JP4933020B2 - Slot antenna with folded cavity at the back - Google Patents

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    • H01Q13/18Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas
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    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/06Cavity resonators

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  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナに関する。とくに、本発明は、高電力適用において使用されるスロットアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】
ワイドスキャンフェイズドアレイアンテナ(たとえば、±45°のような非常に広い角度を走査することのできるもの)の個々のアンテナ素子は典型的に、非常に接近した間隔を置いて配置されなければならない。とくに、個々のアンテナ素子は一般に、自由空間波長のほぼ1/2の間隔を互いに隔てて配置されなければならない。このようなコンパクトな設計の各種のアンテナ素子が存在している。しかしながら、ワイドスキャンフェイズドアレイアンテナにおける使用に対して十分にコンパクトで現在入手可能なアンテナはいずれも非常に高い平均電力レベルを処理することができず、それと同時に、たとえば円偏波等の非常に正確な偏波をかなり広い角度の区域(たとえば、両平面において±50°)に供給することはできない。この点について、これらの制約を満足させる非常にコンパクトなアンテナ設計を必要とする多くの適用が存在し、それには高電力ワイドスキャンフェイズドアレイアンテナが含まれる。現在利用可能なアンテナテクノロジーの以下の簡単な概説は、その制限および欠点の例証に役立つであろう。円偏波ピッチアンテナは、誘電体を使用することによってのみ自由空間波長の1/2より小さく形成されることが可能であり、そのためにピッチアンテナは高電力適用に対して不適切なものになる。表面にスロットが形成されている円偏波されたリッジ導波管アンテナは、自由空間波長の1/2より小さく形成されることができる。このようなアンテナ設計は高い電力レベルを処理することが可能であるが、正確な円偏波を供給することはできない。
【0003】
高い電力レベルを処理することのできる方形の空洞を後面に備えたスロットアンテナ(すなわち、誘電体が不要である)が構成されることができる。しかしながら、装置が動作可能であるためには、空洞の断面のディメンションが自由空間波長の1/2(典型的に、エッジ上で波長の7/10)より大きくなければならない。空洞のディメンションが自由空間波長の1/2より大きくなければならない理由は、空洞が共振するために方形ディメンションが、自由空間波長より長い導波管波長の1/2に等しくなければならないためである。
【0004】
通常の空洞を後面に備えたスロットアンテナは、誘電性材料で空洞を充填することによってその寸法を減少させることができるが、しかしこれは実質的な損失を導き、そのためにアンテナが高い平均電力用途には不適切なものとなる。
【0005】
別の既知のアンテナ設計には、米国特許第 3,573,834号明細書(issued to McCabe et al. )、第 4,130,823号明細書(issued to Hoople)、米国特許第 4,132,995号明細書(issued to Monser)、および米国特許第 5,461,393号明細書(issued to Gordon)に記載されているものが含まれる。しかしながら、これらの特許明細書に開示されているアンテナは大き過ぎて円偏波性能が低いか、および、または高い電力レベルを処理することができない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ワイドスキャンフェイズドアレイアンテナのような、非常に広い角度範囲(たとえば、両平面において±50°)にわたって高い電力レベルを処理し、非常に正確な円偏波を供給することのできる非常にコンパクトなアンテナが技術的に必要とされている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この問題は、本発明のコンパクトで折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナによって解決される。その特徴の1つにおいて、本発明は、エンクロージャを形成する複数の壁を有するハウジングと、ハウジングの第1の壁に形成されたスロットと、第1の壁に対向するハウジングの第2の壁に形成された折返し空洞とを含んでいるアンテナを含んでいる。折返し空洞は第1の空洞部分と第2の空洞部分とからなる複合空洞であり、これら第1の空洞部分および第2の空洞部分のそれぞれの全周囲は折返し部またはシェルフによって接合されていることが好ましい。RFエネルギを折返し空洞中に注入するために、たとえば導波管または同軸ケーブル等の任意の都合のよいRF伝送ラインが使用されることができる。
【0008】
1実施形態において、スロットは十字形であり、90°位相のずれたRF信号を伝送する同軸ケーブルが折返し空洞に対して直交する各方向に給電するために使用され、それによって十字形のスロットから正確な円偏波された放射を生成する。
【0009】
構成されて詳細に試験された別の実施形態では、スロットは交差したダンベル形であり、折返し空洞に給電するためにリッジ導波管が使用される。この実施形態において、第1の方向における空洞の折返し量は第2の方向より大きく、それによって折返し空洞は異なった偏波のRFエネルギに対して異なった周波数で共振する。さらに、第1の偏波のRFエネルギを第2の偏波のRFエネルギに結合するために結合ポストが設けられ、それによってスロットは正確な円偏波された放射を生成する。
【0010】
両実施形態において、ハウジングの幅および長さディメンションの少なくとも一方が自由空間波長の7/10よりも小さく、ハウジングの幅および長さの両方がそれぞれ自由空間波長の1/2より小さいことが好ましい。これらの実施形態にいずれによっても、アンテナは非常に正確な円偏波を生成することができ、たとえば、10kW等の非常に高い平均電力レベルを処理することが可能であり、したがって、たとえば、ワイドスキャンフェイズドアレイアンテナ等の非常にコンパクトなアンテナ素子を必要とする高電力用途に適したものとなる。
【0011】
別の特徴において、本発明はまた、本発明にしたがってそれぞれ構成された複数のアンテナ素子を含むフェイズドアレイアンテナを含んでいる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の有効な教示を開示するために添付図面を参照として例示的な実施形態および例示的な適用を説明する。
本発明はここにおいて特定の適用に対して例示的な実施形態を参照として記載されているが、本発明はそれに限定されないことを認識すべきである。当業者は、本発明の技術的範囲内の付加的な修正、適用および実施形態、ならびに本発明が非常に有用となる付加的な分野を認識するであろう。
【0013】
図1を参照すると、本発明の例示的な1実施形態の折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナ20の斜視図が示されている。折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナ20は、本発明の新しい特徴にしたがって折返し方形空洞24が下部空洞壁26に形成されたハウジング22と、上部空洞壁30において機械加工で形成されたスロット28とを含んでいる。ハウジング22はアルミニウムその他の適切な導電性材料から構成されることができる。
【0014】
折返し方形空洞24は標準的な方形空洞のエッジを2次元で裏側に折返すことによって形成されていると考えられる。この折返し空洞設計により、アンテナ20はエッジに関して1/2波長より小さくすることが可能となり、したがって広範囲走査フェイズドアレイアンテナにおけるアンテナ素子として使用するのに十分にコンパクトなものとなる。従来技術の標準的な方形空洞設計に関するこの寸法の減少は誘電体材料を使用することなく行われ、それによってアンテナ20は高電力適用において使用可能となる。
【0015】
アンテナ20は導波管、同軸ケーブルまたは任意の他のRF伝送ラインによって給電されることができる。アンテナ20は、円偏波された放射線パターンを生成するように構成されることができる。たとえば、図1に示されている実施形態において、スロット28は十字形であり、それによって円偏波された放射線パターンを生成する。当然ながら、スロット28は、上部空洞壁30において2つの直交するスロットを十字形になるように機械加工することにより形成されることができる。
【0016】
図2は従来技術の標準的な方形空洞32の、たとえば幅ディメンション等の1次元についての断面図である。空洞32の幅は“w”で示されている。
【0017】
図3は、本発明の折返し方形空洞24の、たとえば幅ディメンション等の1次元の断面図である。折返し空洞24の幅は、本発明の折返し方形空洞24の幅が従来技術の“折返されていない”空洞32の幅より著しく小さいことを表すために“<<w”で示されている。図3に示されているように、折返された幅全体は“w”にほぼ等しいことに注意すべきである。折返し空洞はその幅と同様にその長さに沿って“折返される”ため、当然この同じ寸法減少は直交するディメンション、たとえば折返し空洞24の長さディメンションにおいて行われる。
【0018】
当然ながら、このように標準的な方形空洞を直交するディメンションで折返すことにより、第1の空洞部分32と第2の空洞部分34とから成り、それらの各全周囲が折返し部またはシェルフ36によって接合されている“複合”空洞が結果的に生成される。もちろん、空洞の特定の形状は本発明の広い観点において限定されない。
【0019】
図4は図3に示されている折返し空洞を後面に備えたアンテナ20の実施形態の斜視図であり、1対の同軸ケーブル40によって給電されていることが示されている。各同軸ケーブル40はその2つの直交する方向のそれぞれにおいて折返し空洞24に給電する。同軸信号の位相が90°ずれている場合、折返し空洞を後面に備えたスロット28は円偏波を放射する。
【0020】
図5は、本発明の折返し空洞を後面に備えたアンテナ20' の別の実施形態の斜視図である。この実施形態においては、アンテナ20' はリッジ導波管44により給電されている。リッジ導波管44は標準的な導波管より狭く、たとえばエッジに関してほぼ1/2波長に形成されることができる。さらに、この実施形態においては、非常に広い放射パターンを生成するために交差した“ダンベル”形のスロット28' が使用された。リッジ導波管フィード44は、1つの偏波でエネルギを空洞中に結合するに過ぎない。円偏波を得るためには、折返し空洞24' は両偏波において共振する必要がある。これは、本発明のこの実施形態では1つの偏波から別の偏波にエネルギ結合する結合ポスト48を含むことによって達成される。
【0021】
さらに、円偏波を得るために折返し空洞24' の2つの偏波がわずかに異なった周波数で共振する必要がある。これは、本発明のこの実施形態では、一方の偏波に対する空洞折返し量を他方の偏波に対するものより大きくすることにより達成される。これは、折返し空洞34' のベースを非対称にすることによって達成される。
【0022】
この実施形態の折返し空洞を後面に備えたアンテナ20' (すなわち、図5に示されているもの)が構成され、詳細に試験された。
【0023】
図6は、図5に示されている本発明の折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナ20' のリッジ導波管の入力ポートにおける反射損失対周波数を示すグラフである。このグラフを参照として認識されるように、中心(設計)周波数における損失は−20dB未満であり、また、ほぼ3%の帯域幅にわたって−20dB未満である。反射損失の二重共振特性もまた認識しなければならず、この二重共振特性は上述したように円偏波放射を生成するために異なった周波数で共振する折返し空洞24' の2つの偏波によるものである。この実施形態(すなわち、図5に示されている実施形態)に対して放射された軸比もまた試験され、中心周波数において軸比はゼロに近く、さらに折返し空洞24' に対する軸比はほぼ2%の帯域幅にわたって3dB未満であることが決定された。さらに、この実施形態(すなわち、図5に示されている実施形態)はまた高電力下で試験された。とくに、10kWを越える平均電力がアンテナ20' に供給されたが、その結果劣化は生じなかった。
【0024】
本発明はここにおいて特定の適用に対する例示的な実施形態を参照として説明されているが、本発明はそれに限定されないことを認識すべきである。当業者は本発明の技術的範囲内において、ならびに本発明が非常に有用な付加的な分野において付加的な修正、適用および実施形態を認識するであろう。
【0025】
以上、本発明はここにおいて特定の適用に対する例示的な実施形態を参照として説明されてきた。当業者は本発明の技術的範囲内において付加的な修正、適用および実施形態を認識するであろう。たとえば、本発明はフェイズドアレイアンテナにおける使用に対してとくに有用であるが、本発明はまた多くの他の適用、たとえば、工業用加熱および、またはクッキング等の用途において使用されることができる。
【0026】
したがって、添付された特許請求の範囲は、本発明の技術的範囲内において任意および全てのこのような適用、修正および実施形態をカバーするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施形態の折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナの斜視図。
【図2】 通常の折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナの折返し空洞の断面図。
【図3】 図1に示されている折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナの折返し空洞の断面図。
【図4】 同軸ケーブルにより給電されている本発明の折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナの斜視図。
【図5】 リッジ導波管により給電されている本発明の折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナの別の実施形態の斜視図。
【図6】 図5に示されている本発明の折返し空洞を後面に備えたスロットアンテナのリッジ導波管の入力ポートにおける反射損失対周波数を示すグラフ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna. In particular, the present invention relates to slot antennas used in high power applications.
[0002]
[Prior art]
The individual antenna elements of a wide scan phased array antenna (eg, capable of scanning very wide angles such as ± 45 °) typically must be spaced very close together. In particular, the individual antenna elements must generally be spaced from each other by approximately half the free space wavelength. There are various antenna elements with such a compact design. However, none of the currently available antennas that are sufficiently compact for use in wide scan phased array antennas can handle very high average power levels, while at the same time being very accurate, eg circularly polarized Polarization cannot be supplied to a fairly wide angle area (eg ± 50 ° in both planes). In this regard, there are many applications that require very compact antenna designs that satisfy these constraints, including high power wide scan phased array antennas. The following brief overview of currently available antenna technologies will help illustrate its limitations and drawbacks. Circularly polarized pitch antennas can only be made smaller than half the free space wavelength by using dielectrics, which makes them unsuitable for high power applications . A circularly polarized ridge waveguide antenna with a slot formed on the surface can be formed to be smaller than half of the free space wavelength. Such antenna designs can handle high power levels, but cannot provide accurate circular polarization.
[0003]
A slot antenna (i.e., no dielectric is required) can be constructed with a square cavity on the rear side that can handle high power levels. However, in order for the device to be operable, the cavity cross-sectional dimension must be greater than half the free space wavelength (typically 7/10 of the wavelength on the edge). The reason why the cavity dimension must be greater than 1/2 the free space wavelength is that the square dimension must be equal to 1/2 the waveguide wavelength longer than the free space wavelength in order for the cavity to resonate. .
[0004]
A slot antenna with a regular cavity at the back can reduce its dimensions by filling the cavity with a dielectric material, but this leads to substantial losses, so the antenna has a high average power application It would be inappropriate.
[0005]
Other known antenna designs include US Pat. No. 3,573,834 (issued to McCabe et al.), US Pat. No. 4,130,823 (issued to Hoople), US Pat. No. 4,132,995 (issued to Monser), and Those described in US Pat. No. 5,461,393 (issued to Gordon) are included. However, the antennas disclosed in these patent specifications are too large and have poor circular polarization performance and / or cannot handle high power levels.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, very compact that can handle high power levels over a very wide angular range (eg ± 50 ° in both planes) and provide a very accurate circular polarization, such as a wide scan phased array antenna Antennas are technically needed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
This problem is solved by the slot antenna of the present invention with a compact and folded cavity at the rear. In one of its features, the present invention provides a housing having a plurality of walls forming an enclosure, a slot formed in the first wall of the housing, and a second wall of the housing opposite the first wall. And an antenna including a formed folded cavity. The folded cavity is a composite cavity composed of a first cavity part and a second cavity part, and the entire circumference of each of the first cavity part and the second cavity part is joined by a folded part or a shelf. Is preferred. Any convenient RF transmission line, such as a waveguide or coaxial cable, can be used to inject RF energy into the folded cavity.
[0008]
In one embodiment, the slot is cruciform, and a coaxial cable carrying RF signals that are 90 ° out of phase is used to feed in each direction orthogonal to the folded cavity, thereby removing the cruciform slot from Produces accurate circularly polarized radiation.
[0009]
In another embodiment constructed and tested in detail, the slots are crossed dumbbell shaped and a ridge waveguide is used to power the folded cavity. In this embodiment, the amount of folding of the cavity in the first direction is greater than in the second direction, so that the folding cavity resonates at different frequencies for RF energy of different polarizations. In addition, a coupling post is provided to couple the RF energy of the first polarization to the RF energy of the second polarization, whereby the slot generates accurate circularly polarized radiation.
[0010]
In both embodiments, it is preferred that at least one of the width and length dimensions of the housing is less than 7/10 of the free space wavelength, and both the width and length of the housing are each less than 1/2 of the free space wavelength. With either of these embodiments, the antenna can generate a very accurate circular polarization and can handle very high average power levels, eg, 10 kW, and thus, for example, wide It is suitable for high power applications that require very compact antenna elements such as scan phased array antennas.
[0011]
In another aspect, the present invention also includes a phased array antenna that includes a plurality of antenna elements each configured in accordance with the present invention.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION Exemplary embodiments and exemplary applications will now be described with reference to the accompanying drawings to disclose the effective teachings of the present invention.
Although the present invention is described herein with reference to illustrative embodiments for particular applications, it should be appreciated that the invention is not so limited. Those skilled in the art will recognize additional modifications, applications and embodiments within the scope of the invention, as well as additional areas where the invention will be very useful.
[0013]
Referring to FIG. 1, there is shown a perspective view of a slot antenna 20 with a folded cavity at the back of one exemplary embodiment of the present invention. A slot antenna 20 with a folded cavity at the rear includes a housing 22 in which a folded square cavity 24 is formed in the lower cavity wall 26 in accordance with a new feature of the present invention, and a slot 28 formed by machining in the upper cavity wall 30. Is included. The housing 22 can be composed of aluminum or other suitable conductive material.
[0014]
The folded square cavity 24 is considered to be formed by folding the edge of a standard square cavity in two dimensions on the back side. This folded cavity design allows the antenna 20 to be smaller than ½ wavelength with respect to the edge, thus making it sufficiently compact to be used as an antenna element in a wide range scanning phased array antenna. This dimensional reduction with respect to the prior art standard square cavity design is done without the use of dielectric material, thereby enabling the antenna 20 to be used in high power applications.
[0015]
The antenna 20 can be powered by a waveguide, coaxial cable or any other RF transmission line. The antenna 20 can be configured to generate a circularly polarized radiation pattern. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, slot 28 is cruciform, thereby producing a circularly polarized radiation pattern. Of course, the slot 28 can be formed by machining two orthogonal slots in the upper cavity wall 30 into a cross shape.
[0016]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a prior art standard square cavity 32 in one dimension, such as the width dimension. The width of the cavity 32 is indicated by “w”.
[0017]
FIG. 3 is a one-dimensional cross-sectional view of the folded square cavity 24 of the present invention, for example, the width dimension. The width of the folded cavity 24 is indicated by “<< w” to indicate that the width of the folded square cavity 24 of the present invention is significantly smaller than the width of the “unfolded” cavity 32 of the prior art. Note that the entire folded width is approximately equal to "w", as shown in FIG. Of course, this same dimensional reduction occurs in an orthogonal dimension, for example the length dimension of the folded cavity 24, because the folded cavity is “folded” along its length as well as its width.
[0018]
Of course, by folding a standard square cavity with orthogonal dimensions in this way, it consists of a first cavity portion 32 and a second cavity portion 34, each of which is surrounded by a turn or shelf 36. A joined “composite” cavity results. Of course, the particular shape of the cavity is not limited in the broad aspect of the invention.
[0019]
FIG. 4 is a perspective view of an embodiment of the antenna 20 with the folded cavity shown in FIG. 3 on the rear side, showing that it is fed by a pair of coaxial cables 40. Each coaxial cable 40 feeds the folded cavity 24 in each of its two orthogonal directions. When the phase of the coaxial signal is shifted by 90 °, the slot 28 provided with the folded cavity on the rear surface radiates circularly polarized waves.
[0020]
FIG. 5 is a perspective view of another embodiment of an antenna 20 ′ with a folded cavity at the rear of the present invention. In this embodiment, the antenna 20 ′ is fed by a ridge waveguide 44. The ridge waveguide 44 is narrower than a standard waveguide, and can be formed, for example, approximately ½ wavelength at the edge. Furthermore, in this embodiment, intersecting “dumbbell” shaped slots 28 ′ were used to generate a very wide radiation pattern. The ridge waveguide feed 44 only couples energy into the cavity with a single polarization. In order to obtain circular polarization, the folded cavity 24 'needs to resonate in both polarizations. This is achieved in this embodiment of the invention by including a coupling post 48 that energy couples from one polarization to another.
[0021]
Furthermore, in order to obtain circularly polarized waves, the two polarized waves in the folded cavity 24 'need to resonate at slightly different frequencies. This is achieved in this embodiment of the invention by making the amount of cavity folding for one polarization greater than for the other polarization. This is achieved by making the base of the folded cavity 34 'asymmetrical.
[0022]
An antenna 20 ′ (ie, the one shown in FIG. 5) with the folded cavity of this embodiment on the rear surface was constructed and tested in detail.
[0023]
FIG. 6 is a graph showing the reflection loss versus frequency at the input port of the ridge waveguide of the slot antenna 20 ′ having the folded cavity of the present invention shown in FIG. As will be appreciated with reference to this graph, the loss at the center (design) frequency is less than -20 dB and less than -20 dB over approximately 3% bandwidth. The double-resonance characteristic of the return loss must also be recognized and this double-resonance characteristic is the two polarizations of the folded cavity 24 'resonating at different frequencies to produce circularly polarized radiation as described above. Is due to. The radiated axial ratio for this embodiment (ie, the embodiment shown in FIG. 5) was also tested, with the axial ratio close to zero at the center frequency and an axial ratio for the folded cavity 24 'of approximately 2. It was determined to be less than 3 dB over a% bandwidth. In addition, this embodiment (ie, the embodiment shown in FIG. 5) was also tested under high power. In particular, average power exceeding 10 kW was supplied to the antenna 20 ', but no degradation occurred as a result.
[0024]
While the present invention has been described herein with reference to illustrative embodiments for particular applications, it should be appreciated that the invention is not so limited. Those skilled in the art will recognize additional modifications, applications and embodiments within the scope of the present invention and in additional fields where the present invention is very useful.
[0025]
Thus, the present invention has been described herein with reference to illustrative embodiments for particular applications. Those skilled in the art will recognize additional modifications, applications and embodiments within the scope of the invention. For example, while the present invention is particularly useful for use in phased array antennas, the present invention can also be used in many other applications, such as industrial heating and / or cooking applications.
[0026]
Accordingly, the appended claims are intended to cover any and all such applications, modifications and embodiments within the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a slot antenna provided with a folded cavity on the rear surface according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a folded cavity of a slot antenna having a regular folded cavity on the rear surface.
3 is a cross-sectional view of a folded cavity of a slot antenna having the folded cavity shown in FIG. 1 on the rear surface.
FIG. 4 is a perspective view of a slot antenna having a folded cavity of the present invention fed by a coaxial cable on the rear surface.
FIG. 5 is a perspective view of another embodiment of a slot antenna with a folded cavity of the present invention fed by a ridge waveguide on the rear surface.
6 is a graph showing reflection loss versus frequency at the input port of the ridge waveguide of the slot antenna having the folded cavity of the present invention shown in FIG. 5 on the rear surface.

Claims (10)

エンクロージャを形成する複数の壁を有し、それら複数の壁は、円偏波を放射する放射スロットが形成されている方形の第1の壁と、この第1の壁と対向してそれとほぼ平行な第2の壁と、第1の壁に対して垂直で第1の壁と第2の壁の周縁部を連結している側壁とを具備し、内部に空洞が形成されている方形のハウジングと、
前記放射スロットから円偏波を放射させるために前記方形のハウジング内の空洞にRFエネルギを注入する手段とを具備しているアンテナにおいて、
前記第2の壁は、
前記側壁の下端部に連結され、その連結部分から前記第1の壁と平行に内方に向けて延在している平坦な外側下部空洞壁部分と、
前記外側下部空洞壁部分の内縁から前記外側下部空洞壁部分および前記第1の壁に対して垂直に前記第1の壁の方向に突出し、上端部に方形開口を有する方形断面の軸方向突出部分と、
前記軸方向突出部分の上端部の方形開口を覆い、さらに前記軸方向突出部分から外方の側壁方向に向けて前記第1の壁と平行に前記側壁の近くまで延在している方形の平坦な上部部分とにより構成され
前記空洞にRFエネルギを注入する手段は前記第2の壁の前記平坦な外側下部空洞壁部分に設けられており
前記第1の壁と、前記第2の壁の前記平坦な上部部分との間に第1の空洞部分が形成され、
前記側壁と前記第2の壁の平坦な上部部分の外縁部との間および前記第2の壁の前記外側下部空洞壁部分と前記第2の壁の平坦な上部部分との間に第2の空洞部分が形成され、
それら第1の空洞部分と第2の空洞部分とは側壁の付近で連結されてそれにより折返し空洞が形成されているアンテナ。
A plurality of walls forming an enclosure, the plurality of walls having a rectangular first wall in which a radiating slot for radiating circularly polarized waves is formed, and facing and substantially parallel to the first wall; A rectangular housing having a second wall and a side wall which is perpendicular to the first wall and connects the first wall and the peripheral edge of the second wall, and in which a cavity is formed When,
Means for injecting RF energy into a cavity in the rectangular housing to radiate circularly polarized waves from the radiation slot ;
The second wall is
A flat outer lower cavity wall portion connected to the lower end of the side wall and extending inwardly from the connecting portion in parallel with the first wall;
Axial projection of rectangular cross-section with a rectangular opening protrudes to the upper portion in the direction of the vertical first wall from the inner edge of the outer lower cavity wall portion relative to the outer lower cavity wall portion and said first wall Part,
The shaft covers the rectangular opening in the upper end of the extending projection portions, rectangular, further extending from said axial projecting portion to the vicinity of the parallel pre-Symbol sidewall and said first wall toward the side wall direction of the outer is constituted by a flat top portion of,
Means for injecting RF energy into the cavity is provided in the flat outer lower cavity wall portion of the second wall ;
A first cavity portion is formed between the first wall and the flat upper portion of the second wall;
Second between the outer lower cavity wall portion and the flat top portion of said second wall between and the second wall of the outer edge portion of the Tan Taira upper portion of the side wall and the second wall A hollow portion is formed,
The antenna in which the first cavity portion and the second cavity portion are connected in the vicinity of the side wall, thereby forming a folded cavity.
ハウジングの長さおよび幅の少なくとも一方のディメンションが自由空間波長の7/10より小さい請求項1記載のアンテナ。  The antenna of claim 1, wherein at least one dimension of the length and width of the housing is less than 7/10 of the free space wavelength. ハウジングの長さおよび幅の少なくとも一方のディメンションが自由空間波長の1/2以下である請求項1記載のアンテナ。  The antenna according to claim 1, wherein at least one of the length and the width of the housing is equal to or less than ½ of a free space wavelength. 前記注入する手段は同軸伝送ケーブルを含んでいる請求項1乃至3のいずれか1項記載のアンテナ。Antenna of the means for injecting either one of claims 1 to 3 includes a coaxial transmission cable. 前記注入する手段は導波管を含んでいる請求項1乃至3のいずれか1項記載のアンテナ。It said means for injecting is any one antenna according to claims 1 to 3 includes a waveguide. 注入する手段はリッジ導波管を含んでいる請求項1乃至5のいずれか1項記載のアンテナ。Implantation means any one antenna according to claims 1 to 5 comprises a ridge waveguide. 前記第1の壁に設けられているスロットは十字形である請求項1乃至6のいずれか1項記載のアンテナ。  The antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein the slot provided in the first wall has a cross shape. 前記第1の壁に設けられているスロットは交差したダンベル形である請求項1乃至6のいずれか1項記載のアンテナ。The antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein the slot provided in the first wall has an intersecting dumbbell shape. さらに、第1の偏波のRFエネルギを第2の偏波のRFエネルギに結合する結合ポストを含んでおり、それによってスロットから円偏波放射を生成する請求項1乃至8のいずれか1項記載のアンテナ。Further includes a coupling post that couples RF energy of a first polarization to RF energy of a second polarization, any one of claims 1 to 8 thereby generating a circularly polarized radiation from the slot The described antenna. 折返し空洞は、第1の偏波のRFエネルギに対して第1の周波数で共振し、第2の偏波のRFエネルギに対して第2の周波数で共振するように構成されている請求項1乃至8のいずれか1項記載のアンテナ。Folded cavity, with respect to the first RF energy polarization resonate at a first frequency, claims and is configured to resonate at a second frequency for the second RF energy polarization 1 The antenna of any one of thru | or 8 .
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3291374B1 (en) * 2015-04-30 2022-05-11 Furuno Electric Co., Ltd. Circularly polarized wave antenna and orientation calculation device
CN107069188B (en) * 2016-12-29 2019-12-20 北京遥测技术研究所 Low-profile high-efficiency dual-polarized panel antenna

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02156707A (en) * 1988-12-08 1990-06-15 Yagi Antenna Co Ltd Planer antenna
JPH05102725A (en) * 1991-02-18 1993-04-23 Toppan Printing Co Ltd Radial line slot antenna shared for polarized wave
JPH05206726A (en) * 1991-04-26 1993-08-13 Makoto Ando Composite structure radial line slot sntenna
JPH0774537A (en) * 1993-07-07 1995-03-17 Toppan Printing Co Ltd Feed device shared by polarized wave
US5581266A (en) * 1993-01-04 1996-12-03 Peng; Sheng Y. Printed-circuit crossed-slot antenna
JPH11308044A (en) * 1998-04-17 1999-11-05 Yokowo Co Ltd Array antenna

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131893A (en) * 1977-04-01 1978-12-26 Ball Corporation Microstrip radiator with folded resonant cavity
US4130823A (en) * 1977-08-05 1978-12-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Miniature, flush mounted, microwave dual band cavity backed slot antenna
US5049895A (en) * 1985-01-24 1991-09-17 Yoshiharu Ito Flat circular waveguide device
US6304226B1 (en) * 1999-08-27 2001-10-16 Raytheon Company Folded cavity-backed slot antenna

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02156707A (en) * 1988-12-08 1990-06-15 Yagi Antenna Co Ltd Planer antenna
JPH05102725A (en) * 1991-02-18 1993-04-23 Toppan Printing Co Ltd Radial line slot antenna shared for polarized wave
JPH05206726A (en) * 1991-04-26 1993-08-13 Makoto Ando Composite structure radial line slot sntenna
US5581266A (en) * 1993-01-04 1996-12-03 Peng; Sheng Y. Printed-circuit crossed-slot antenna
JPH0774537A (en) * 1993-07-07 1995-03-17 Toppan Printing Co Ltd Feed device shared by polarized wave
JPH11308044A (en) * 1998-04-17 1999-11-05 Yokowo Co Ltd Array antenna

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