JPH0129442B2 - - Google Patents
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- JPH0129442B2 JPH0129442B2 JP11310983A JP11310983A JPH0129442B2 JP H0129442 B2 JPH0129442 B2 JP H0129442B2 JP 11310983 A JP11310983 A JP 11310983A JP 11310983 A JP11310983 A JP 11310983A JP H0129442 B2 JPH0129442 B2 JP H0129442B2
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- JP
- Japan
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- horn
- horn antenna
- wall
- antenna
- plane
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Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
- H01Q13/0208—Corrugated horns
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はホーンアンテナの改良に関するもの
であり、特に、ホーンアンテナの開口部すなわ
ち、断面の直径が3λL（λL：使用する最低の自由空
間波長）以上となる部分の内壁にコルゲーシヨン
を施し、しかもこのホーンアンテナの給電導波管
の内壁の直径を給電端より開口端に向い円弧テー
パ状もしくはレーズドコサインテーパ状に大きく
することにより、良好なる放射指向特性を実現す
ると共に、上記ホーンアンテナの給電端および開
口端での反射を除去することを図つたホーンアン
テナに関するものである。
であり、特に、ホーンアンテナの開口部すなわ
ち、断面の直径が3λL（λL：使用する最低の自由空
間波長）以上となる部分の内壁にコルゲーシヨン
を施し、しかもこのホーンアンテナの給電導波管
の内壁の直径を給電端より開口端に向い円弧テー
パ状もしくはレーズドコサインテーパ状に大きく
することにより、良好なる放射指向特性を実現す
ると共に、上記ホーンアンテナの給電端および開
口端での反射を除去することを図つたホーンアン
テナに関するものである。
一般に、ホーンアンテナは給電導波管の開口を
徐々に広げることにより開口から放射される電磁
波に指向性を持たせようとするものである。ま
ず、従来のホーンアンテナを図に基づいて説明す
る。第１図ａ，ｂにおいて、１は内壁の直径が直
線テーパ状に大きくなる円錐ホーン、２は内壁が
円筒状またはその管径が円錐ホーン１の入力端の
管径に向けて変化する給電導波管、３はフラン
ジ、４はボルト、５は円錐ホーン１の開口におけ
る電気力線である。図中、フランジ３およびボル
ト４は円錐ホーン１と給電導波管２を接続するた
めのものであり、特にホーンアンテナの機能を満
足するために必要かくべからざるものではない。
徐々に広げることにより開口から放射される電磁
波に指向性を持たせようとするものである。ま
ず、従来のホーンアンテナを図に基づいて説明す
る。第１図ａ，ｂにおいて、１は内壁の直径が直
線テーパ状に大きくなる円錐ホーン、２は内壁が
円筒状またはその管径が円錐ホーン１の入力端の
管径に向けて変化する給電導波管、３はフラン
ジ、４はボルト、５は円錐ホーン１の開口におけ
る電気力線である。図中、フランジ３およびボル
ト４は円錐ホーン１と給電導波管２を接続するた
めのものであり、特にホーンアンテナの機能を満
足するために必要かくべからざるものではない。
第１図ａにおいて、給電導波管２を伝搬してき
たTE° 11モード波の電波は、円錐ホーン１の開口
において、第１図ｂに示すような電気力線５を持
つ。このような電気力線５を持つ電波が空間に放
射されるとき、第２図ａ，ｂに示すような放射指
向特性を呈する。
たTE° 11モード波の電波は、円錐ホーン１の開口
において、第１図ｂに示すような電気力線５を持
つ。このような電気力線５を持つ電波が空間に放
射されるとき、第２図ａ，ｂに示すような放射指
向特性を呈する。
第２図のｕは、ｕ＝（2π／λ）aSinθであり、
λは自由空間波長、ａはホーンアンテナの開口半
径、θは、ホーンアアンテナの中心軸を基準とし
たある観測面内における角度である。
λは自由空間波長、ａはホーンアンテナの開口半
径、θは、ホーンアアンテナの中心軸を基準とし
たある観測面内における角度である。
また、第２図ａに示す実線は、Ｅ面内指向特性
（Ｅ面：第１図ｂに示す電気力線５に平行な面）
点線は、Ｈ面内指向特性（Ｈ面：第１図ｂに示す
電気力線５に垂直な面）であり、第２図ｂに示す
実線は、Ｅ面、Ｈ面に対し45゜傾いている面（以
下45゜面と称す）での交さ偏波指向特性である。
（Ｅ面：第１図ｂに示す電気力線５に平行な面）
点線は、Ｈ面内指向特性（Ｈ面：第１図ｂに示す
電気力線５に垂直な面）であり、第２図ｂに示す
実線は、Ｅ面、Ｈ面に対し45゜傾いている面（以
下45゜面と称す）での交さ偏波指向特性である。
図から明らかなように、特にＥ面、Ｈ面内指向
特性では、主ビームの巾が異なり、さらに、Ｅ面
内指向特性の第１サイドローブレベルが、Ｈ面内
に比較して非常に高くなつている。また、45゜面
内では、主ビームの最大値に対して、約−20dB
程度の交さ偏波成分が発生している。
特性では、主ビームの巾が異なり、さらに、Ｅ面
内指向特性の第１サイドローブレベルが、Ｈ面内
に比較して非常に高くなつている。また、45゜面
内では、主ビームの最大値に対して、約−20dB
程度の交さ偏波成分が発生している。
このような特性を有するホーンアンテナを広帯
域で使用する高性能開口面アンテナの一次放射器
として使用すれば、開口面アンテナの広角指向特
性や交さ偏波指向特性も良好なものが得られな
い。従つて従来高性能アンテナでは、第３図ａ，
ｂに示すようなホーンアンテナを一次放射器とし
て使用することにより、上述した欠点を除去して
いた。図中、１，２，３，４，５は第２図に示し
たものと同様であり、６は給電導波管２および円
錐ホーン１の内壁に所定のピツチで施されたコル
ゲーシヨンを構成する金属ヒレである。
域で使用する高性能開口面アンテナの一次放射器
として使用すれば、開口面アンテナの広角指向特
性や交さ偏波指向特性も良好なものが得られな
い。従つて従来高性能アンテナでは、第３図ａ，
ｂに示すようなホーンアンテナを一次放射器とし
て使用することにより、上述した欠点を除去して
いた。図中、１，２，３，４，５は第２図に示し
たものと同様であり、６は給電導波管２および円
錐ホーン１の内壁に所定のピツチで施されたコル
ゲーシヨンを構成する金属ヒレである。
同図おいて、給電導波管２の給電端から伝搬し
てきたTE°11モード波の電波は、上記給電導波管
２において、EH11モード波の電波に変換される。
EH11モード波の電波は、混成波とも呼ばれTE° 11
モード波の電波とTM° 11モード波の電波の結合に
より生じた電波で、概念的に説明すると、TM° 11
モード波の電波は、金属ヒレ６により発生しTE
° 11モーード波の電波と同相で合成されると言う事
ができる。以上述べたようなEH11モードの電波
は円錐ホーン１の開口で、第３図ｂに示すような
直線状の電気力線５を有するようになる。このよ
うな電気力線５を有するEH11モードの電波は、
ホーンアンテナから空間に放射されると、第４図
に示すように、Ｅ面（実線）およびＨ面（点線）
の放射指向特性の主ビーム巾を等巾に近づけ、か
つ第１図に示すようなホーンアンテナの指向特性
に比較してサイドロープが低く、さらに交さ偏波
成分の発生もきわめて少ないという利点を有して
いる。このため、第３図に示すようなホーンアン
テナはカセグレンアンテナ、オフセツトアンテナ
等の一次放射器として、開口面アンテナの指向特
性の改善を目的に使用される。しかしながら、こ
のようなホーンアンテナにおいては、給電導波管
２の内壁にまで上述した金属ヒレ６を取付けてい
るためこの部分でTM° 11モード波の一部が、
EH11モードに変換されず、反射してVSWR特性
を劣化させたり、高次モードド波に変換されて、
指向特性を劣化させる等の欠点がある。また、給
電導波管２および円錐ホーン１の内壁にまで上記
金属ヒレ６を取り付けているため経済的でないと
いう欠点もある。
てきたTE°11モード波の電波は、上記給電導波管
２において、EH11モード波の電波に変換される。
EH11モード波の電波は、混成波とも呼ばれTE° 11
モード波の電波とTM° 11モード波の電波の結合に
より生じた電波で、概念的に説明すると、TM° 11
モード波の電波は、金属ヒレ６により発生しTE
° 11モーード波の電波と同相で合成されると言う事
ができる。以上述べたようなEH11モードの電波
は円錐ホーン１の開口で、第３図ｂに示すような
直線状の電気力線５を有するようになる。このよ
うな電気力線５を有するEH11モードの電波は、
ホーンアンテナから空間に放射されると、第４図
に示すように、Ｅ面（実線）およびＨ面（点線）
の放射指向特性の主ビーム巾を等巾に近づけ、か
つ第１図に示すようなホーンアンテナの指向特性
に比較してサイドロープが低く、さらに交さ偏波
成分の発生もきわめて少ないという利点を有して
いる。このため、第３図に示すようなホーンアン
テナはカセグレンアンテナ、オフセツトアンテナ
等の一次放射器として、開口面アンテナの指向特
性の改善を目的に使用される。しかしながら、こ
のようなホーンアンテナにおいては、給電導波管
２の内壁にまで上述した金属ヒレ６を取付けてい
るためこの部分でTM° 11モード波の一部が、
EH11モードに変換されず、反射してVSWR特性
を劣化させたり、高次モードド波に変換されて、
指向特性を劣化させる等の欠点がある。また、給
電導波管２および円錐ホーン１の内壁にまで上記
金属ヒレ６を取り付けているため経済的でないと
いう欠点もある。
この発明はこれらの欠点を改善するもので、さ
らに詳しく述べると、円錐ホーン１の内壁の直径
が等価的に自由空間とみなせる3λL以上の部分に
ピツチがＰ≪λLとなる条件のもとで、コルゲーシ
ヨンを施し、しかも給電導波管２の内壁の直径を
給電口より開口側に向け円弧テーパ状もしくはレ
ーズドコサインテーパ状に大きくして円錐ホーン
１に接続することにより、良好なVSWR特性お
よび指向特性を得るようにしたものである。
らに詳しく述べると、円錐ホーン１の内壁の直径
が等価的に自由空間とみなせる3λL以上の部分に
ピツチがＰ≪λLとなる条件のもとで、コルゲーシ
ヨンを施し、しかも給電導波管２の内壁の直径を
給電口より開口側に向け円弧テーパ状もしくはレ
ーズドコサインテーパ状に大きくして円錐ホーン
１に接続することにより、良好なVSWR特性お
よび指向特性を得るようにしたものである。
以下、この発明の一実施例を第５図に示す。
第５図の１，２，３，４，６は第３図に示した
ものと同様であり、円錐ホーン１内の金属ヒレ６
は円錐ホーン１の内壁の直径が3λL以上の部分に
だけ施している。このようなホーンアンテナで
は、金属ヒレ６の先端の直径が自由空間と見なせ
るまでに大きくなつているために、TE11モード
波の電波は反射することなく伝搬し、円錐ホーン
１の開口に至るまでに効率よくEH11モード波に
変換される。また、給電導波管２の内壁は、円弧
テーパ状に滑らかに変化して円錐ホーン１に接続
されているため、その接続点における反射は除去
される。第６図に、円錐ホーン１の開口径が
4.6λLで、開口端から内径が3λLとなる箇所までそ
の内壁にコルゲーシヨンを施したホーンアンテナ
のVSWR特性を実線で、第３図に示すホーンア
ンテナのVSWR特性を点線で示す。
ものと同様であり、円錐ホーン１内の金属ヒレ６
は円錐ホーン１の内壁の直径が3λL以上の部分に
だけ施している。このようなホーンアンテナで
は、金属ヒレ６の先端の直径が自由空間と見なせ
るまでに大きくなつているために、TE11モード
波の電波は反射することなく伝搬し、円錐ホーン
１の開口に至るまでに効率よくEH11モード波に
変換される。また、給電導波管２の内壁は、円弧
テーパ状に滑らかに変化して円錐ホーン１に接続
されているため、その接続点における反射は除去
される。第６図に、円錐ホーン１の開口径が
4.6λLで、開口端から内径が3λLとなる箇所までそ
の内壁にコルゲーシヨンを施したホーンアンテナ
のVSWR特性を実線で、第３図に示すホーンア
ンテナのVSWR特性を点線で示す。
この結果から明らかなように、本発明における
ホーンアンテナは、従来のホーンアンテナに比較
して良好なVSWR特性を有していることが分る。
ホーンアンテナは、従来のホーンアンテナに比較
して良好なVSWR特性を有していることが分る。
第７図は、この発明の他の実施例を示すもので
あり、図中１，２，３，４，６は第５図に示した
ものと同様であり、特に、給電導波管２の内壁は
レーズドコサインテーパ状となつており、これに
より上記給電導波管２で発生する高次モード波を
抑圧することができ、放射指向特性の改善を図る
ことができる。
あり、図中１，２，３，４，６は第５図に示した
ものと同様であり、特に、給電導波管２の内壁は
レーズドコサインテーパ状となつており、これに
より上記給電導波管２で発生する高次モード波を
抑圧することができ、放射指向特性の改善を図る
ことができる。
第８図は、この発明の他の実施例を示すもので
あり、図中１，２，３，４，６は第５図、第７図
に示したものと同様であり、７は金属ヒレ６の先
端側面に設けたドーナツ状のリングである。この
実施例の給電導波管２の内壁は円弧テーパ状とな
つている。一般に、内壁にコルゲーシヨンを施し
たホーンアンテナでは、上記金属ヒレ６の間の溝
が容量性のサセプタンスとなる周波数領域で放射
特性の改善を図つている。第８図に示す金属リン
グ７は、容量性サセプタンスとして働き、これに
より上述した容量性となる周波数領域を広げるこ
とができ、広帯域化を図ることができる。
あり、図中１，２，３，４，６は第５図、第７図
に示したものと同様であり、７は金属ヒレ６の先
端側面に設けたドーナツ状のリングである。この
実施例の給電導波管２の内壁は円弧テーパ状とな
つている。一般に、内壁にコルゲーシヨンを施し
たホーンアンテナでは、上記金属ヒレ６の間の溝
が容量性のサセプタンスとなる周波数領域で放射
特性の改善を図つている。第８図に示す金属リン
グ７は、容量性サセプタンスとして働き、これに
より上述した容量性となる周波数領域を広げるこ
とができ、広帯域化を図ることができる。
第９図は、この発明の他の実施例を示すもので
あり、図中、１，２，３，４，６，７は第８図に
示したものと同様であり、特に、給電導波管２の
内壁はレーズドコサインテーパ状となつている。
あり、図中、１，２，３，４，６，７は第８図に
示したものと同様であり、特に、給電導波管２の
内壁はレーズドコサインテーパ状となつている。
第１０図は、この発明の他の実施例を示すもの
であり、図中、１，２，３，４，６，７は第８
図、第９図に示したものと同様であり、特に、給
電端側の一部の金属ヒレ６の先端側面にドーナツ
状の金属リング７をもうけたものである。この実
施例の給電導波管２の内壁は円弧テーパ状となつ
ている。
であり、図中、１，２，３，４，６，７は第８
図、第９図に示したものと同様であり、特に、給
電端側の一部の金属ヒレ６の先端側面にドーナツ
状の金属リング７をもうけたものである。この実
施例の給電導波管２の内壁は円弧テーパ状となつ
ている。
第１１図は、この発明の他の実施例を示すもの
であり、図中、１，２，３，４，６，７は、第８
図、第９図、第 図に示したものと同様であり、
特に、給電導波管２の内壁はレーズドコサインテ
ーパ状となつている。
であり、図中、１，２，３，４，６，７は、第８
図、第９図、第 図に示したものと同様であり、
特に、給電導波管２の内壁はレーズドコサインテ
ーパ状となつている。
なお、以上は、円錐状のホーンアンテナの場合
について述べたが、角錐状のホーンアンテナの場
合にも全つく同様のことが言える。
について述べたが、角錐状のホーンアンテナの場
合にも全つく同様のことが言える。
以上のように、この発明によると、ホーンアン
テナの開口部すなわち内壁の直径が3λL（λL：使用
する最低の自由空間波長）以上となる部分にコル
ゲーシヨンを施し、あるいは、コルゲーシヨンを
構成する一部もしくは全部の金属ヒレ６の先端側
面に、ドーナツ状の金属リング７を設け、かつホ
ーンアンテナの給電導波管２の内壁を円弧テーパ
状もしくはレーズドコサイン状に変化することに
より、上ホーンアンテナの放射特性を良好にする
と共に、給電端と開口端での反射を除去すること
ができ、極めて効果の大きいものである。また、
金属ヒレ６の数も従来に比較し大巾に少ないた
め、より経済的にホーンアンテナを構成すること
ができる。
テナの開口部すなわち内壁の直径が3λL（λL：使用
する最低の自由空間波長）以上となる部分にコル
ゲーシヨンを施し、あるいは、コルゲーシヨンを
構成する一部もしくは全部の金属ヒレ６の先端側
面に、ドーナツ状の金属リング７を設け、かつホ
ーンアンテナの給電導波管２の内壁を円弧テーパ
状もしくはレーズドコサイン状に変化することに
より、上ホーンアンテナの放射特性を良好にする
と共に、給電端と開口端での反射を除去すること
ができ、極めて効果の大きいものである。また、
金属ヒレ６の数も従来に比較し大巾に少ないた
め、より経済的にホーンアンテナを構成すること
ができる。
第１図ａ，ｂは、従来のホーンアンテナを示す
図、第２図は第１図に示すホーンアンテナの放射
指向特性を示す図、第３図は改善を図つた従来の
ホーンアンテナを示す図、第４図は従来のホーン
アンテナの放射指向特性を示す図、第５図、第７
図、第８図、第９図、第１０図、第１１図はこの
発明の一実施例を示す構成図、第６図は第５図に
示すホーンアンテナおよび第３図に示すホーンア
ンテナのVSWR特性を示す図である。 図中１は円錐ホーン、２は給電導波管、３はフ
ランジ、４はボルト、５は電気力線、６は金属ヒ
レ、７は金属リングである。なお、図中同一ある
いは相当部分には同一符号を付して示している。
図、第２図は第１図に示すホーンアンテナの放射
指向特性を示す図、第３図は改善を図つた従来の
ホーンアンテナを示す図、第４図は従来のホーン
アンテナの放射指向特性を示す図、第５図、第７
図、第８図、第９図、第１０図、第１１図はこの
発明の一実施例を示す構成図、第６図は第５図に
示すホーンアンテナおよび第３図に示すホーンア
ンテナのVSWR特性を示す図である。 図中１は円錐ホーン、２は給電導波管、３はフ
ランジ、４はボルト、５は電気力線、６は金属ヒ
レ、７は金属リングである。なお、図中同一ある
いは相当部分には同一符号を付して示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 給電導波管と、内壁が円錐状に広がつている
ホーンとからなるホーンアンテナにおいて、上記
ホーンの横断面の内径が3λL（λLは使用する最低の
自由空間波長）以上となる部分の内壁に所定のピ
ツチのコルゲーシヨンを施し、上記給電導波管の
内壁の管径を、給電端側からホーン側に向つて、
円弧を組合せた円弧テーパ状もしくはレーズドコ
サインテーパ状に大きくしたことを特徴とするホ
ーンアンテナ。 ２ 上記コルゲーシヨンを構成する一部もしくは
全部の金属ヒレの先端側面にドーナツ状の金属リ
ングをもうけたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のホーンアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11310983A JPS604311A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | ホ−ンアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11310983A JPS604311A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | ホ−ンアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604311A JPS604311A (ja) | 1985-01-10 |
| JPH0129442B2 true JPH0129442B2 (ja) | 1989-06-12 |
Family
ID=14603725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11310983A Granted JPS604311A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | ホ−ンアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604311A (ja) |
-
1983
- 1983-06-23 JP JP11310983A patent/JPS604311A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS604311A (ja) | 1985-01-10 |
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