JP4980397B2 - Rectangular coaxial line slot array antenna - Google Patents

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Description

この発明は、方形同軸線路に複数の放射用スロットを形成してなる方形同軸線路スロットアレーアンテナに関するものである。   The present invention relates to a rectangular coaxial line slot array antenna in which a plurality of radiating slots are formed in a rectangular coaxial line.

平面アレーアンテナを構成する複数の放射スロットに給電する方式としては、最も一般的な導波管スロットアレーアンテナ方式の他に、薄型化が可能であり、かつ、広角範囲に亘ってビームスキャンできるような狭い素子間隔が実現可能な方形同軸線路スロットアレーアンテナ方式が考えられている（例えば、特許文献１参照）。   As a method of feeding power to a plurality of radiation slots constituting a planar array antenna, in addition to the most common waveguide slot array antenna method, it is possible to reduce the thickness and to perform beam scanning over a wide angle range. A rectangular coaxial line slot array antenna system capable of realizing a narrow element spacing has been considered (see, for example, Patent Document 1).

以下に、従来技術における方形同軸線路スロットアレーアンテナの構成について述べる。従来技術における方形同軸線路スロットアレーアンテナの構成を表す斜視図を図６に示す。また、図６のＡ−Ａ'断面図を図７に示す。図６に示すとおり、方形同軸線路スロットアレーアンテナは、内導体１とその外周を取り囲むように設けた外導体２とから構成され、放射面を構成する外導体２の壁面上に使用周波数の概略半波長の長さ（共振長）を持つ複数の放射スロット３が前記方形同軸線路４の管軸方向に対して一定の角度をなして設けられている。   The configuration of the rectangular coaxial line slot array antenna in the prior art will be described below. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a rectangular coaxial line slot array antenna in the prior art. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 6, the rectangular coaxial line slot array antenna is composed of an inner conductor 1 and an outer conductor 2 provided so as to surround the outer periphery thereof, and outlines the operating frequency on the wall surface of the outer conductor 2 constituting the radiation surface. A plurality of radiation slots 3 having a half-wavelength (resonance length) are provided at a constant angle with respect to the tube axis direction of the rectangular coaxial line 4.

また、図７に示すとおり、両端部を短絡終端してなる方形同軸線路４と、給電手段８から方形同軸線路４へと給電されるように設けられた結合孔６と、前術した複数の放射スロット３とで１個単位の方形同軸線路スロットアレーアンテナを構成するサブアレー７を構成し、さらに、このサブアレー７が平面上に複数配列されて２次元アレーアンテナを構成する。   Further, as shown in FIG. 7, a rectangular coaxial line 4 having both ends short-circuited, a coupling hole 6 provided so as to be fed from the feeding means 8 to the rectangular coaxial line 4, The radiating slot 3 constitutes a sub-array 7 constituting a unit of rectangular coaxial line slot array antenna, and a plurality of sub-arrays 7 are arranged on a plane to constitute a two-dimensional array antenna.

次に、上記方形同軸線路スロットアレーアンテナが、薄型であり、かつ、広角範囲に亘ってビームスキャンできるような狭い素子間隔を設定できる理由について述べる。方形同軸線路４で構成される各サブアレー７への給電は、給電手段８から結合孔６を介して、各サブアレー７に対して等分配に給電される。さらに、各サブアレー７内では、各放射スロット３に対して等分配に給電される。以上のように、上記方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいては、全ての放射スロット３に対して、等振幅、等位相にて給電、励振されるため、高効率な放射特性が得られる。   Next, the reason why the rectangular coaxial line slot array antenna is thin and can be set to have a narrow element spacing that allows beam scanning over a wide angle range will be described. Power is supplied to each sub-array 7 constituted by the rectangular coaxial line 4 from the power supply means 8 via the coupling hole 6 to the sub-arrays 7 in an equally distributed manner. Further, in each subarray 7, power is supplied equally to each radiation slot 3. As described above, in the rectangular coaxial line slot array antenna, since all the radiation slots 3 are fed and excited with equal amplitude and equal phase, highly efficient radiation characteristics can be obtained.

従来技術における方形同軸線路スロットアレーアンテナにおけるサブアレーの構成を表す上面図と断面図をそれぞれ図８（ａ）、（ｂ）に示す。ここで、各サブアレー７内では両端部が短絡板５によって短絡終端されているため、サブアレー７内には使用周波数における定在波が立つことになり、放射スロット３を一様に最大振幅で励振するためには、外導体２の壁面上を流れる電流の定在波の腹に位置するように、放射スロット３を１管内波長（１λｇ）の素子間隔で並べればよい。ただし、方形同軸線路内ではＴＥＭ波が基本モードとして伝搬するために、その管内波長が使用周波数の自由空間波長λ０と等しくなり、管内波長が自由空間波長λ０よりも長くなる先述した導波管スロットアレーアンテナと比較して素子間隔を狭くできる。 FIGS. 8A and 8B are a top view and a cross-sectional view showing the configuration of the subarray in the rectangular coaxial line slot array antenna in the prior art, respectively. Here, since both ends of each sub-array 7 are short-circuited and terminated by the short-circuit plate 5, a standing wave at the operating frequency is generated in the sub-array 7, and the radiation slot 3 is uniformly excited with the maximum amplitude. In order to achieve this, the radiation slots 3 may be arranged at an element interval of one in-tube wavelength (1λ g ) so as to be positioned at the antinode of the standing wave of the current flowing on the wall surface of the outer conductor 2. However, since the TEM wave propagates as a fundamental mode in the rectangular coaxial line, the waveguide wavelength is equal to the free space wavelength λ 0 of the used frequency, and the waveguide wavelength is longer than the free space wavelength λ 0. Compared with a tube slot array antenna, the element spacing can be narrowed.

また、前述した通り、方形同軸線路４にはＴＥＭ波が伝搬するが、ＴＥＭ波のみが伝搬し、その他の高次モードが発生・伝搬させないための条件を満足しなくてはならない。方形同軸線路４を伝搬する高次モードの遮断波長λｃは、方形同軸線路４の断面形状の寸法で決まり、方形同軸線路４の管軸方向に垂直な断面内において、内導体１の横方向寸法、外導体２の内面の横方向寸法の値が大きいほど大きくなる。したがって、理想的には、方形同軸断面の形状寸法より十分長い波長の電磁波もＴＥＭ波のみで伝搬可能であり、方形同軸線路４の寸法を使用周波数の波長に対して十分小さく設定できることになる。 Further, as described above, a TEM wave propagates through the rectangular coaxial line 4, but only the TEM wave propagates, and other conditions for preventing generation and propagation of higher order modes must be satisfied. The cut-off wavelength λ c of the higher-order mode propagating through the rectangular coaxial line 4 is determined by the size of the cross-sectional shape of the rectangular coaxial line 4, and in the cross section perpendicular to the tube axis direction of the rectangular coaxial line 4, The larger the dimension and the value of the lateral dimension of the inner surface of the outer conductor 2, the larger the value. Therefore, ideally, an electromagnetic wave having a wavelength sufficiently longer than the shape dimension of the rectangular coaxial cross section can be propagated only by the TEM wave, and the dimension of the rectangular coaxial line 4 can be set sufficiently small with respect to the wavelength of the used frequency.

以上の理由より、方形同軸線路スロットアレーアンテナ方式を用いれば、一般的な導波管スロットアレーアンテナよりも狭い間隔でスロットアレーアンテナを隣接配置できるために広角範囲までビームスキャンできるとともに、アンテナを薄型化することも可能となる。   For the above reasons, if the rectangular coaxial line slot array antenna system is used, the slot array antennas can be arranged adjacent to each other at a narrower interval than a general waveguide slot array antenna, so that the beam can be scanned to a wide angle range and the antenna is thin. It is also possible to make it.

上述した従来の方形同軸線路スロットアレーアンテナの製造方法としては、方形同軸線路４の管軸方向と、放射スロット３が設置されている外導体２の一側面に対して平行な分割面にてスライスしたプレート状の各層を、各層の元になる金属導体板をそれぞれ個別に切削やエッチングなどの加工方法により形成し、前記プレート状の各層を順番に積層した後、圧着、接合することにより製造する。   As a manufacturing method of the above-described conventional rectangular coaxial line slot array antenna, the tube axis direction of the rectangular coaxial line 4 and the slice plane parallel to one side surface of the outer conductor 2 where the radiation slot 3 is installed are sliced. Each plate-like layer is produced by individually forming the metal conductor plate that is the basis of each layer by a processing method such as cutting or etching, and laminating the plate-like layers in order, followed by pressure bonding and joining. .

次に、方形同軸線路スロットアレーアンテナをプレート状に分割して構成する方法について以下に述べる。図９（ａ），（ｂ）は、従来技術における示す方形同軸線路スロットアレーアンテナの断面図およびアンテナ一部分の断面分解図を示すものである。方形同軸線路４への給電手法として、ここでは導波管を用いるものとする。図９（ｂ）に示す断面分解図は、方形同軸線路４の管軸方向と外導体の天板に平行となるように分割スライスしたものであり、全層にわたってプレート状になっている。また、図では簡略化のために一列内のサブアレー２個分についてのみ示している。なお、図９において、４１は放射スロットプレート、４２は外導体プレート＃１、４３は内導体プレート、４４は外導体プレート＃２、４５は結合孔プレート、４６は給電導波管プレート＃１、４７は給電外導体導波管プレート＃２を示している。   Next, a method for dividing the rectangular coaxial line slot array antenna into plates will be described below. FIGS. 9A and 9B are a sectional view of a rectangular coaxial line slot array antenna shown in the prior art and an exploded sectional view of a part of the antenna. Here, a waveguide is used as a feeding method to the rectangular coaxial line 4. The cross-sectional exploded view shown in FIG. 9B is divided and sliced so as to be parallel to the tube axis direction of the rectangular coaxial line 4 and the top plate of the outer conductor, and has a plate shape over the entire layer. In the figure, for simplification, only two subarrays in one row are shown. In FIG. 9, 41 is a radiation slot plate, 42 is an outer conductor plate # 1, 43 is an inner conductor plate, 44 is an outer conductor plate # 2, 45 is a coupling hole plate, 46 is a feeding waveguide plate # 1, Reference numeral 47 denotes a feeding outer conductor waveguide plate # 2.

ここでは、図９に示すように、７つのプレート部位に分割スライスした構造とする。そのため、各部位でプレート厚が異なっている。放射スロットプレート４１は放射スロットと外導体表面を構成する部位であり、金属導体板からスロット部分を切削して製造される。外導体プレート＃１の４２及び＃２の４４は、方形同軸線路端部の短絡板及び外導体側面を構成する部位であり、金属導体板から内導体−外導体間の空間部分を切削して製造される。内導体プレート４３は、内導体及び外導体側面を構成する部位であり、金属導体板から内導体−外導体間の空間部分を切削して製造される。   Here, as shown in FIG. 9, the sliced structure is divided into seven plate parts. Therefore, the plate thickness differs at each part. The radiation slot plate 41 is a part constituting the radiation slot and the outer conductor surface, and is manufactured by cutting a slot portion from a metal conductor plate. The outer conductor plate # 1 42 and # 2 44 are parts constituting the short-circuit plate and the outer conductor side face of the end of the rectangular coaxial line, and the space between the inner conductor and the outer conductor is cut from the metal conductor plate. Manufactured. The inner conductor plate 43 is a part constituting the inner conductor and outer conductor side surfaces, and is manufactured by cutting a space portion between the inner conductor and the outer conductor from a metal conductor plate.

結合孔プレート４５は、外導体底面および結合孔を構成する部位であり、金属導体板から結合孔部分を切削して製造される。給電用導波管プレート＃１の４６と＃２の４７は、共に給電用導波管の一部を構成する部位であり、金属導体板から導波路部分を切削して製造される。これらプレートを圧着積層して同軸線路スロットアレーアンテナおよびそれを給電する給電回路を一体構成することが可能である。図１０は、図９の断面分解図を立体的に示した模式図である。   The coupling hole plate 45 is a part constituting the bottom surface of the outer conductor and the coupling hole, and is manufactured by cutting the coupling hole portion from the metal conductor plate. Both of the power supply waveguide plate # 1 46 and # 2 47 are parts constituting a part of the power supply waveguide, and are manufactured by cutting the waveguide portion from the metal conductor plate. A coaxial line slot array antenna and a power feeding circuit that feeds the coaxial line slot array antenna can be integrally formed by laminating and laminating these plates. FIG. 10 is a schematic diagram showing the cross-sectional exploded view of FIG. 9 in three dimensions.

このような方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて、図８（ｂ）に示すように、内導体１の横方向寸法をａ、縦方向寸法をｂ、外導体２の内面の横方向寸法をＡ、縦方向寸法をＢとする。図８に示すように、同軸線路から派生した導波路である方形同軸線路では、断面形状を正方形とし、内導体１、外導体２のそれぞれにおいて、横方向寸法と縦方向寸法を下式に示すように等しくするのが一般的である。
ａ＝ｂ、 Ａ＝Ｂ (１)
また、同軸性を保持するために、内導体１、外導体２の断面中心は一致するように配置させる。 In such a rectangular coaxial line slot array antenna, as shown in FIG. 8B, the lateral dimension of the inner conductor 1 is a, the longitudinal dimension is b, the lateral dimension of the inner surface of the outer conductor 2 is A, the longitudinal dimension. Let B be the directional dimension. As shown in FIG. 8, in the rectangular coaxial line which is a waveguide derived from the coaxial line, the cross-sectional shape is a square, and the horizontal dimension and the vertical dimension are shown in the following equations for each of the inner conductor 1 and the outer conductor 2. It is common to make them equal.
a = b, A = B (1)
Further, in order to maintain the coaxiality, the inner conductor 1 and the outer conductor 2 are arranged so that the cross-sectional centers thereof coincide.

国際公開第２００８／０６５８５２号パンフレットInternational Publication No. 2008/066582 Pamphlet

従来の方形同軸線路スロットアレーアンテナでは、前述した通り、内導体１及び外導体２のそれぞれにおいて、横方向寸法と縦方向寸法を等しくするのが一般的である。従って、アンテナを薄型化しようとした場合、縦（厚さ）方向寸法を縮小するのと同時に横（幅）方向寸法についても縮小する必要が生じる。しかしながら、前述の通り、放射スロット３の長さは使用周波数によって決まり、概略共振長の長さが必要となるため、方形同軸線路の横方向寸法に関してはある程度の幅を確保する必要がある。したがって、従来の方形同軸線路スロットアレーアンテナでは、アンテナ自体を薄型化することはできない。   In the conventional rectangular coaxial line slot array antenna, as described above, in each of the inner conductor 1 and the outer conductor 2, the horizontal dimension and the vertical dimension are generally equal. Therefore, when attempting to make the antenna thinner, it is necessary to reduce the dimension in the horizontal (width) direction at the same time as reducing the dimension in the vertical (thickness) direction. However, as described above, the length of the radiating slot 3 is determined by the operating frequency, and the length of the approximate resonance length is required. Therefore, it is necessary to secure a certain width with respect to the lateral dimension of the rectangular coaxial line. Therefore, in the conventional rectangular coaxial line slot array antenna, the antenna itself cannot be thinned.

また、従来の方形同軸線路スロットアレーアンテナでは、前述した通り、内導体１の縦（厚さ）方向寸法は、横（幅）方向寸法と同じだけ必要となり、比較的板厚の厚い金属導体板にて形成することになる。材料となる金属導体板を所望の形状で抜く場合においては、抜き形状や残し形状として加工可能な最小寸法値は板厚によって規定されるため、板厚の厚い導体板を加工する場合には、所定の精度を確保することが困難となってしまう。したがって、必要な精度を確保するためには、高コストな加工方法である機械加工を採用せざるを得なくなる。   Further, in the conventional rectangular coaxial line slot array antenna, as described above, the inner conductor 1 needs to have the same vertical (thickness) dimension as the lateral (width) dimension, and has a relatively thick metal conductor plate. Will be formed. In the case of extracting a metal conductor plate as a material in a desired shape, the minimum dimension value that can be processed as a punched shape or a remaining shape is defined by the plate thickness, so when processing a thick conductor plate, It becomes difficult to ensure a predetermined accuracy. Therefore, in order to ensure the required accuracy, machining, which is a high-cost processing method, must be employed.

この発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、アンテナの薄型化を実現すると共に、所望の加工精度を低コストで実現できる方形同軸線路スロットアレーアンテナを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to obtain a rectangular coaxial line slot array antenna capable of realizing a thin antenna and realizing a desired processing accuracy at a low cost.

この発明に係る方形同軸線路スロットアレーアンテナは、四辺形断面を有する内導体と当該内導体の外周を四辺形断面の内面形状により取り囲むように設けられた外導体とから構成され、両端部を短絡してなる方形同軸線路と、前記方形同軸線路を励振させるための給電手段と、前記方形同軸線路の管軸方向に対してある角度をなして前記外導体に設けられた概略共振長の複数のスロットとを備え、前記複数のスロットを前記方形同軸線路の管軸方向に平行な前記外導体上の任意の一側面に設けてアレーアンテナを構成した方形同軸線路スロットアレーアンテナであって、前記方形同軸線路の管軸方向に垂直な断面内において、前記内導体の縦方向寸法または前記外導体の内面の縦方向寸法の少なくともいずれか一方を横方向寸法に比べて短くしたことを特徴とする。   A rectangular coaxial line slot array antenna according to the present invention comprises an inner conductor having a quadrilateral cross section and an outer conductor provided so as to surround the outer periphery of the inner conductor with an inner surface shape of the quadrilateral cross section, and short-circuits both ends. A rectangular coaxial line, a feeding means for exciting the rectangular coaxial line, and a plurality of substantially resonant lengths provided on the outer conductor at an angle with respect to a tube axis direction of the rectangular coaxial line. A rectangular coaxial line slot array antenna comprising an array antenna by providing the plurality of slots on any one side of the outer conductor parallel to the tube axis direction of the rectangular coaxial line, In the cross section perpendicular to the tube axis direction of the coaxial line, at least one of the longitudinal dimension of the inner conductor and the longitudinal dimension of the inner surface of the outer conductor is shorter than the lateral dimension. Characterized in that it was.

この発明に係る方形同軸線路スロットアレーアンテナでは、方形同軸線路の横（幅）方向寸法に関して使用周波数によって決まる寸法を有した放射スロットへの給電に必要な幅を確保したまま、縦（厚さ）方向寸法を小さく（薄く）することができるため、従来の方形同軸線路スロットアレーアンテナに比べて、アンテナ自体を薄型化することができる。   In the rectangular coaxial line slot array antenna according to the present invention, the width (thickness) of the rectangular coaxial line is secured while maintaining the width necessary for feeding to the radiation slot having a dimension determined by the operating frequency with respect to the horizontal (width) direction dimension of the rectangular coaxial line. Since the directional dimension can be reduced (thin), the antenna itself can be made thinner as compared with the conventional rectangular coaxial line slot array antenna.

また、内導体の縦（厚さ）方向寸法が横（幅）方向寸法に比べて小さいため、内導体プレートを薄い金属導体板で形成できる。このため、大量生産に適したエッチング加工やプレス加工などの加工方法に適用する際、抜き形状や残し形状として加工可能な最小寸法値が板厚によって規定されるため、より高い加工精度・微細加工を低コストにて実現できるだけでなく、製造誤差やこれにより生じるアンテナ性能ばらつきを最小限に抑えることも可能となる。   Further, since the longitudinal (thickness) direction dimension of the inner conductor is smaller than the lateral (width) direction dimension, the inner conductor plate can be formed of a thin metal conductor plate. For this reason, when applied to processing methods such as etching and pressing suitable for mass production, the minimum dimension value that can be processed as a punched shape or a remaining shape is defined by the plate thickness. Can be realized at a low cost, and manufacturing errors and variations in antenna performance caused thereby can be minimized.

この発明の実施の形態で用いられる方形同軸線路スロットアレーアンテナの構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the rectangular coaxial line slot array antenna used by embodiment of this invention. 図１のＡ−Ａ'断面図である。It is AA 'sectional drawing of FIG. 図１に示す方形同軸線路４における管内波長を自由空間波長よりも短縮するための構造を付加した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。It is the figure which added the structure for shortening the waveguide wavelength in the rectangular coaxial line 4 shown in FIG. 1 rather than a free space wavelength, (a) is a top view, (b) is sectional drawing of (a). 図１に示す方形同軸線路４における管内波長を自由空間波長よりも短縮するために付加させる構造のうち、線路の先端短絡部に適用できる構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。It is a figure which shows the structure applicable to the front-end | tip short circuit part of a line among the structures added in order to shorten the waveguide wavelength in the rectangular coaxial line 4 shown in FIG. 1 rather than a free space wavelength, (a) is a top view, b) is a sectional view of (a). 図１に示す内導体１を偏心させた方形同軸線路４の断面図であり、（ａ）は内導体１が結合孔６に近づくように下方へ偏心させた方形同軸線路４の断面図、（ｂ）は内導体１が放射スロット３に近づくように上方へ偏心させた方形同軸線路４の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a rectangular coaxial line 4 in which the inner conductor 1 shown in FIG. 1 is eccentric, and (a) is a cross-sectional view of the rectangular coaxial line 4 that is eccentric downward so that the inner conductor 1 approaches the coupling hole 6. b) is a cross-sectional view of the rectangular coaxial line 4 which is eccentric upward so that the inner conductor 1 approaches the radiation slot 3. 従来技術における方形同軸線路スロットアレーアンテナの構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the rectangular coaxial line slot array antenna in a prior art. 図６のＡ−Ａ'断面図である。It is AA 'sectional drawing of FIG. 従来技術における方形同軸線路スロットアレーアンテナの構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。It is a figure which shows the structure of the rectangular coaxial line slot array antenna in a prior art, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 従来技術における示す方形同軸線路スロットアレーアンテナを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はアンテナ一部分の断面分解図である。It is a figure which shows the rectangular coaxial line slot array antenna in a prior art, (a) is sectional drawing, (b) is a cross-sectional exploded view of a part of antenna. 図９の断面分解図を立体的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the cross-sectional exploded view of FIG. 9 in three dimensions.

以下に添付の図面に示された具体例に基づいてこの発明の実施の形態について詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described in detail below based on specific examples shown in the accompanying drawings.

図１は、この発明の実施の形態で用いられる方形同軸線路スロットアレーアンテナの構成を表す斜視図であり、また、図２は、図１のＡ−Ａ'断面図である。図１に示すとおり、方形同軸線路スロットアレーアンテナは、四辺形断面を有する内導体１と、内導体１の外周を四辺形断面の内面形状により取り囲むように設けられた外導体２とから構成され、放射面を構成する外導体２の壁面上に使用周波数の概略半波長の長さ（共振長）を持つ複数の放射スロット３が方形同軸線路４の管軸方向に対して一定の角度をなして設けられている。   FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a rectangular coaxial line slot array antenna used in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 1, the rectangular coaxial line slot array antenna includes an inner conductor 1 having a quadrilateral cross section and an outer conductor 2 provided so as to surround the outer periphery of the inner conductor 1 with an inner surface shape of the quadrilateral cross section. On the wall surface of the outer conductor 2 constituting the radiation surface, a plurality of radiation slots 3 having a length of approximately half wavelength (resonance length) of the used frequency form a certain angle with respect to the tube axis direction of the rectangular coaxial line 4 Is provided.

また、図２に示すとおり、両端部を短絡終端してなる方形同軸線路４と、給電手段８から方形同軸線路４へと給電されるように設けられた結合孔６と、前記した複数の放射スロット３とで１個単位の方形同軸線路スロットアレーアンテナを構成するサブアレー７を構成し、さらに、このサブアレー７が平面上に複数配列されて２次元アレーアンテナを構成する。   Further, as shown in FIG. 2, a rectangular coaxial line 4 having both ends short-circuited, a coupling hole 6 provided so as to be fed from the feeding means 8 to the rectangular coaxial line 4, and the plurality of radiations described above A sub-array 7 constituting a unit of a rectangular coaxial line slot array antenna is formed with the slot 3, and a plurality of sub-arrays 7 are arranged on a plane to form a two-dimensional array antenna.

また、前述した従来技術と同様に、この発明における方形同軸線路スロットアレーアンテナの製造方法としては、方形同軸線路４の管軸方向と、放射スロット３が設置されている外導体２の天板に対して平行な分割面にてスライスしたプレート状の各層を、各層の元になる金属導体板をそれぞれ個別にエッチングやプレスなどの加工方法により形成し、前述の通り加工した前記プレート状の各層を順番に積層した後、圧着、接合することにより製造する。   As in the prior art described above, the method of manufacturing the rectangular coaxial line slot array antenna in the present invention includes the direction of the tube axis of the rectangular coaxial line 4 and the top plate of the outer conductor 2 where the radiation slot 3 is installed. In contrast, each plate-like layer sliced by a parallel dividing plane is formed by individually processing a metal conductor plate that is the basis of each layer by a processing method such as etching or pressing, and each plate-like layer processed as described above is formed. It manufactures by laminating | stacking in order, and crimping | bonding and joining.

また、方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて定在波励振にて均一開口分布を実現しようとすると、放射スロット３が外導体２の壁面上を流れる電流の定在波の腹に位置するように１管内波長（１λｇ）の素子間隔で並べることとなるが、方形同軸線路４の管内波長は自由空間波長と同じであるため、管軸に沿って並んでいる放射スロット３をλ０間隔とすることになる。 In addition, in a rectangular coaxial line slot array antenna, when trying to realize a uniform aperture distribution by standing wave excitation, one radiating slot 3 is positioned in the antinode of the standing wave of the current flowing on the wall surface of the outer conductor 2. Although the arrangement is performed with the element spacing of the wavelength (1λ g ), since the in-tube wavelength of the rectangular coaxial line 4 is the same as the free space wavelength, the radiation slots 3 arranged along the tube axis are set to the λ 0 interval. become.

しかしながら、素子間隔がλ０だと、管軸と天頂方向を含むカット面内において、その±９０度方向にグレーティングローブが発生し、利得の低下が生じてしまうため、管内波長を自由空間波長よりも短縮し、スロットの配置間隔をλ０よりも狭くする必要がある。 However, when the element spacing is λ 0 , a grating lobe is generated in the ± 90 ° direction in the cut plane including the tube axis and the zenith direction, resulting in a decrease in gain. also shortened, it is necessary to narrow than 0 the arrangement interval of the slot lambda.

この発明においては、図１に示すように、内導体１とその外周を取り囲む外導体２は、それぞれ内面の縦方向寸法、横方向寸法が異なり、縦方向寸法の方を横方向寸法より小さくした扁平形状としている。このように、四辺形断面形状の縦横アスペクト比を扁平形状としたことによる効果を以下に述べる。   In the present invention, as shown in FIG. 1, the inner conductor 1 and the outer conductor 2 surrounding the outer periphery thereof have different vertical and horizontal dimensions on the inner surface, and the vertical dimension is smaller than the horizontal dimension. It has a flat shape. Thus, the effect by having set the aspect ratio of the quadrilateral cross-sectional shape to the flat shape will be described below.

方形同軸線路４において、管内波長を自由空間波長よりも短縮するための構造を付加した図を図３に示す。ここで、図３（ａ）に平面図、図３（ｂ）に断面図を示す。ただし、図３に示すように、斜線ハッチング部分は導体部、白抜き部分は中空部（導体プレートをエッチングなどの加工により削り取った部分）であることを示す。   FIG. 3 shows a diagram in which a structure for shortening the guide wavelength in the rectangular coaxial line 4 is made shorter than the free space wavelength. Here, FIG. 3A shows a plan view and FIG. 3B shows a cross-sectional view. However, as shown in FIG. 3, the hatched portion indicates a conductor portion, and the white portion indicates a hollow portion (a portion obtained by removing the conductor plate by processing such as etching).

図３（ａ）に示すように、放射スロット３間の区間における内導体１には切り欠き構造１０が設けられ、互いに逆方向に設けられた切り欠き構造１０が対となって蛇行形状１１を形成している。そして、内導体１に設けられた蛇行形状１１が、放射スロット３間の区間における管内波長の短縮機能を実現しており、方形同軸線路４における管内波長を自由空間波長よりも短縮することによって、グレーティングローブの発生を抑制することができる。   As shown in FIG. 3A, the inner conductor 1 in the section between the radiating slots 3 is provided with a notch structure 10, and the notch structures 10 provided in opposite directions form a meandering shape 11 as a pair. Forming. And the meandering shape 11 provided in the inner conductor 1 realizes the function of shortening the guide wavelength in the section between the radiation slots 3, and by shortening the guide wavelength in the rectangular coaxial line 4 from the free space wavelength, Generation of grating lobes can be suppressed.

ただし、内導体１に設けられた蛇行形状１１は、放射スロット３への結合度に対して影響があるため、蛇行形状１１のような波長短縮構造が付加されていない通常の方形同軸線路の区間内で調整された結合度を保持するために、放射スロット３の直下を避けた位置として放射スロット３の間の区間に設けることが望ましい。   However, since the meandering shape 11 provided in the inner conductor 1 has an influence on the degree of coupling to the radiation slot 3, a section of a normal rectangular coaxial line to which no wavelength shortening structure is added like the meandering shape 11. In order to maintain the adjusted degree of coupling, it is desirable to provide a section between the radiating slots 3 as a position avoiding the position immediately below the radiating slots 3.

なお、図３（ａ）において、１２は内導体１に設ける切り欠き構造１０において、切り欠きの長さ（深さ）、１３は内導体１において切り欠き構造１０を付加した後の導体残し寸法、１４は外導体２と内導体１の間の抜き寸法をそれぞれ示す。   In FIG. 3A, reference numeral 12 denotes a notch structure 10 provided in the inner conductor 1, the notch length (depth), and 13 a remaining conductor dimension after the notch structure 10 is added to the inner conductor 1. , 14 indicate the size of the space between the outer conductor 2 and the inner conductor 1, respectively.

また、図３（ｂ）に示すように、この発明における方形同軸線路４の四辺形断面形状においては、内導体１、外導体２ともに縦横アスペクト比を扁平とし、いずれも縦方向寸法を横方向寸法よりも小さくしている。上述のように、縦横アスペクト比を扁平とすることの効果を以下に詳細に述べる。   Further, as shown in FIG. 3B, in the quadrangular cross-sectional shape of the rectangular coaxial line 4 in the present invention, both the inner conductor 1 and the outer conductor 2 have a flat vertical and horizontal aspect ratio, both of which have the vertical dimensions in the horizontal direction. It is smaller than the dimensions. As described above, the effect of flattening the aspect ratio will be described in detail below.

まず、内導体１に設けた切り欠き構造１０において、前述した通り、切り欠きの長さ１２は、そのまま方形同軸線路４の管内波長の波長短縮量に直結するため、出来るだけ長い（深い）ことが望ましい。また、切り欠き構造１２を付加した後の内導体１を支持するためには、内導体１における導体残し寸法１３においても十分な長さ（太さ）が必要となる。   First, in the notch structure 10 provided in the inner conductor 1, as described above, the notch length 12 is as long as possible (deep) as it is directly connected to the wavelength shortening amount of the in-tube wavelength of the rectangular coaxial line 4. Is desirable. Further, in order to support the inner conductor 1 after the notch structure 12 is added, a sufficient length (thickness) is required even in the conductor remaining dimension 13 in the inner conductor 1.

また、この発明における方形同軸線路スロットアレーアンテナは、平面上に複数配列された２次元アレーアンテナであり、隣接する方形同軸線路４との間に十分な厚さの壁厚を確保する必要がある。このため、図３（ｂ）に示す外導体２の四辺形断面の内面の横方向寸法Ａには上限値が存在する。また、内導体１−外導体２との間の抜き寸法１４を確保するため、図３（ｂ）に示す内導体１の四辺形断面の横方向寸法ａにも上限値が存在する。また、高次モードの発生・伝搬を抑制する観点においても、内導体１及び外導体２の横方向寸法ａ、Ａには上限値が存在する。   The rectangular coaxial line slot array antenna according to the present invention is a two-dimensional array antenna arranged in a plane, and it is necessary to secure a sufficient wall thickness between adjacent rectangular coaxial lines 4. . For this reason, there is an upper limit for the lateral dimension A of the inner surface of the quadrilateral cross section of the outer conductor 2 shown in FIG. Moreover, in order to ensure the extraction dimension 14 between the inner conductor 1 and the outer conductor 2, there is also an upper limit for the lateral dimension a of the quadrilateral cross section of the inner conductor 1 shown in FIG. Further, from the viewpoint of suppressing the generation / propagation of higher-order modes, there are upper limit values for the lateral dimensions a and A of the inner conductor 1 and the outer conductor 2.

内導体１の横方向寸法ａについては、前述した通り、上限の範囲内で出来るだけ大きい値を採用する。これにより、内導体１に付加する切り欠きの長さ１２を十分に確保することができる。   As described above, the lateral dimension a of the inner conductor 1 is as large as possible within the upper limit range. Thereby, the length 12 of the notch added to the inner conductor 1 can be sufficiently ensured.

加えて、内導体１の四辺形断面の縦方向寸法ｂについては、横方向寸法ａよりも出来るだけ小さく（薄く）設定することにより、導体残し寸法１３や導体抜き寸法１４などの板厚によって規定される寸法をより小さく加工（エッチングやプレスなどの工法を想定）することが可能となる。さらに、これら加工による製造誤差も最小限に抑えることが可能となる。但し、内導体１を形成する材料において、十分な剛性を得ることができる最小の寸法とする。   In addition, the longitudinal dimension b of the quadrilateral cross section of the inner conductor 1 is set as small as possible (thinner) as small as the lateral dimension a, so that it is defined by the plate thickness such as the remaining conductor dimension 13 and the conductor removal dimension 14. Therefore, it is possible to process the dimension to be smaller (assuming a construction method such as etching or pressing). Furthermore, manufacturing errors due to these processes can be minimized. However, the material that forms the inner conductor 1 has a minimum dimension that can provide sufficient rigidity.

したがって、この発明に示す方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいては、薄い導体板プレートを用いて、プレートの横（幅）方向に大きく、プレートの縦（厚）方向に対して小さな、扁平な断面形状を有する内導体１を形成することによって、隣接の方形同軸線路スロットアレーアンテナを狭ピッチで設置するのに十分な壁厚を確保した上で、グレーティングローブを抑圧する上で重要な波長短縮設計において十分な設計自由度を確保することを可能とする。さらに、大量生産に適したエッチング加工やプレス加工などの加工方法に適用することにより、製造誤差やこれにより生じるアンテナ性能ばらつきを最小限に抑えることができる。   Therefore, in the rectangular coaxial line slot array antenna shown in the present invention, a thin conductor plate plate is used to form a flat cross-sectional shape that is large in the horizontal (width) direction of the plate and small in the vertical (thickness) direction of the plate. Forming the inner conductor 1 has sufficient wall thickness to install adjacent rectangular coaxial line slot array antennas at a narrow pitch, and is sufficient for wavelength shortening design, which is important for suppressing grating lobes. It is possible to ensure a high degree of design freedom. Furthermore, by applying to a processing method such as etching or pressing suitable for mass production, manufacturing errors and variations in antenna performance caused thereby can be minimized.

また、幅方向寸法に関係なく、厚さ方向寸法を最小限とすることができるので、アンテナ厚さを薄型化、体積を小型化することも可能となる。ただし、前述した扁平形状は、蛇行形状１１などの波長短縮構造が付加されていない、放射スロット３や結合孔６の直近に配置される基本となる方形同軸線路（以下、基本線路区間と呼称）の断面形状に対して持たせた特徴である。   Moreover, since the thickness direction dimension can be minimized regardless of the width direction dimension, the antenna thickness can be reduced and the volume can be reduced. However, the above-described flat shape is a basic rectangular coaxial line (hereinafter referred to as a basic line section) which is disposed in the immediate vicinity of the radiation slot 3 and the coupling hole 6 without a wavelength shortening structure such as the meandering shape 11. This is a feature given to the cross-sectional shape.

次に、方形同軸線路４における管内波長を自由空間波長よりも短縮するために付加させる構造のうち、線路の先端短絡部に適用できる別の形態を示す構造図を図４に示す。ここで、図４（ａ）に平面図、図４（ｂ）に断面図を示す。図４（ｂ）において、１５は基本線路区間の内導体１の横方向寸法ａに対して横方向寸法の長さを長くした内導体１の線路区間であり、１６は逆に横方向寸法の長さを短くした内導体１の線路区間である。一般的に、同軸線路の特性インピーダンスは（外導体の径）／（内導体の径）に比例して大きくなるため、基本線路区間の特性インピーダンスを基準とした場合、長さを長くした線路区間では低い特性インピーダンスを示し、長さを短くした線路区間では高い特性インピーダンスを示す。このように、方形同軸線路４の先端短絡部分から順番に高インピーダンス線路区間１６、低インピーダンス線路区間１５を接続することによって、前述した蛇行形状１１を用いた場合と同様にして、方形同軸線路４の管内波長を短縮させることができる。   Next, FIG. 4 shows a structural view showing another form applicable to the tip short-circuit portion of the line among the structures added to shorten the guide wavelength in the rectangular coaxial line 4 to be shorter than the free space wavelength. Here, FIG. 4A shows a plan view and FIG. 4B shows a cross-sectional view. In FIG. 4B, reference numeral 15 denotes a line section of the inner conductor 1 in which the length of the horizontal dimension is increased with respect to the horizontal dimension a of the inner conductor 1 of the basic line section, and 16 is a horizontal dimension of the inner conductor 1. This is a line section of the inner conductor 1 whose length is shortened. Generally, the characteristic impedance of a coaxial line increases in proportion to (outer conductor diameter) / (inner conductor diameter). Therefore, when the characteristic impedance of the basic line section is used as a reference, the length of the line section is increased. Shows a low characteristic impedance, and shows a high characteristic impedance in a line section with a short length. Thus, by connecting the high-impedance line section 16 and the low-impedance line section 15 in order from the tip short-circuit portion of the rectangular coaxial line 4, the rectangular coaxial line 4 is similar to the case where the meandering shape 11 is used. The in-tube wavelength can be shortened.

なお、図４（ａ）において、１７は、低インピーダンス線路区間における内導体１の横方向寸法、１８は、高インピーダンス線路区間における内導体１の横方向寸法、１９は、低インピーダンス線路区間における内導体１−外導体２の間の抜き寸法を示す。   In FIG. 4A, 17 is the lateral dimension of the inner conductor 1 in the low impedance line section, 18 is the lateral dimension of the inner conductor 1 in the high impedance line section, and 19 is the inner dimension in the low impedance line section. The drawing dimension between the conductor 1 and the outer conductor 2 is shown.

前述した通り、低インピーダンス線路区間１５、高インピーダンス線路区間１６の内導体１の横方向寸法は、それぞれ基本線路区間における内導体１の横方向寸法ａを基準に大小関係を形成しており、この大小の比率が大きいほど、大きな波長短縮効果を得ることが出来る。   As described above, the lateral dimensions of the inner conductor 1 in the low-impedance line section 15 and the high-impedance line section 16 form a magnitude relationship based on the lateral dimension a of the inner conductor 1 in the basic line section. The larger the ratio, the greater the wavelength shortening effect.

また、図４（ｂ）に示すように、この発明における方形同軸線路４の四辺形断面形状においては、内導体１及び外導体２ともに縦横アスペクト比を扁平とし、いずれも縦方向寸法を横方向寸法よりも短くしている。上述のように、縦横アスペクト比を扁平とすることの効果を先端短絡部における例を用いて以下に詳細に述べる。   Further, as shown in FIG. 4B, in the quadrangular cross-sectional shape of the rectangular coaxial line 4 in the present invention, both the inner conductor 1 and the outer conductor 2 have a flat vertical and horizontal aspect ratio, and both have the vertical dimensions in the horizontal direction. It is shorter than the dimensions. As described above, the effect of flattening the aspect ratio will be described in detail below using an example in the tip short-circuit portion.

まず、前述した通り、低インピーダンス線路区間における内導体１の横方向寸法１７は、基本線路区間における内導体１の横方向寸法ａに比べて出来るだけ大きい（幅広い）ことが望ましい。さらに、高インピーダンス線路区間における内導体１の横方向寸法１８は、基本線路区間における内導体１の横方向寸法ａに比べて出来るだけ小さい（幅狭い）ことが望ましい。   First, as described above, it is desirable that the lateral dimension 17 of the inner conductor 1 in the low impedance line section is as large as possible (wider) than the lateral dimension a of the inner conductor 1 in the basic line section. Furthermore, it is desirable that the lateral dimension 18 of the inner conductor 1 in the high impedance line section is as small as possible (narrower) than the lateral dimension a of the inner conductor 1 in the basic line section.

この発明における方形同軸線路４の断面形状においては、内導体１の縦方向寸法ｂを出来るだけ薄く形成することにより、高インピーダンス線路区間における内導体１の横方向寸法１８、低インピーダンス線路区間における内導体１−外導体２の間の抜き寸法１９を最小限にすることが可能となる。従って、低インピーダンス線路区間における内導体１の横方向寸法１７を、基本線路区間における内導体１の横方向寸法ａに比べて出来るだけ大きく、高インピーダンス線路区間における内導体１の横方向寸法１８を、基本線路区間における内導体１の横方向寸法ａに比べて出来るだけ小さくすることが可能となる。   In the cross-sectional shape of the rectangular coaxial line 4 in the present invention, by forming the longitudinal dimension b of the inner conductor 1 as thin as possible, the lateral dimension 18 of the inner conductor 1 in the high impedance line section, the inner dimension in the low impedance line section. It is possible to minimize the blanking dimension 19 between the conductor 1 and the outer conductor 2. Accordingly, the lateral dimension 17 of the inner conductor 1 in the low impedance line section is made as large as possible compared with the lateral dimension a of the inner conductor 1 in the basic line section, and the lateral dimension 18 of the inner conductor 1 in the high impedance line section is increased. It becomes possible to make it as small as possible in comparison with the lateral dimension a of the inner conductor 1 in the basic line section.

したがって、この発明に示す方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいては、薄い導体板プレートを用いて、プレートの横（幅）方向に大きく、プレートの縦（厚）方向に対して小さな、扁平な断面形状を有する内導体１を形成することによって、隣接の方形同軸線路スロットアレーアンテナを狭ピッチで設置するのに十分な壁厚を確保した上で、グレーティングローブを抑圧する上で重要な波長短縮設計において十分な設計自由度を確保することを可能とする。さらに、大量生産に適したエッチング加工やプレス加工などの加工方法に適用することにより、製造誤差やこれにより生じるアンテナ性能ばらつきを最小限に抑えることができる。また、幅方向寸法に関係なく、厚さ方向寸法を最小限とすることができるので、アンテナ厚さを薄型化、体積を小型化することも可能となる。   Therefore, in the rectangular coaxial line slot array antenna shown in the present invention, a thin conductor plate plate is used to form a flat cross-sectional shape that is large in the horizontal (width) direction of the plate and small in the vertical (thickness) direction of the plate. Forming the inner conductor 1 has sufficient wall thickness to install adjacent rectangular coaxial line slot array antennas at a narrow pitch, and is sufficient for wavelength shortening design, which is important for suppressing grating lobes. It is possible to ensure a high degree of design freedom. Furthermore, by applying to a processing method such as etching or pressing suitable for mass production, manufacturing errors and variations in antenna performance caused thereby can be minimized. Moreover, since the thickness direction dimension can be minimized regardless of the width direction dimension, the antenna thickness can be reduced and the volume can be reduced.

上記アスペクト比の値としては、例えば、図３、図４において、扁平化した内導体１のアスペクト比（Ａ：Ｂ）を７：２、扁平化した外導体２の内面のアスペクト比（ａ：ｂ）を３：２とする。また、内導体１のアスペクト比（扁平率）の方を外導体２の内面に比べて大きく扁平させた方が方形同軸線路４と放射スロット３、または方形同軸線路４と結合孔６との結合度を弱くしたい場合に適している。   As the value of the aspect ratio, for example, in FIGS. 3 and 4, the aspect ratio (A: B) of the flattened inner conductor 1 is 7: 2, and the aspect ratio of the inner surface of the flattened outer conductor 2 (a: b) is set to 3: 2. Further, the rectangular coaxial line 4 and the radiation slot 3 or the rectangular coaxial line 4 and the coupling hole 6 are coupled when the aspect ratio (flatness) of the inner conductor 1 is made larger than that of the inner surface of the outer conductor 2. Suitable when you want to reduce the degree.

また、外導体２の内面のアスペクト比（扁平率）の方を内導体１のアスペクト比に比べて大きく扁平させた方が方形同軸線路４と放射スロット３、または方形同軸線路４と結合孔６との結合度を強くしたい場合や、前述した蛇行形状１１などの波長短縮構造をより強化したい場合に適している。   Further, the rectangular coaxial line 4 and the radiating slot 3 or the rectangular coaxial line 4 and the coupling hole 6 are formed by making the aspect ratio (flatness) of the inner surface of the outer conductor 2 larger than the aspect ratio of the inner conductor 1. This is suitable for the case where it is desired to increase the degree of coupling with the light and the wavelength shortening structure such as the meandering shape 11 described above.

また、方形同軸線路４において、放射スロット３、または、結合孔６のいずれか片側への結合度を強めたい場合には、内導体１と放射スロット３、または、内導体１と結合孔６のいずれか片側の距離が縮まるように、内導体１、外導体２における断面中心を偏心させればよい。例えば、方形同軸線路４と結合孔６との結合度を強めたい場合には、図５（ａ）に示すように、内導体１における断面中心が結合孔６に近づくように下方へ偏心させる。また、方形同軸線路４と放射スロット３との結合度を強めたい場合には、図５（ｂ）に示すように、内導体１における断面中心が放射スロット３に近づくように上方へ偏心させる。   Further, in the rectangular coaxial line 4, when it is desired to increase the coupling degree to either one of the radiation slot 3 or the coupling hole 6, the inner conductor 1 and the radiation slot 3, or the inner conductor 1 and the coupling hole 6. What is necessary is just to decenter the cross-sectional center in the inner conductor 1 and the outer conductor 2 so that the distance of either one side may shrink. For example, when it is desired to increase the degree of coupling between the rectangular coaxial line 4 and the coupling hole 6, it is decentered downward so that the center of the cross section of the inner conductor 1 approaches the coupling hole 6 as shown in FIG. Further, when it is desired to increase the degree of coupling between the rectangular coaxial line 4 and the radiation slot 3, it is decentered upward so that the center of the cross section of the inner conductor 1 approaches the radiation slot 3 as shown in FIG.

また、以上の実施の形態においては、方形同軸線路４を構成する内導体１、外導体２内面のそれぞれの断面形状において、四辺形（四辺形 quadangle：４つの線分で囲まれた平面図形であり、線分でなく曲線で囲まれた場合もある）で形成されていると記述してきたが、これは４つの線分が互いに平行である必要は無く、更に４つの線分がエッジで結ばれている必要はない（曲線で結ばれる場合もある）。また、前述した形状は、加工Ｒや抜き勾配、テーパー形状、ダレ形状、バリ形状などのエッチング加工やプレス加工などの加工上の理由により付加された形状も含む。   Moreover, in the above embodiment, each cross-sectional shape of the inner conductor 1 and the outer conductor 2 constituting the rectangular coaxial line 4 is a quadrilateral (a quadrangle: a plane figure surrounded by four line segments). However, it is not necessary that the four line segments are parallel to each other, and the four line segments are connected by edges. Need not be connected (may be connected by a curve). Further, the above-described shapes include shapes added for processing reasons such as etching processing such as processing R, draft, taper shape, sagging shape, and burr shape, and press processing.

また、図３（ｂ）及び図４（ｂ）では、方形同軸線路４の管軸方向に垂直な断面内において、内導体１の縦方向寸法ｂまたは外導体２の内面の縦方向寸法Ｂの両者とも内導体１の横方向寸法ａまたは外導体２の内面の縦方向寸法Ａよりもそれぞれ短くしているが、内導体１の縦方向寸法ｂまたは外導体２の内面の縦方向寸法Ｂのいずれかを内導体１の横方向寸法ａまたは外導体２の内面の縦方向寸法Ａよりも短くする場合であってもよい。   3 (b) and 4 (b), the longitudinal dimension b of the inner conductor 1 or the longitudinal dimension B of the inner surface of the outer conductor 2 in the cross section perpendicular to the tube axis direction of the rectangular coaxial line 4 Both of them are shorter than the lateral dimension a of the inner conductor 1 or the longitudinal dimension A of the inner surface of the outer conductor 2, but the longitudinal dimension b of the inner conductor 1 or the longitudinal dimension B of the inner surface of the outer conductor 2. One of them may be shorter than the horizontal dimension a of the inner conductor 1 or the vertical dimension A of the inner surface of the outer conductor 2.

この発明は、マイクロ波帯、ミリ波帯を含む導波路及びアンテナ構造に適用できる。   The present invention can be applied to a waveguide and an antenna structure including a microwave band and a millimeter wave band.

１ 内導体、２ 外導体、３ 放射スロット、４ 方形同軸線路、５ 短絡板、６ 給電機構と同軸線路とをつなぐ結合孔、７ 方形同軸線路スロットアンテナアレーの最小単位（サブアレー）、８ サブアレー７への給電回路、１０ 内導体１に設けられた切り欠き構造、１１ 内導体１に設けられた蛇行形状、１２ 切り欠きの長さ、１３ 内導体１において切り欠き構造１０を付加した後の導体残し寸法、１４ 外導体２と内導体１の間の抜き寸法、１５ 低インピーダンス線路区間、１６ 高インピーダンス線路区間、１７ 低インピーダンス線路区間における内導体の横方向寸法、１８ 高インピーダンス線路区間における内導体の横方向寸法、１９ 低インピーダンス線路区間における内導体−外導体の間の抜き寸法。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner conductor, 2 Outer conductor, 3 Radiation slot, 4 Rectangular coaxial line, 5 Short circuit board, 6 Coupling hole which connects a feeding mechanism and a coaxial line, 7 Minimum unit (subarray) of a rectangular coaxial line slot antenna array, 8 Subarray 7 Feeding circuit, 10 notch structure provided in inner conductor 1, 11 meandering shape provided in inner conductor 1, 12 notch length, 13 conductor after adding notch structure 10 in inner conductor 1 Remaining dimensions, 14 Outer dimension between outer conductor 2 and inner conductor 1, 15 Low impedance line section, 16 High impedance line section, 17 Lateral dimension of inner conductor in low impedance line section, 18 Inner conductor in high impedance line section The lateral dimension of 19 and the extraction dimension between the inner conductor and the outer conductor in the low impedance line section.

Claims (8)

四辺形断面を有する内導体と当該内導体の外周を四辺形断面の内面形状により取り囲むように設けられた外導体とから構成され、両端部を短絡してなる方形同軸線路と、
前記方形同軸線路を励振させるための給電手段と、
前記方形同軸線路の管軸方向に対してある角度をなして前記外導体に設けられた概略共振長の複数のスロットと
を備え、
前記複数のスロットを前記方形同軸線路の管軸方向に平行な前記外導体上の任意の一側面に設けてアレーアンテナを構成した方形同軸線路スロットアレーアンテナであって、
前記方形同軸線路の管軸方向に垂直な断面内において、前記内導体の縦方向寸法または前記外導体の内面の縦方向寸法の少なくともいずれか一方を横方向寸法に比べて短くした
ことを特徴とする方形同軸線路スロットアレーアンテナ。 A rectangular coaxial line composed of an inner conductor having a quadrilateral cross section and an outer conductor provided so as to surround the outer periphery of the inner conductor with the inner surface shape of the quadrilateral cross section, and short-circuiting both ends,
Power feeding means for exciting the rectangular coaxial line;
A plurality of slots having a substantially resonant length provided in the outer conductor at an angle with respect to the tube axis direction of the rectangular coaxial line;
A rectangular coaxial line slot array antenna configured to form an array antenna by providing the plurality of slots on any one side of the outer conductor parallel to the tube axis direction of the rectangular coaxial line,
In a cross section perpendicular to the tube axis direction of the rectangular coaxial line, at least one of the longitudinal dimension of the inner conductor and the longitudinal dimension of the inner surface of the outer conductor is shorter than the lateral dimension. A rectangular coaxial line slot array antenna. 請求項１に記載の方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて、
前記内導体における横方向寸法／縦方向寸法のアスペクト比を、前記外導体の内面における横方向寸法／縦方向寸法のアスペクト比に比べて大きくした
ことを特徴とする方形同軸線路スロットアレーアンテナ。 The rectangular coaxial line slot array antenna according to claim 1,
A rectangular coaxial line slot array antenna characterized in that the aspect ratio of the lateral dimension / longitudinal dimension of the inner conductor is larger than the aspect ratio of the lateral dimension / vertical dimension of the inner surface of the outer conductor. 請求項１に記載の方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて、
前記外導体の内面における横方向寸法／縦方向寸法のアスペクト比を、前記内導体における横方向寸法／縦方向寸法のアスペクト比に比べて大きくした
ことを特徴とする方形同軸線路スロットアレーアンテナ。 The rectangular coaxial line slot array antenna according to claim 1,
A rectangular coaxial line slot array antenna characterized in that the aspect ratio of the lateral dimension / vertical dimension on the inner surface of the outer conductor is larger than the aspect ratio of the lateral dimension / vertical dimension of the inner conductor. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて、
前記管軸方向に配列された複数個のスロットを互いの間隔が自由空間での略１波長より短くなるように、前記スロット間に配置されている前記内導体の一部を蛇行状に形成した
ことを特徴とする方形同軸線路スロットアレーアンテナ。 The rectangular coaxial line slot array antenna according to any one of claims 1 to 3,
A part of the inner conductor arranged between the slots is formed in a meandering manner so that a plurality of slots arranged in the tube axis direction are shorter than approximately one wavelength in free space. A rectangular coaxial line slot array antenna. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて、
前記管軸方向に配列された複数個のスロットを互いの間隔が自由空間での略１波長より短くなるように、前記方形同軸線路の両端部における短絡箇所と当該短絡箇所に隣接する前記スロットとの間の前記内導体の横方向寸法を、それ以外の基本線路区間における前記内導体の横方向寸法に対して、短絡端から順に短い横方向寸法、長い横方法寸法とした
ことを特徴とする方形同軸線路スロットアレーアンテナ。 The rectangular coaxial line slot array antenna according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of slots arranged in the tube axis direction, the short-circuited portions at both ends of the rectangular coaxial line and the slots adjacent to the short-circuited portions, so that the interval between them is shorter than approximately one wavelength in free space. The lateral dimension of the inner conductor between the first and second inner conductors in the other basic line sections is set to be shorter in the lateral direction and longer in the lateral direction with respect to the lateral dimension of the inner conductor. Square coaxial line slot array antenna. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて、
前記内導体における断面中心を前記外導体における断面中心から偏心させた
ことを特徴とする方形同軸線路スロットアレーアンテナ。 The rectangular coaxial line slot array antenna according to any one of claims 1 to 5,
A rectangular coaxial line slot array antenna, wherein a cross-sectional center of the inner conductor is decentered from a cross-sectional center of the outer conductor. 請求項６に記載の方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて、
前記内導体と前記複数のスロットとの間隔の方が前記内導体と前記結合孔との間隔よりも近くなるように、前記内導体における断面中心を前記複数のスロット側へ偏心させた
ことを特徴とする方形同軸線路スロットアレーアンテナ。 The rectangular coaxial line slot array antenna according to claim 6,
The center of the cross section of the inner conductor is decentered toward the plurality of slots so that the distance between the inner conductor and the plurality of slots is closer than the distance between the inner conductor and the coupling hole. A rectangular coaxial line slot array antenna. 請求項６に記載の方形同軸線路スロットアレーアンテナにおいて、
前記内導体と前記結合孔との間隔の方が前記内導体と前記複数のスロットとの間隔よりも近くなるように、前記内導体における断面中心を前記結合孔の側へ偏心させた
ことを特徴とする方形同軸線路スロットアレーアンテナ。 The rectangular coaxial line slot array antenna according to claim 6,
The center of the cross section of the inner conductor is decentered toward the coupling hole so that the distance between the inner conductor and the coupling hole is closer than the distance between the inner conductor and the plurality of slots. A rectangular coaxial line slot array antenna.
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