row is uniform. As described above, since the guide wavelength of the radiation waveguide 23 is λ (f ⁻ )> λ (f 0), the interval d ⁻ between the slot holes 31 and 31 is the slot plate 3 optimized to the frequency f 0. (f0) longer than the interval d0 of the slot holes 31, i.e. ^d -> becomes d0.

このように本スロットアレーアンテナ１全体の総合特性が最も良くなるように、終端スロット孔３１ｅと側壁２５との距離ｓ⁻、及び各スロット孔３１，３１の間隔ｄ⁻を決めてスロット孔３１の形成位置を決めて、スロット孔３１を設けてスロット板３（ｆ０−Δｆ）が形成される。 In this way, the distance s ⁻ between the terminal slot 31e and the side wall 25 and the distance d ⁻ between the slot holes 31 and 31 are determined so that the overall characteristics of the entire slot array antenna 1 are improved. The formation position is determined, and the slot plate 31 is provided to form the slot plate 3 (f0−Δf).

さらに、周波数ｆ０＋Δｆに対応するようにスロット孔３１の形成位置を決める方法について説明する。 Further, a method for determining the formation position of the slot hole 31 so as to correspond to the frequency f0 + Δf will be described.

周波数ｆ０より高い周波数ｆ０＋Δｆに対して最適化されたスロット板３（ｆ０＋Δｆ）は、図５に示すような配列でスロット孔３１が形成されている。この場合は、周波数ｆ０の場合と比べて、放射導波路２３の管内波長λ（ｆ^＋）が短くなる、すなわちλ（ｆ^＋）＜λ（ｆ０）となる。従って、周波数ｆ０＋Δｆに対して最適化されたスロット板３（ｆ０＋Δｆ）のスロット孔３１の等位相面３３が、上述した周波数ｆ０−Δｆの場合とは逆になるように、すなわち導波管ベース２の放射導波路２３に対して一定の角度を有し、等位相面３３が略ハの字形となるようにスロット孔３１の形成位置が決められる。 Slot plate 3 (f0 + Δf) optimized for frequency f0 + Δf higher than frequency f0 has slot holes 31 formed in an arrangement as shown in FIG. In this case, the in-tube wavelength λ (f ⁺ ) of the radiation waveguide 23 is shorter than that in the case of the frequency f0, that is, λ (f ⁺ ) <λ (f0). Accordingly, the equiphase surface 33 of the slot hole 31 of the slot plate 3 (f0 + Δf) optimized for the frequency f0 + Δf is opposite to the case of the frequency f0−Δf described above, that is, the waveguide base 2 The slot hole 31 is formed at a certain angle with respect to the radiating waveguide 23 so that the equiphase surface 33 has a substantially square shape.

すなわち、周波数ｆ０＋Δｆの場合は、周波数ｆ０の場合と比較して、外側の放射導波路２３へ向かうにつれて、スロット孔３１の位相が遅れてしまい、位相差が生じる。この位相差を相殺するために、外側の放射導波路２３へ向かうにつれて各始端スロット孔３１ｂを導波管ベース２の各放射導波路２３に対応する位置に形成する位置を、徐々に給電口２１に近づける（徐々に手前側にする）。 That is, in the case of the frequency f0 + Δf, as compared with the case of the frequency f0, the phase of the slot hole 31 is delayed toward the outer radiation waveguide 23, and a phase difference is generated. In order to cancel out this phase difference, the positions where the start slot holes 31b are formed at positions corresponding to the respective radiation waveguides 23 of the waveguide base 2 gradually toward the outer radiation waveguides 23. Move it closer to (slowly toward you).

また、このスロット板３（ｆ０＋Δｆ）は、終端スロット孔３１ｅと側壁２５との距離ｓ^＋が、スロット板３（ｆ０＋Δｄ）の幅方向における中心部に向かうほど、すなわちスロット孔列＃ｎに向かうほど短くなるようにスロット孔３１の形成位置が決められる。 Further, in the slot plate 3 (f0 + Δf), the distance s ⁺ between the terminal slot hole 31e and the side wall 25 increases toward the center in the width direction of the slot plate 3 (f0 + Δd), that is, toward the slot hole row #n. The formation position of the slot hole 31 is determined so as to be shorter.

さらにまた、同じスロット孔列において隣接して配置された各スロット孔３１，３１の間隔ｄ^＋は、どの間隔をとっても一様となるようにスロット孔３１の形成位置が決められる。なお、上述したように放射導波路２３の管内波長はλ（ｆ^＋）＜λ（ｆ０）であるため、各スロット孔３１，３１の間隔ｄ^＋は、周波数ｆ０に最適化されたスロット板３（ｆ０）のスロット孔３１，３１の間隔ｄ０より短い、すなわちｄ^＋＜ｄ０となる。 Furthermore, the position where the slot hole 31 is formed is determined so that the interval d ⁺ between the slot holes 31 and 31 arranged adjacent to each other in the same slot hole row is uniform at any interval. As described above, since the guide wavelength of the radiation waveguide 23 is λ (f ⁺ ) <λ (f0), the interval d ⁺ between the slot holes 31 and 31 is the slot plate 3 optimized to the frequency f0. It is shorter than the interval d0 between the slot holes 31, 31 of (f0), that is, d ⁺ <d0.

このように本スロットアレーアンテナ１全体の総合特性が最も良くなるように、終端スロット孔３１ｅと側壁２５との距離ｓ^＋、及び各スロット孔３１，３１の間隔ｄ^＋を決めてスロット孔３１の形成位置を決めて、スロット孔３１を設けてスロット板３（ｆ０＋Δｆ）が形成される。 Thus, the distance s ⁺ between the terminal slot hole 31e and the side wall 25 and the distance d ⁺ between the slot holes 31 and 31 are determined so that the overall characteristics of the entire slot array antenna 1 are the best. The formation position is determined, and the slot plate 31 is provided to form the slot plate 3 (f0 + Δf).

なお、図３〜図５に示すスロット孔３１の形状は長方形である。しかしながら、丸みを持たせた楕円形等、種々の形状としても良い。また、スロット孔の長さ（長方形の長辺の長さ）は、入力電磁波の約半波長で、スロット孔の幅（長方形の短辺の長さ）は、入力電磁波の約２０分の１波長である。 In addition, the shape of the slot hole 31 shown in FIGS. 3-5 is a rectangle. However, various shapes such as a rounded ellipse may be used. The length of the slot hole (long side of the rectangle) is about half the wavelength of the input electromagnetic wave, and the width of the slot hole (length of the short side of the rectangle) is about 1/20 wavelength of the input electromagnetic wave. It is.

このように形成されたスロット板３（ｆ０），３（ｆ０−Δｆ），３（ｆ０＋Δｆ）のうち少なくとも２枚のスロット板３をユーザーが所持することにより、従来の導波管スロットアレーアンテナよりも広帯域の周波数帯域を得ることができ、また使用目的に応じて周波数帯域を使い分けることができるようになる。 The user possesses at least two of the slot plates 3 (f0), 3 (f0−Δf), and 3 (f0 + Δf) formed in this manner, so that the conventional waveguide slot array antenna can be obtained. In addition, a wide frequency band can be obtained, and the frequency band can be selectively used according to the purpose of use.

このため、本スロットアレーアンテナ１は、後述するように導波管ベース２及びスロット板３をねじ止めや鋲止めにより接合するだけでよく、ろうづけ等の厳密な接合は不要である。 For this reason, the slot array antenna 1 only needs to join the waveguide base 2 and the slot plate 3 by screwing or tacking as described later, and strict joining such as brazing is unnecessary.

すなわち、本スロットアレーアンテナ１は、導波管ベースのベース本体２６の周縁部に形成されたねじ穴２７と、スロット板３の周縁部に形成されたねじ穴３２とを重ね合わせて、両ねじ穴２７，３２にねじを挿入して、導波管ベース２とスロット板３とをねじ止めして、導波管ベース２にスロット板３を取り付けて構成する。 That is, the slot array antenna 1 includes a screw hole 27 formed in the peripheral portion of the base body 26 of the waveguide base and a screw hole 32 formed in the peripheral portion of the slot plate 3 so that both screws A screw is inserted into the holes 27 and 32, the waveguide base 2 and the slot plate 3 are screwed, and the slot plate 3 is attached to the waveguide base 2.

なお、鋲止めにより導波管ベース２にスロット板３を取り付けても良い。 The slot plate 3 may be attached to the waveguide base 2 by clamping.

これにより、一列に並べられている導波管ベース２の放射導波路２３上にスロット孔３１の列ができ、系全体が導波管スロットアレーアンテナ１となる。
Thus, a row of slot holes 31 is formed on the radiation waveguides 23 of the waveguide bases 2 arranged in a row, and the entire system becomes the waveguide slot array antenna 1.

本発明に係る導波管スロットアレーアンテナの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a waveguide slot array antenna according to the present invention. FIG. 周波数ｆ０とは異なる周波数に対して最適化されたスロット板を用いた導波管スロットアレーアンテナの利得周波数特性と全体の反射特性を比較したグラフである。It is the graph which compared the gain frequency characteristic of the waveguide slot array antenna using the slot plate optimized with respect to the frequency different from the frequency f0, and the whole reflection characteristic. 周波数ｆ０に対して最適化されたスロット板の平面図である。It is a top view of the slot plate optimized with respect to the frequency f0. 周波数ｆ０−Δｆに対して最適化されたスロット板の平面図である。It is a top view of the slot plate optimized with respect to frequency f0-Δf. 周波数ｆ０＋Δｆに対して最適化されたスロット板の平面図である。It is a top view of the slot plate optimized with respect to frequency f0 + Δf. 従来の導波管スロットアレーアンテナの指向性利得を示すグラフである。It is a graph which shows the directivity gain of the conventional waveguide slot array antenna.

Explanation of symbols

１導波管スロットアレーアンテナ
２導波管ベース
２１給電口
２２給電導波路
２３放射導波路
２４Ｔ分岐部
２５側壁
２６導波管ベース本体
２７ねじ穴
３スロット板
３１スロット孔
３２ねじ穴
３３等位相面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waveguide slot array antenna 2 Waveguide base 21 Feed port 22 Feed waveguide 23 Radiation waveguide 24 T branch part 25 Side wall 26 Waveguide base main body 27 Screw hole 3 Slot plate 31 Slot hole 32 Screw hole 33 Equiphase surface

Claims

A waveguide base comprising a feed port, a feed waveguide, a radiation waveguide, a T-branch, and a sidewall;
A waveguide slot array antenna comprising a slot plate in which slot holes are provided along the longitudinal direction and slot hole arrays are formed at positions corresponding to the radiation waveguides.
The waveguide base is optimized for the frequency f0,
The slot plate, the the frequency f0 and the frequency f0 are interchangeable in any of those optimized for each of the different frequencies,
A plurality of frequency bands can be covered by a combination of the waveguide base and a slot plate optimized for each frequency, and
The slot plate optimized for the frequency f0−Δf lower than the frequency f0 has an equiphase surface having a predetermined angle with respect to the radiation waveguide, and the start slot hole has an outer radiation guide. The slot hole row formed in the center portion in the width direction of the slot plate so that the distance between the terminal slot hole and the side wall is gradually increased so as to be gradually formed at a position far from the power supply port as it goes to the waveguide. The slotted slot antenna is characterized in that the slot hole is formed so as to be longer .

Interval of the slot holes provided adjacent to the slot hole rows, waveguide according to claim 1, characterized in that longer than the interval of the optimized slot plate slot hole in the frequency f0 Slot array antenna.

A waveguide base comprising a feed port, a feed waveguide, a radiation waveguide, a T-branch, and a sidewall;
A waveguide slot array antenna comprising a slot plate in which slot holes are provided along the longitudinal direction and slot hole arrays are formed at positions corresponding to the radiation waveguides.
The waveguide base is optimized for the frequency f0,
The slot plate, the the frequency f0 and the frequency f0 are interchangeable in any of those optimized for each of the different frequencies,
A plurality of frequency bands can be covered by a combination of the waveguide base and a slot plate optimized for each frequency, and
The slot plate optimized for the frequency f0 + Δf higher than the frequency f0 is such that the equiphase surface has a predetermined angle with respect to the radiation waveguide, and the start slot hole is formed in the outer radiation waveguide. The distance between the terminal slot hole and the side wall is shorter as the slot hole row formed at the center in the width direction of the slot plate is gradually formed at a position closer to the power supply port as it goes. so as to the features and to that waveguide slot array antenna that the slot holes are formed.

4. The waveguide according to claim 3 , wherein an interval between the slot holes provided adjacent to the slot hole row is shorter than an interval between slot holes of the slot plate optimized for the frequency f0. Slot array antenna.

And the slot plate, attached between the waveguide base, at least two in superposed peripheral portion, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that performing the screwing or riveting Waveguide slot array antenna.

The slot plate optimized for the frequency f0 has an equiphase surface perpendicular to the radiation waveguide and the slot hole so that the distance between the terminal slot hole and the side wall is uniform. 4. The waveguide slot array antenna according to claim 1, wherein the waveguide slot array antenna is formed.