JP6370143B2 - 導波路放射器、アレイアンテナ放射器及び合成開口レーダーシステム - Google Patents

導波路放射器、アレイアンテナ放射器及び合成開口レーダーシステム Download PDF

Info

Publication number
JP6370143B2
JP6370143B2 JP2014150583A JP2014150583A JP6370143B2 JP 6370143 B2 JP6370143 B2 JP 6370143B2 JP 2014150583 A JP2014150583 A JP 2014150583A JP 2014150583 A JP2014150583 A JP 2014150583A JP 6370143 B2 JP6370143 B2 JP 6370143B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
slot
radiator
slots
inner conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014150583A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015027086A (ja
Inventor
クリスティアン・レマー
アレクサンダー・ヘルシュライン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus DS GmbH
Original Assignee
Airbus DS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus DS GmbH filed Critical Airbus DS GmbH
Publication of JP2015027086A publication Critical patent/JP2015027086A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6370143B2 publication Critical patent/JP6370143B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/203Leaky coaxial lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas
    • H01Q13/18Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006Particular feeding systems
    • H01Q21/0037Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
    • H01Q21/0043Slotted waveguides
    • H01Q21/005Slotted waveguides arrays

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

本発明は、導波路内に提供された複数のスロットを有する、スロット形成導波路を有する導波路放射器に関する。さらに、本発明は、アレイアンテナ放射器及び合成開口レーダーシステムに関する。
導波路放射器またはアレイアンテナ放射器(文献においては、放射器またはサブアレイとも呼ばれる)は、例えば、単一偏波または二重偏波を有する合成開口レーダー(SAR:synthetic aperture radar)システムのフェーズドアレイアンテナに用いられる。現在まで、いわゆるマイクロストリップパッチアンテナまたはスロット形成導波路アンテナが、放射器として用いられている。
マイクロストリップパッチアンテナは、高い電気的損失を示し、その給電ネットワークのために、約7波長(Xバンドでは約20cm)よりも長い放射器に効果的に実装することができない。いわゆるT/Rモジュール(送信/受信モジュール)によるHF送信出力の分配された発生を有するアクティブアンテナの場合、放射器の背面に位置する能動モジュールの熱を前方へ散逸するという問題もある。
一方、スロット形成導波路アンテナは、達成可能な相対帯域幅(5%未満)における電気的な共振の挙動によって制限がある。さらに、これらは高い製造精度を必要とし、非常に高いコストでしか、二重偏波アレイアンテナとして製造することができない。従来技術で用いられる概念は、内部ウェブ及び垂直偏波のための長手方向のスロットを有する導波路並びに水平偏波のための対角線上に挿入されたワイヤー及び横断方向のスロットを有する長方形の導波路である。ここで問題なのは、導波路内に接続された同軸ケーブルの変換が必要であることである。
追加的な内部導体、いわゆるバーラインが提供されるスロット形成導波路を含む導波路放射器は、特許文献1で知られている。この内部導体は、導波路の全てのスロットを同位相で励起できるように、偏波依存して特に形作られている。従来のスロット形成導波路とは対照的に、伝搬モードはもはや分散的ではないが、同軸線内のそれ、すなわちTEMモードに対応する。そのため、帯域幅を増加させることができる。さらに、TEMモードの場合にはより低い制限周波数(いわゆるカットオフ周波数)が存在しないため、導波路の断面積を大きさの点でかなり低減することができる。カップリングは、機械的に単純に、例えば市販のSMA取付けソケットによって実装可能である直接的な同軸変換によって行うことができる。
独国特許出願公開第102006057144号明細書
本発明の目的は、機能的及び/または構造的に改善された導波路放射器を提示することである。導波路放射器は、高帯域であり、効率的かつ低コストで生産可能であり、宇宙または航空機の合成開口レーダー(SAR:synthetic aperture radar)システムに使用することができる平面アレイアンテナを構築するのに使用可能である。
この目的は、請求項1に記載の発明の特徴に従う導波路放射器、請求項12に記載の発明の特徴に従うアレイアンテナ放射器及び請求項16に記載の発明の特徴に従う合成開口レーダーシステムによって達成される。有利な構成は、従属請求項から生まれる。
この目的は、導波路に提供された複数の横断方向または長手方向のスロットを有するスロット形成導波路放射器(導波路)を含む導波路放射器によって達成される。導波路が横断方向のスロットを有する場合、導波路の放射される偏波の方向は、導波路の長手方向に対応する。スロット形成導波路が長手方向のスロットを有する場合には、導波路の放射される偏波の方向は導波路の横断方向に対応する。そのため、スロットの並び方に依存して、水平方向または垂直方向のいずれかの偏波を有する波が放射可能である。導波路内に取り付けられた追加的な内部導体は、スロットの並び方とは独立に、その結果進行波原理に従う供給となるように形成され、導波路の全てのスリットは、同位相で励起可能である。
導波路の内部に位置する内部導体(いわゆるバーライン)によって、非分散の横断方向電磁伝搬モード(TEMモード)がサポートされる。内部導体は、特に長手方向または横断方向のいずれかのスロットを励起することが可能であるように偏波依存して形成される。特許文献1に記載された導波路放射器と比較して、提示される導波路放射器は顕著に大きな帯域を特徴とする。
内部導体を固定するために、誘電体材料の層が導波路内に配置され、その表面上に内部導体が、例えば接着剤接合によって密着される。
導波路に沿った誘電体層の高さまたは厚さは均一ではないが、個別に形成された高さプロファイルを有する。高さプロファイル及び内部導体の形状によって、任意の所望の開口照射が、例えばアンテナ放射パターンにおけるサイドローブを所定の値未満に抑制するために、導波路に沿ったスロット内の電場強度の強さ及び位相に具体的に影響を及ぼすことが可能である。同じように、導波路に沿った均質な強度及び位相占有が、例えば、アンテナゲインを最大化し、半値幅を最小化するために達成可能である。
導波路放射器の各スロットは、個別の幾何学的寸法を有することができる。しかしながら、導波路放射器が長手方向のスロットのみまたは横断方向のスロットのみのいずれかを有することができることは理解されるべきである。
内部導体の具体的な形状は、導波路に沿った類似の幾何学的形状の繰り返しの区画からなる。これらの区画の長さは、ここでは導波路に沿った隣接するスロットの間隔と同一である。追加的な内部導体は、具体的には交互に配置された直線状の導体区画及びねじられた導体区画から形成することができる。
定在波を有する共振供給部に関する1つの形態は、繰り返しの区画のそれぞれに配置される追加的な四分の一波長変換器である。この四分の一波長変換器は、内部導体をテーパー状にすることによって、すなわち導体の幅を小さくすることによって実装される。このテーパーまたは導体幅の減少の長さは、好適にはライン波長の正確に四分の一の長さの電気的経路長に対応するように選択される。導体幅を小さくすることは、テーパー形状の区画に沿った波のインピーダンスの増加の効果を有する。このように実装された四分の一波長変換器によって、そうでなければこれらの位置に発生していたであろう反射点が補償される。
導波路の端部の領域において、内部導体は開放スタブのような直線区画を有することができる。
特許文献1に記載された放射器が定在波を有する供給部を使用する一方で、本発明に従う導波路はいわゆる進行波供給部を使用する。
信号のカップリングは、直流的に結合された同軸変換によって導波路放射器の中央において行うことができ、接続された同軸ケーブル(例えば、SMA、SMP接続を介して)の内部導体は、内部導体の供給点に直接接続される。接続された同軸ケーブルの外部導体は導波路の壁に直接接続される。
供給点は、横断方向にわずかに偏移されることができ、それによって放射器の背面に取り付けられた回路基板に対して適切な場所で変換を可能とする。
横断方向のスロットを有するスロット形成導波路の場合、導波路の供給点は、長手方向における導波路の幾何学的中心に対して偏移させることができる。具体的な実装形態において、偏移は約6から7mmとすることができ、この偏移は発生される信号の波長または周波数に依存する。
横断方向のスロットを有するスロット形成導波路の他の構成において、導波路の供給点は、全てのスロットの位置における電気的位相が中心周波数において同一であるように、導波路内に配置可能である。
長手方向のスロットを有するスロット形成導波路の場合は、追加的な内部導体は、スロット形成導波路の長手方向において、幾何的な中心に配置された供給点を有する。追加的な内部導体を有するスロット形成導波路が供給点の周りで鏡像対称に形成されることもまた提供可能である。
全体的には、放射器の供給点において供給された波は、放射器の中央において内部導体の端部まで反射することなく伝搬することが可能となることが達成される。
本発明は、共振供給と対照的に、顕著により大きな帯域幅が実装可能であるという利点を有する。従来のスロット形成導波路に関する特許文献1に記載された、例えば分散がないこと、断面の大きさの低減、カットオフ周波数がないこと、製造ばらつきに対して堅牢であること、より長い放射器が可能であること、低製造コスト、短い製造時間、同軸ケーブルへの問題のない変換、高出力が供給可能であること、低いオーミック損失、高い交差偏波抑制などの利点は全て有効のままである。
導波路放射器の開発は、特に内部導体及びスロットの正確な幾何学的寸法の決定は、電磁シミュレーション法を用いて実施される。本明細書で説明される放射器の動作もまた、適切な等価回路図を有するネットワークモデルで近似的に説明可能である。これらのモデルは、通常は等価回路図に存在する素子の寸法を最適化することができるように第1の段階で用いられる。次いで第2の段階において、これらの寸法が適切な幾何学的パラメータに変換される。これに関して、全波分析によって実際の幾何学(3Dモデル)の電磁的な動作を計算する市販のソフトウェアパッケージが使用可能である。
本発明に従うアレイアンテナ放射器は、上述の種類のような、横断方向のスロットを有する1つまたは複数のスロット形成導波路及び長手方向のスロットを有する1つまたは複数のスロット形成導波路を含む。1つの構成において、スロット形成導波路は、横断方向に横に並べられて配置可能であり、横断方向のスロットを有する導波路及び長手方向のスロットを有する導波路が互いに交互に隣接する。ここで、導波路、すなわちすべての導波路は好適には同一の長さを有する。
横断方向のスロットを有する導波路は、長手方向のスロットを有する導波路に対して上方にオフセット可能であり、アレイアンテナ放射器の段差状構造が形成される。本明細書において、上面は、スロットが導波路上に配置される各導波路の面である。
合成開口レーダーシステム、特に高解像度合成開口レーダーシステムは、上述のような少なくとも1つのアレイアンテナ放射器を含む。
本発明は、図面における例示的な実施形態によってより詳細に以下に説明される。
横断スロットを有する本発明に従う導波路放射器の図を示す。 図1の導波路内部に配置された誘電体層の高さプロファイルを示す。 図1の横断スロットを有する導波路内の内部導体(バーライン)の形状の図を示す。 図3の内部導体の中央領域の拡大図を示す。 図3の内部導体の端部の領域の拡大図を示す。 長手方向のスロットを有する本発明に従う導波路放射器の図を示す。 図6の導波路内部に配置された誘電体層の高さプロファイルを示す。 図6の長手方向のスロットを有する導波路放射器内の内部導体の形状の図を示す。 図8の内部導体の中央領域の拡大図を示す。 図8の内部導体の端部領域の拡大図を示す。 横断方向のスロットを有する導波路と長手方向のスロットを有する導波路とを組み合わせた二重偏波アレイアンテナ放射器を示す。 同一寸法の同一の開口と比較した、放射器内に発生する全損失をdBで表したグラフを示す。 アダプテーションをdBで表したグラフを示す。 進行波供給を有する放射器の放射特性(アンテナ放射パターン)をdBで表したグラフを示す。 共振供給および定在波を有する放射器の放射特性(アンテナ放射パターン)をdBで表したグラフを示す。
以下に示す絶対値及び大きさは、単なる例示的な値であり、本発明をいかなる態様においてもそのような大きさに限定するものではない。図は、本発明を概略的にのみ示すものであり、特にスケールどおりであるとして考えられるべきではない。
以下、スロット形成導波路(以下、導波路10、30として示す)及び導波路10、30内に配置された内部導体14、34を含む本発明に従う導波路放射器(単に、放射器とも)の構造が説明される。本明細書において、横断方向のスロット12(図1)を有するスロット形成導波路10と、長手方向のスロット(32)(図6)を有するスロット形成導波路30との区別がなされ、用いられる内部導体14、34の形状が異なる。横断方向のスロット32を有する導波路30のための内部導体34の正確な構成は図8から10に示される。
以下に示される幾何学的寸法は、9.6GHzの中心周波数におけるXバンドの例示的な実施形態に関連する。本明細書で説明される放射器はまた、異なる中心周波数に対しても容易に設計可能である。この場合、寸法は対応する波長の比を介して拡大縮小される。
導波路10、30は、従来の長方形の導波路から形成され、横断方向のスロット12又は長手方向のスロット32が提供される。導波路10、30の内部は誘電体材料で満たされる。誘電体層24、44は図2及び7に示されている。従来技術に従う放射器が一定の層の厚さを有するのに対し、本発明の誘電体層24、44は導波路の長手方向の延長方向において高さまたは厚さが変化する。
誘電体層として使用される材料の選択は、その電気的特性、すなわち比誘電率及び損失角によって決定される。比誘電率は内部導体を通過する進行波の伝搬速度に影響を与える(速度因子)。同一位相で励起を達成するための導波路に沿った隣接するスロット間の間隔は、進行波の波長の1つと正確に対応する。さらに、スロットの間隔は、望ましくないサイドローブ(いわゆるグレーティングローブ)を避けることができるように、自由空間波長よりも小さい。典型的には、スロットの間隔は、自由空間波長の0.5倍から0.9倍の範囲内にある。結果的に、そのため典型的には1.2から3.0の範囲にある比誘電率の値が得られる。損失角は、誘電体損失をできる限り小さい状態に保つことができるように、できる限り小さくすべきであり、適切な材料に関して、その値は1×10−3よりも小さいものであるべきである。
導波路に沿った誘電体層24、44の厚さは、特徴的なプロファイルを有する。スロット12、32の位置における高さは、進行波の結合した出力の部分を決定する。高さがより高くなると、結合出力がより強くなり、高さがより低い場合にはその反対となる。
図2及び7に示された例は、全てのスロット12、32の均質な励起の場合を示している。一定に増加する相対的な比率が進行波の減少する出力から出力結合されなければならないので、この場合には誘電体層24、44の厚さが導波路10、30のそれぞれの外側端部に向かって増加する。
以下の説明から明らかなように、2つの変形例の他の共通点は、内部導体14、34が導体の幅を小さくされた副区画18、38(図4及び8を参照されたい)を有することである。これらは変換線として働き、導線上の反射(定在波)の発生を防止する。
以下、横断方向のスロットを有する導波路及び長手方向のスロットを有する導波路の特徴が個別に説明される。
<横断方向のスロットを有する導波路>
図1は、横断方向のスロット12を有する導波路10を示す。横断方向のスロット12を有する導波路10の内部の内部導体14の形状は、図3に示される。スロットの位置は、図3において矢印で示されている。供給点16を含む中央領域は、図4に拡大して示されている。供給点16は、幾何学的中心に対して長手方向に約6mmだけ偏移されている。この偏移は、供給点から導波路10の右側及び左側の部分へ伸びる進行波の180°の位相差という効果を有する。このようにして、導波路10の右側のスロットとともに左側の部分の同一の位相での励起が得られる。
内部導体14は、導体の幅が減少する区間18(変換線)を有する供給点16の部分で直接始まる。これらは、本明細書では詳細に示されていないが、典型的には50オームの接続された同軸ケーブルの特性波インピーダンスへの変換の役割をする。導波路10の端部に向かう内部導体14のさらなる経路は、縮小された導体幅を有する直線区間18及びねじられた区間20からなる。そのため直線区間は、変換線として働く。残りの区間20のねじれは、導波路10の長手方向の進行波の伝搬速度を遅延させるという効果を有する。ねじれの度合いが高いと遅延が大きくなり、またその逆もある。このことから、隣接するスロット12の間の位相差を正確に360°に設定することができる。
スロット12は、導波路10の外壁に、横断する方向に切られている。これらは、ほぼ4mmの切断深さで横方向の壁に突き出ている。スロット12の幅は約2〜3mmである。スロット12は、共振的な振る舞いを示し、共振周波数は、放射器の中心周波数と一致する。
下に位置する導波路10の区間22を有する、導波路10の端部における最外部のスロット12Aは、固有の特徴を示す。従来技術によると、進行波線の端部は、抵抗的に終端されることが多い。このことは、導線の端部に残る電力が抵抗器で散逸されるため、不要な損失を生じることとなる。本明細書で説明される全てのスロットの均一な励起を伴う進行波放射器の概念において、導線の端部に残る電力は最外部のスロットを介して完全に放射され、その結果、追加的な損失が防止される。この目的のために、誘電体層の高さプロファイルは、最外部スロット12Aに残る電力が残りのスロットにおいて外部と結合された電力に対応するように設計され、この境界条件に結びつけることで、全てのスロット12、12Aの均一な占有が達成される。これに関連して、図5は図3からの内部導体の端部の領域の拡大図を示しており、区間22でねじられていない開放導線端を見ることができ、これは説明された特性を支持している。
<長手方向のスロットを有する導波路>
図6は、長手方向のスロット30を有する導波路を示している。長手方向のスロット30を有する導波路における内部導体34の形状は、図8に示されている。供給点36を含む中央領域は図9に拡大して示されている。長手方向に見て、供給点36は幾何学的中心に配置されている。同一位相を有するスロット32の励起は導波路30の右半分及び左半分の対照的な構造によって達成することができるため、横断方向のスロットを有する導波路の場合のように、長手方向への偏移はこの場合には必要がない。
内部導体34は、縮小された導体の幅の変換線を有する供給点36で直接始まる。これらは、典型的には50オームの接続された同軸ケーブルの特性波インピーダンスへの変換として働く。導波路の端部への内部導体34のさらなる経路は、直線区間38及びねじられた区間40からなる。区間40のねじられた形状は、内部導体がスロット32の中央の位置において横断方向に延在するように実施される。これは、長手方向のスロット32と結合するために必要であり、このために、横断方向における導入された電流の流れは導波路30の壁上に存在しなければならない。図8におけるスロットの位置は、矢印で示される。
区間40のねじられた形状は、追加的に、導波路の長手方向における進行波の伝搬速度の遅延を発生させる効果がある。よりねじられた形状は遅延をより大きくする効果があり、その逆も成り立つ。これを通して、隣接するスロット間の位相差は正確に360°に設定可能である。
スロット32は、導波路30の外壁内に長手方向に切られている。スロット32は、自由空間波長の約半分の長さを有する。正確な長さはスロットごとにわずかに異なることができる。スロットの幅は約2mmである。スロットは、共振的な振る舞いを示し、共振周波数は放射器の中心周波数と一致する。
下に位置する内部導体42の区間42を有する導波路30の端部における最外部スロット32Aは、固有の特徴を示す。従来技術によれば、進行波の原理を用いる放射器において、進行波線の端部は抵抗的に終端されることが多い。このことは、導線の端部に残る電力が抵抗器で散逸されるので、不要な損失を発生させる結果となる。本明細書で説明される、全てのスロット32の均一な励起を伴う進行波放射器の概念において、導線の端部に残る電力は最外部のスロット32Aを介して完全に放射され、その結果として追加的な損失が防止される。この目的のために、誘電体層44の高さプロファイルは、最外部のスロット32Aに残る電力が残りのスロット32において外部と結合された電力に対応するように設計され、この境界条件に結び付けることで、全てのスロット32、32Aの均一な占有が達成可能である。図10は、図8からの内部導体の端部の領域の拡大図を示している。内部導体34の区間42を有するねじられていない開放導線端がみられ、これは説明された特性を支持している。
<二重偏波放射器アレイ>
横断方向のスロットを有する導波路10を長手方向のスロットを有する導波路30と組み合わせることによって、二重偏波放射器アレイ60が単純な方法で実装可能である。導波路の幅が、本明細書で説明された放射器の概念を有して大きく減少可能(波長の4分の1まで)であるので、非常に大きな旋回幅(>±60°)を有する二重偏波された電子的に制御可能なアレイアンテナが実装可能である。
図11は、二重偏波放射器アレイ60(アレイアンテナ放射器)の構造を示している。これは、それぞれの場合に交互に配置する横断方向のスロット12を有するスロット形成導波路10と長手方向のスロット32を有する導波路30との組み合わせからなる。横断方向のスロット12を有する導波路10は、長手方向のスロット12を有する導波路30に対して約7mmから8mmだけ上方にずらされており、段差状の構造が形成されている。
従来技術から知られている導波路放射器と比較して、提案される導波路放射器は再び顕著に増大される帯域幅によって特徴づけられる。これは、図12から15において、Xバンドに対する長さ250mmの放射器に関して例として示されている。
図12は、同一の大きさの理想的な開口と比較した、放射器に発生する全電気的損失の図をdBで示す。実線で描かれた曲線は進行波供給を伴う放射器の損失を表し、破線で描かれた曲線は定在波を伴う共振供給における損失を表している。
図13は、アダプテーションの図をdBで示しており、実線の曲線は進行波供給を伴う放射器に関するものであり、破線の曲線は共振供給(定在波)を有する放射器に関するものである。
図14は、進行波供給を有する放射器の放射特性をdBで(アンテナ放射パターン)示しており、破線の曲線は8.7GHzにおけるアンテナ放射パターンを示し、実線の曲線は9.6GHz(中心周波数)におけるアンテナパターンを示し、点線の曲線は10.5GHzにおけるアンテナ放射パターンを示している。
最後に、図15は、共振供給および定在波を有する放射器の放射特性をdBで(アンテナ放射パターン)示しており、破線の曲線は8.7GHzにおけるアンテナ放射パターンを示し、実線の曲線は9.6GHz(中心周波数)におけるアンテナ放射パターンを示し、点線の曲線は10.5GHzにおけるアンテナ放射パターンを示している。
10 横断方向のスロットを有するスロット形成導波路
12 横断方向のスロット
12A 導波路端部における横断方向のスロット
14 横断方向のスロットを有する導波路の内部導体
16 横断方向のスロットを有する導波路の供給点
18 内部導体の変換線区間(横断方向のスロットを有する導波路)
20 内部導体のねじられた副区間(横断方向のスロットを有する導波路)
22 開放スタブを有する内部導体の端部区間(横断方向のスロットを有する導波路)
24 横断方向のスロットを有する導波路の誘電体層
30 長手方向のスロットを有するスロット形成導波路
32 長手方向のスロット
32A 導波路の端部における長手方向のスロット
34 長手方向のスロットを有する導波路の内部導体
36 長手方向のスロットを有する導波路の供給点
38 内部導体の変換線区間(長手方向のスロットを有する導波路)
40 内部導体のねじられた副区間(長手方向のスロットを有する導波路)
42 開放スタブを有する内部導体の端部区間(長手方向のスロットを有する導波路)
44 長手方向のスロットを有する導波路の誘電体層
60 二重偏波放射器アレイ

Claims (15)

  1. スロット形成導波路(10;30)であって、前記導波路(10;30)に提供された複数の横断方向または長手方向のスロット(12;32)を有するスロット形成導波路(10;30)と、
    前記導波路(10;30)に提供された追加的な内部導体(14;32)であって、前記内部導体(14;32)が前記スロット(12;32)の配置に従って、結果的に進行波原理に従う供給となるように形成され、前記スロット形成導波路(10;30)の全てのスロット(12;32)が同一の位相で励起可能である、追加的な内部導体(14;32)と、を含み、
    前記追加的な内部導体(14;34)が、導線の残りに対して減少された導体幅を有する導体区間(18、20;38、40)を含み、
    前記導体幅の減少の長さが、ライン波長の四分の一の長さの電気的経路長に対応するように選択された、導波路放射器。
  2. 前記スロット形成導波路(10;30)が、上に前記追加的な内部導体(14;34)が配置された誘電体材料(24;44)で部分的に満たされたことを特徴とする、請求項1に記載の導波路放射器。
  3. 前記導波路(10;30)に沿った前記誘電体材料(24;44)の高さが、少なくとも特定の区間で、前記導波路(10;30)に沿った前記スロット(12;32)の振幅占有に影響を与えることができるように変化することを特徴とする、請求項2に記載の導波路放射器。
  4. 前記追加的な内部導体(14;34)が、特に交互配置された直線状及びねじられた導体区間(18、20;38、40)から形成されることを特徴とする、請求項1または2に記載の導波路放射器。
  5. 前記内部導体(14;34)が、前記導波路(10;30)に沿った繰り返される導線区間(18、29;38、40)からなり、前記導線区間の長さが、前記導波路に沿った隣接するスロット(12;32)の間隔と同一であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の導波路放射器。
  6. 前記内部導体(14;34)が、前記導波路(10;30)の端部領域において開放スタブ(22;42)としての直線状の区間を有することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の導波路放射器。
  7. 横断方向のスロット(12)を有するスロット形成導波路(10)の場合において、前記導波路(10)の給電点(16)が、長手方向において前記導波路の幾何学的中心に対して偏移されていることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の導波路放射器。
  8. 横断方向のスロット(12)を有するスロット形成導波路(10)の場合において、前記導波路(10)の給電点(16)が、全てのスロット(12)の位置において電気的な位相が中心周波数において同一となるように前記導波路(10)内に配置されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の導波路放射器。
  9. 長手方向のスロット(32)を有するスロット形成導波路(30)の場合において、前記追加的な内部導体(34)が、前記スロット形成導波路(30)の長手方向において、幾何学的中心に配置された給電点(36)を有することを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の導波路放射器。
  10. 前記追加的な内部導体(34)を有する前記スロット形成導波路(30)が、前記給電点(36)の周りに鏡像対称に形成されることを特徴とする、請求項9に記載の導波路放射器。
  11. 請求項1から8のいずれか一項に記載の横断方向のスロット(12)を有する1つ以上のスロット形成導波路(10)並びに、請求項1から6、9及び10のいずれか一項に記載の長手方向のスロット(32)を有する1つ以上のスロット形成導波路(30)を含む、アレイアンテナ放射器。
  12. 前記スロット形成導波路(10;30)が、横断方向に横に並べて配置され、横断方向のスロット(12)を有する導波路(10)及び長手方向のスロット(32)を有する導波路(30)が互いに交互に並べられることを特徴とする、請求項11に記載のアレイアンテナ放射器。
  13. 前記導波路(10;30)が、同一の長さを有することを特徴とする、請求項11に記載のアレイアンテナ放射器。
  14. 横断方向のスロット(12)を有する前記導波路(10)が、長手方向のスロット(32)を有する前記導波路(30)に対して上方にずらされ、前記アレイアンテナ放射器の段差状構造が形成されることを特徴とする、請求項11から13のいずれか一項に記載のアレイアンテナ放射器。
  15. 請求項11から14のいずれか一項に記載のアレイアンテナ放射器(60)を含む、合成開口レーダーシステム、特に高解像度合成開口レーダーシステム。
JP2014150583A 2013-07-25 2014-07-24 導波路放射器、アレイアンテナ放射器及び合成開口レーダーシステム Active JP6370143B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013012315.1A DE102013012315B4 (de) 2013-07-25 2013-07-25 Hohlleiter-Strahler. Gruppenantennen-Strahler und Synthetik-Apertur-Radar-System
DE102013012315.1 2013-07-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015027086A JP2015027086A (ja) 2015-02-05
JP6370143B2 true JP6370143B2 (ja) 2018-08-08

Family

ID=51229797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014150583A Active JP6370143B2 (ja) 2013-07-25 2014-07-24 導波路放射器、アレイアンテナ放射器及び合成開口レーダーシステム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10651560B2 (ja)
EP (1) EP2830156B1 (ja)
JP (1) JP6370143B2 (ja)
KR (1) KR101926895B1 (ja)
CA (1) CA2857658C (ja)
DE (1) DE102013012315B4 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018029807A1 (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 三菱電機株式会社 アレーアンテナ装置及びアレーアンテナ装置の製造方法
US11830831B2 (en) 2016-09-23 2023-11-28 Intel Corporation Semiconductor package including a modular side radiating waveguide launcher
WO2018057002A1 (en) 2016-09-23 2018-03-29 Intel Corporation Waveguide coupling systems and methods
US10566672B2 (en) 2016-09-27 2020-02-18 Intel Corporation Waveguide connector with tapered slot launcher
US10256521B2 (en) 2016-09-29 2019-04-09 Intel Corporation Waveguide connector with slot launcher
WO2018063367A1 (en) 2016-09-30 2018-04-05 Intel Corporation Millimeter wave waveguide connector with integrated waveguide structuring
US10461388B2 (en) 2016-12-30 2019-10-29 Intel Corporation Millimeter wave fabric network over dielectric waveguides
RU174536U1 (ru) * 2017-03-30 2017-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) Волноводный излучатель
DE112018007422B4 (de) 2018-05-02 2022-02-17 Mitsubishi Electric Corporation Wellenleiter-schlitzgruppenantenne
US11201414B2 (en) * 2018-12-18 2021-12-14 Veoneer Us, Inc. Waveguide sensor assemblies and related methods
US11196171B2 (en) * 2019-07-23 2021-12-07 Veoneer Us, Inc. Combined waveguide and antenna structures and related sensor assemblies
US20220263246A1 (en) * 2019-09-10 2022-08-18 Commscope Technologies Llc Leaky waveguide antennas having spaced-apart radiating nodes with respective coupling ratios that support efficient radiation
EP3817147B1 (de) * 2019-10-31 2023-07-19 Airbus Defence and Space GmbH Innenleitervorrichtung für einen hohlleiter-strahler
EP4197064A4 (en) * 2020-10-13 2024-02-28 Univ Oklahoma X-BAND DUAL POLARIZED SLOTTED WAVEGUIDE GROUP CELL FOR LARGE E-SCANNING RADAR SYSTEMS
EP4148901A1 (en) * 2021-09-09 2023-03-15 Aptiv Technologies Limited Antenna

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2914766A (en) * 1955-06-06 1959-11-24 Sanders Associates Inc Three conductor planar antenna
NL277059A (ja) * 1961-04-11
US3106713A (en) * 1962-01-26 1963-10-08 Furukawa Electric Co Ltd Slot antenna having short radiating slots and long nonradiating distributed capacitance tuning slot
US3193830A (en) * 1963-07-25 1965-07-06 Joseph H Provencher Multifrequency dual ridge waveguide slot antenna
US3701162A (en) * 1964-03-24 1972-10-24 Hughes Aircraft Co Planar antenna array
US3688225A (en) * 1969-05-21 1972-08-29 Us Army Slot-line
US3599216A (en) * 1969-08-11 1971-08-10 Nasa Virtual-wall slot circularly polarized planar array antenna
US3697993A (en) * 1969-09-15 1972-10-10 Westinghouse Electric Corp Airborne pulse doppler radar system
US3696433A (en) * 1970-07-17 1972-10-03 Teledyne Ryan Aeronautical Co Resonant slot antenna structure
US4197549A (en) * 1977-08-17 1980-04-08 Harris Corporation Slot antenna
US4160145A (en) * 1978-02-16 1979-07-03 Armstrong Cork Company Microwave applicator device
JPS553584U (ja) * 1978-06-22 1980-01-10
US4243990A (en) * 1979-04-30 1981-01-06 International Telephone And Telegraph Corporation Integrated multiband array antenna
JPS56132805U (ja) * 1980-03-07 1981-10-08
US4409595A (en) * 1980-05-06 1983-10-11 Ford Aerospace & Communications Corporation Stripline slot array
US4435715A (en) * 1980-09-29 1984-03-06 Hughes Aircraft Company Rod-excited waveguide slot antenna
FR2654555B1 (fr) * 1989-11-14 1992-06-19 Thomson Csf Guide a fentes rayonnantes non inclinees a excitation par motif rayonnant.
US5010351A (en) * 1990-02-08 1991-04-23 Hughes Aircraft Company Slot radiator assembly with vane tuning
SE469540B (sv) * 1991-11-29 1993-07-19 Ericsson Telefon Ab L M Vaagledarantenn med slitsade haalrumsvaagledare
US5483248A (en) * 1993-08-10 1996-01-09 Hughes Aircraft Company Continuous transverse stub element devices for flat plate antenna arrays
SE501714C2 (sv) * 1993-09-06 1995-05-02 Ericsson Telefon Ab L M Gruppantenn
SE510082C2 (sv) * 1993-11-30 1999-04-19 Saab Ericsson Space Ab Vågledarantenn med tvärgående och längsgående slitsar
US5650793A (en) * 1995-06-06 1997-07-22 Hughes Missile Systems Company Centered longitudinal series/series coupling slot for coupling energy between a boxed stripline and a crossed rectangular waveguide and antenna array employing same
US5914694A (en) * 1996-09-19 1999-06-22 Cal Corporation Dual-band, dual polarization radiating structure
FR2764739B1 (fr) * 1997-06-13 1999-09-17 Thomson Csf Antenne reseau a fentes rayonnantes
US6201507B1 (en) * 1998-04-09 2001-03-13 Raytheon Company Centered longitudinal shunt slot fed by a resonant offset ridge iris
US6166701A (en) * 1999-08-05 2000-12-26 Raytheon Company Dual polarization antenna array with radiating slots and notch dipole elements sharing a common aperture
US6304228B1 (en) * 2000-10-06 2001-10-16 Space Systems/Loral, Inc. Stepped waveguide slot array with phase control and satellite communication system employing same
JP4021150B2 (ja) * 2001-01-29 2007-12-12 沖電気工業株式会社 スロットアレーアンテナ
US6731241B2 (en) * 2001-06-13 2004-05-04 Raytheon Company Dual-polarization common aperture antenna with rectangular wave-guide fed centered longitudinal slot array and micro-stripline fed air cavity back transverse series slot array
US6977621B2 (en) * 2004-01-07 2005-12-20 Motia, Inc. Vehicle mounted satellite antenna system with inverted L-shaped waveguide
US7202832B2 (en) * 2004-01-07 2007-04-10 Motia Vehicle mounted satellite antenna system with ridged waveguide
US6999039B2 (en) * 2004-07-04 2006-02-14 Victory Microwave Corporation Extruded slot antenna array and method of manufacture
DE602004015514D1 (de) * 2004-08-18 2008-09-11 Ericsson Telefon Ab L M Wellenleiter-schlitzantenne
US7109928B1 (en) * 2005-03-30 2006-09-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Conformal microstrip leaky wave antenna
JP4822262B2 (ja) * 2006-01-23 2011-11-24 沖電気工業株式会社 円形導波管アンテナ及び円形導波管アレーアンテナ
WO2008068825A1 (ja) * 2006-12-01 2008-06-12 Mitsubishi Electric Corporation 同軸線路スロットアレーアンテナとその製造方法
DE102006057144B4 (de) * 2006-12-01 2013-10-17 Astrium Gmbh Hohlleiter-Strahler
US8149177B1 (en) * 2008-05-09 2012-04-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Slotted waveguide antenna stiffened structure
JP5091044B2 (ja) * 2008-07-31 2012-12-05 株式会社デンソー マイクロストリップアレーアンテナ
EP2587586B1 (en) * 2011-10-26 2017-01-04 Alcatel Lucent Distributed antenna system and method of manufacturing a distributed antenna system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015027086A (ja) 2015-02-05
US20150029069A1 (en) 2015-01-29
KR101926895B1 (ko) 2018-12-07
US10651560B2 (en) 2020-05-12
KR20150013051A (ko) 2015-02-04
CA2857658A1 (en) 2015-01-25
EP2830156A1 (de) 2015-01-28
DE102013012315A1 (de) 2015-01-29
EP2830156B1 (de) 2016-12-07
DE102013012315B4 (de) 2018-05-24
CA2857658C (en) 2019-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6370143B2 (ja) 導波路放射器、アレイアンテナ放射器及び合成開口レーダーシステム
JP4822262B2 (ja) 円形導波管アンテナ及び円形導波管アレーアンテナ
US8134514B2 (en) Coaxial line slot array antenna and method for manufacturing the same
US8193990B2 (en) Microstrip array antenna
JP5680497B2 (ja) 進行波励振アンテナ及び平面アンテナ
JP6470930B2 (ja) 分配器及び平面アンテナ
KR101092846B1 (ko) 직렬 슬롯 배열 안테나
JPWO2006092862A1 (ja) 導波管スロットアレーアンテナ装置
CA2671118C (en) Waveguide radiator, in particular for synthetic aperture radar systems
Phalak et al. Aperture coupled microstrip patch antenna array for high gain at millimeter waves
JP2008244520A (ja) 平面アレーアンテナ
EP1782501B1 (en) Double structure broadband leaky wave antenna
Kabiri et al. Gain-bandwidth enhancement of 60GHz single-layer Fabry-Perot cavity antennas using sparse-array
JP4980248B2 (ja) アレーアンテナ装置
US10741924B1 (en) Hybrid notch antenna
JP6184802B2 (ja) スロットアンテナ
Yamaguchi et al. Inclined slot array antennas on a hollow rectangular coaxial line
RU94066U1 (ru) Логопериодическая вибраторная антенна
JP6611238B2 (ja) 導波管/伝送線路変換器、アレーアンテナ及び平面アンテナ
JP2010057007A (ja) アンテナ
JP6556406B2 (ja) アンテナ装置
RU2594643C1 (ru) Антенная решетка с частотным сканированием
JP2020115619A (ja) 導波管−伝送線路変換器、導波管スロットアンテナ、および導波管スロットアレーアンテナ
JP2010118941A (ja) アンテナ
Ludlow et al. Increased bandwidth evanescent open-ended waveguide antenna design using the imaginary smith chart

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180501

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180612

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180710

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6370143

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250