JPH0113241B2 - - Google Patents

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JPH0113241B2
JPH0113241B2 JP14120582A JP14120582A JPH0113241B2 JP H0113241 B2 JPH0113241 B2 JP H0113241B2 JP 14120582 A JP14120582 A JP 14120582A JP 14120582 A JP14120582 A JP 14120582A JP H0113241 B2 JPH0113241 B2 JP H0113241B2
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JP
Japan
Prior art keywords
metal plate
waveguide
waveguide space
power
peripheral wall
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JP14120582A
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English (en)
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JPS5932205A (ja
Inventor
Yoshiharu Ito
Kunitaka Arimura
Naohisa Goto
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.)
Arimura Giken KK
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Arimura Giken KK
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Publication date
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Publication of JPS5932205A publication Critical patent/JPS5932205A/ja
Publication of JPH0113241B2 publication Critical patent/JPH0113241B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006Particular feeding systems
    • H01Q21/0012Radial guide fed arrays

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放送用アンテナ等に用いて好適のラ
ジアル導波線路に関する。
従来のラジアル導波線路としては、第1図に示
すような同軸型のものaや、第2図に示すような
導波管型のものbが各種提案されているが、この
ような従来のラジアル導波線路ではいずれの場合
も、次のような問題点がある。
(1) 導波空間c内へ給電された電力が、第3図に
実線(スロツトdを有する場合で、段階的に特
性が変化するのはスロツトdからの放射によ
る。)や第3図に点線(スロツトdを有しない
場合)で示すように、給電部から終端へ至るま
での間に大幅に減衰されてしまうため、放射電
力が不均一となり、アンテナ利得が大幅に低下
する。
(2) 終端抵抗体(この抵抗体は分布定数型となつ
ている)eが導波空間cの周縁部に沿い配設さ
れているので、全体として長い終端抵抗体eを
使用しなければならず、コスト高を招くほか、
導波空間cの大きさが変化すると、使用する終
端抵抗体eの大きさも変わるため、各種サイズ
の終端抵抗体eを必要とする。
なお、第1、2図中の符号fは金属板からなる
スロツトd付きのラジアル導波線路上側部、gは
金属板から成るラジアル導波線路下側部、h1は
同軸線路中心導体、h2は同軸線路外部導体、i
は導波管、jは導体整合板、kは開口をそれぞれ
示している。
本発明は、上述の諸問題を解決しようとするも
ので、給電電力が導波空間の中央部へ向けて集中
しうるようにして、電力放射用開口を通じての放
射電力を均一にしアンテナ利得を高めるようにし
た、ラジアル導波線路を提供することを目的とす
る。
このため、本発明のラジアル導波線路は、相互
に離隔して対向するように配設され一方に電力放
射用開口を形成された一対の金属板と、これらの
金属板周縁部を連結する金属製周壁とをそなえ、
これらの金属板と周壁とでその内部に導波空間が
形成されて、上記周壁からその内部の上記導波空
間における中央部へ向けて給電電力を集中せしめ
るべく、上記導波空間内へ電力を供給する給電手
段が設けられ、上記給電手段が、上記導波空間内
への給電部と、上記導波空間内において上記周壁
との間に給電電力迂回用〓間を残して設けられた
上記金属板とほぼ平行な中間金属板とをそなえて
構成されたことを特徴としている。
また、本発明のラジアル導波線路は、上記中間
金属板に凹凸面が形成されたことを特徴としてい
る。
さらに、本発明のラジアル導波線路は、上記の
導波空間の中央部に終端抵抗体が配設されたこと
を特徴としている。
以下、図面により本発明の一実施例としての同
軸型ラジアル導波線路について説明すると、第4
図はその中央縦断斜視図、第5図はその中央縦断
面図、第6図はその電力密度特性を示すグラフ、
第7図はその作用を説明するための模式図、第8
図はその変形例を示す部分中央縦断面図、第9図
は本発明の他の実施例を示す部分中央縦断面図、
第10図は本発明の他の変形例を示す中央縦断斜
視図である。
第4,5図に示すごとく、相互に離隔して対向
するように一対の平板状の金属円板1,2が配設
されており、一方の金属円板1には、電力放射用
開口としての複数のスロツト(又はスリツト)1
aが同心円上あるいは螺旋上等に形成されてい
る。
また、他方の金属円板2の中央部には、給電部
としての同軸線路3と接続される開口2aが形成
されている。
そして、これらの金属円板1,2の周縁部を連
結する金属製周壁4が設けられており、これらの
金属円板1,2および金属製周壁4で、その内部
に導波空間Sが形成される。
ところで、この導波空間S内において、金属円
板1,2と平行な中間金属板5が、周壁4との間
に給電電力迂回用〓間Dを残して設けられてお
り、これによりこの中間金属板5によつて導波空
間Sが2つの導波空間部S1,S2に分割され
る。
なお、この中間金属板5の取付は、例えば周壁
4に絶縁材を介して行なわれたり、途中で絶縁ポ
スト等を介して行われたりし、更にその取付場所
は適宜の数個所が選ばれる。
また、金属円板2の開口2aには、同軸線路3
が接続されているが、この接続の詳細は次のとお
りである。すなわち開口2aには、同軸線路3の
外部導体3aが接続されるとともに、同軸線路3
の中心導体3bが中間金属板5の下面付きの導体
整合板6に接続されている。
これにより、下部導波空間部S1へ給電された
電力は、矢印Pfで示すように、この下部導波空
間部S1を通り、周壁4と中間金属板5との〓間
Dを迂回して、上部導波空間部S2へ至り、その
中央部へ向けて伝播してゆくのである。このよう
に、導軸線路3や、給電電力迂回用〓間Dを周壁
4との間に形成する中間金属板5で、周壁4から
その内部の導波空間Sにおける中央部へ向けて給
電電力を集中させうる給電手段が構成される。
そして、給電電力が上部導波空間部S2を通過
するときに、金属円板1に形成されたスロツト1
aを通じて電力が放射される。このときの電力密
度特性を示すと、第6図に符号8で示すような特
性となる。この特性8は鋸歯状になり、これはス
ロツト1aを通じて電力が放射されるときに急激
に電力密度が下がるためであるが、この特性8の
全体としてのレベルは、終端からの距離Rと無関
係にほぼ同じである。すなわち、本発明のラジア
ル導波線路によれば、放射電力がほぼ均一となる
ため、アンテナ利得が大幅に向上するのである。
なお、導波空間S内の電界と磁界の様子を示す
と第7図のようになるが、この第7図において、
矢印で示すものが電界の方向を示しており、破線
で示すものが磁界の分布を示している。またこの
第7図ではスロツト1aは省略してある。
さらに、上部導波空間部S2の中央部には、終
端抵抗体7が配設されており、この終端抵抗体7
によつて中央終端部へ至つた残部給電電力が消費
される。このように終端抵抗体7が上部導波空間
部S2の中央部に配設されているので、周長の短
い抵抗体を使用することができ、コストの低下を
はかれるほか、金属円板1,2の大きさが変わつ
た場合でも、終端抵抗体7の大きさを変える必要
がなく、これによりラジアル導波線路サイズの違
いによる終端抵抗体の汎用性を向上できる。
なお、2つの導波空間部S1,S2での整合
は、〓間Dを調整したり、第8図に示すごとく、
中間金属板5の周縁部に調整立壁部5aを形成し
たりすることにより行なわれる。
また、中間金属板5に、第9図に示すような同
心円状の波加工面(凹凸面)5cを形成すること
により、位相定数を制御することができ、これに
より指向性や利得を向上させることができる。
さらに、第10図に示すように、終端抵抗体7
をカーボン製薄膜による円筒面として構成し、こ
の円筒状終端抵抗体7の中心を短絡して、この円
筒状終端抵抗体7の断面円の半径を線路波長λの
1/4に設定すれば、終端抵抗体7の抵抗値と整合
をとることができ、これにより反射のない終端抵
抗体を実現できる。
第11図は本発明の他の実施例としての導波管
型ラジアル導波線路を示す中央縦断斜視図であ
り、同図中、第4〜10図と同じ符号はほぼ同様
の部分を示している。
この実施例は、前述の実施例が同軸線路3を接
続されたものであるのに対し、給電手段としての
導波管9を接続されたものであつて、上部導波空
間部S2の中央部に終端抵抗体7を配設したもの
であり、第4図に示すものに対応する。
そして、この実施例の場合も、前述の実施例と
ほぼ同様の効果ないし利得が得られるものであ
り、また中間金属板5に第9図に示すような加工
を施すことももちろん可能で、更に終端抵抗体7
を第10図に示すような形状にすることも可能
で、このようにすればそれぞれ対応する効果ない
し利点が得られる。
なお、終端での給電電力が非常に小さい場合
は、終端抵抗体7を実用上省略することもでき
る。
また、上部導波空間部S2に配設される終端抵
抗体7の側面をテーパ面に構成することもでき
る。
次に、終端抵抗体の実施例を挙げると、第12
図のようにまとめられる。
すなわち同図aはテーパ状の場合であり、同図
bは円筒状固体の場合であり、同図cは円筒状で
はあるがセラミツク等の円筒に薄膜を構成した場
合であり、同図dは従来の金属リード線7a付き
ソリツドないしは薄膜抵抗体の場合であり、同図
eは円板(デイスク)状の場合で上下に金属体7
bでサンドイツチのように構成している場合であ
り、同図fは1/4波長終端に用いる目的で薄膜で
構成した場合を示している。
さらに、第13図は抵抗体の実際の設置方法を
例示したもので、同図において、符号7−1,7
−2は取付金具としての筒状金属体の周囲に切り
込みが入つた場合を示しており、そのスプリング
効果により抵抗体7と密着し電気的接続を完全に
行なつている。なお、リード線7aや金属体7
b,7−1,7−2は、ラジアル導波線路の上面
ないしは下面あるいは中間面に、ネジや溶接によ
り直接接続されている。
以上詳述したように本発明のラジアル導波線路
によれば、次のような効果ないし利点が得られ
る。
(1) 導波空間内に中間金属板が設けられることに
より放射電力を一様にすることができ、これに
よりアンテナ利得を向上させることが可能とな
つて、その結果高能率のアンテナの製作が可能
となり、衛星放送用アンテナなどへの適用も容
易となる。
(2) 中間金属板に、凹凸面を形成することによ
り、位相定数を制御することができ、これによ
り指向性や利得を向上させることができる。
(3) 終端抵抗体を導波空間の中央部に配設するこ
とができるので、小型で安価な終端抵抗体を使
用することができ、またラジアル導波線路の径
に関係なく、同じ大きさの終端抵抗体を使用で
きるようになつて終端抵抗体の汎用化を実現で
きる。
(4) 本ラジアル導波線路は主要部を平板状に形成
できるため、雪等に強く、無人の衛星放送送受
信アンテナ等への適用も容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は従来のラジアル導波線路を示すも
ので、第1図は同軸型ラジアル導波線路を示す中
央縦断斜視図、第2図は導波型ラジアル導波線路
を示す中央縦断斜視図、第3図はその電力密度特
性を示すグラフであり、第4〜8図は本発明の一
実施例としての同軸型ラジアル導波線路を示すも
ので、第4図はその中央縦断斜視図、第5図はそ
の中央縦断面図、第6図はその電力密度特性を示
すグラフ、第7図はその作用を説明するための模
式図、第8図はその変形例を示す部分中央縦断面
図であり、第9図は本発明の他の実施例を示す部
分中央縦断面図であり、第10図は本発明の他の
変形例を示す中央縦断斜視図であり、第11図は
本発明のさらに他の実施例としての導波管型ラジ
アル導波線路を示す中央縦断斜視図であり、第1
2図a〜fおよび第13図はそれぞれ終端抵抗体
の例を示す図である。 1……金属円板、1a……スロツト(電力放射
用開口)、2……金属円板、2a……開口、3…
…同軸線路、3a……外部導体、3b……中心導
体、4……周壁、5……中間金属板、5a……調
整立壁部、5c……波加工面(凹凸面)、6……
導体整合板、7……終端抵抗体、7a……リード
線、7b,7−1,7−2……金属体、8……電
力密度特性、9……導波管、S……導波空間、S
1,S2……導波空間部、D……〓間。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 相互に離隔して対向するように配設され一方
    に電力放射用開口を形成された一対の金属板と、
    これらの金属板周縁部を連結する金属製周壁とを
    そなえ、これらの金属板と周壁とでその内部に導
    波空間が形成されて、上記周壁からその内部の上
    記導波空間における中央部へ向けて給電電力を集
    中せしめるべく、上記導波空間内へ電力を供給す
    る給電手段が設けられ、上記給電手段が、上記導
    波空間内への給電部と、上記導波空間内において
    上記周壁との間に給電電力迂回用〓間を残して設
    けられた上記金属板とほぼ平行な中間金属板とを
    そなえて構成されたことを特徴とする、ラジアル
    導波線路。 2 上記中間金属板の周縁部に、同中間金属板で
    仕切られる2つの導波空間部での整合をとるため
    の調整立壁部が形成されている特許請求の範囲第
    1項に記載のラジアル導波線路。 3 相互に離隔して対向するように配設され一方
    に電力放射用開口を形成された一対の金属板と、
    これらの金属板周縁部を連結する金属製周壁とを
    そなえ、これらの金属板と周壁とでその内部に導
    波空間が形成されて、上記周壁からその内部の上
    記導波空間における中央部へ向けて給電電力を集
    中せしめるべく、上記導波空間内へ電力を供給す
    る給電手段が設けられ、上記給電手段が、上記導
    波空間内への給電部と、上記導波空間内において
    上記周壁との間に給電電力迂回用〓間を残して設
    けられた上記金属板とほぼ平行な中間金属板とを
    そなえて構成され、上記中間金属板に凹凸面が形
    成されたことを特徴とする、ラジアル導波線路。 4 相互に離隔して対向するように配設され一方
    に電力放射用開口を形成された一対の金属板と、
    これらの金属板周縁部を連結する金属製周壁とを
    そなえ、これらの金属板と周壁とでその内部に導
    波空間が形成されて、上記周壁からその内部の上
    記導波空間における中央部へ向けて給電電力を集
    中せしめるべく、上記導波空間内へ電力を供給す
    る給電手段が設けられ、上記給電手段が、上記導
    波空間内への給電部と、上記導波空間内において
    上記周壁との間に給電電力迂回用〓間を残して設
    けられた上記金属板とほぼ平行な中間金属板とを
    そなえて構成され且つ、上記の導波空間の中央部
    に終端抵抗体が設けられたことを特徴とする、ラ
    ジアル導波線路。 5 上記終端抵抗体の側面がテーパ面として構成
    されている特許請求の範囲第4項に記載のラジア
    ル導波線路。 6 上記終端抵抗体が薄膜による円筒面として構
    成され、この円筒面の中心が短絡されて、且つ、
    同円筒面の断面円の半径が線路波長の1/4に設定
    されている特許請求の範囲第4項に記載のラジア
    ル導波線路。
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