JPH04269001A - 漏れ波アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信用及び放送受信用
に適した漏れ波アンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、導波管等の伝送路に複数のスリッ
トを設け、それらのスリットからの電波の漏洩をアンテ
ナ素子として利用した漏れ波アンテナが知られている（
オーム社刊　　電子情報通信学会編　　アンテナ工学ハ
ンドブック　　Ｐ．１０２）

【０００３】図１は、従来の漏れ波アンテナの一つの例
を示すものである。アンテナ構造は、導波管内の電波進
行方向の位相定数を一定とし、かつ高能率な放射分布を
達成できるような減衰定数になるようにスリット幅、ス
リット間隔、及び導波管の厚み等の形状パラメータが設
定されている。このような漏れ波アンテナは、その主ビ
ーム方向がアンテナの正面方向から傾くという特徴を持
ち、利得が高く、広帯域であり、平面構造で実現でき、
伝送線路である導波管を加工してアンテナとして利用し
ているので給電が容易であるという利点を持つ。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の漏れ波アン
テナにおいては、スリット幅、スリット間隔及び導波管
の厚みが固定されているので、アンテナのビーム方向が
、これらの形状パラメータから決定される角度方向に固
定されてしまうという欠点があった。

【表１】

【０００５】例えば、壁かけタイプの衛星放送受信アン
テナとしてこのような漏れ波アンテナの適用を考えると
、日本国内において北海道から沖縄までの各地域におい
て必要とされるアンテナ正面からのビームの離角は表１
に示されるように約２８度から約６０度までの範囲で変
化する。このような場合にアンテナのビーム方向を変化
させることが不可能であると、これらのアンテナは日本
全域においての使用は不可能であり一部の地域でしか使
用できない。さらに、壁かけとしても、壁の水平面に対
する角度が正確に９０度とは限らないので、ビーム方向
を調整する何らかの手段が必要であった。

【０００６】本発明はこのような問題点の解決を図った
ビーム方向を変化できる高性能な平面構造の漏れ波アン
テナの提供を目的とする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この課題を解決するた
めに、本発明による漏れ波アンテナは、給電用開口と終
端用開口と電力放射用スリット板を有する導波管と、該
導波管の該給電用開口に接続する給電手段と、該導波管
の該終端用開口に接続する終端手段とを備えるとともに
、該導波管内に該電力放射用スリット板と対面する金属
板と、該金属板と前記電力放射用スリット板との間隔を
変化させる可変手段とを備えた構成を有している。

【０００８】

【作用】本発明による漏れ波アンテナは、導波管の厚み
方向のダクト形状を変化させることにより管内の位相定
数を調整し、アンテナのビーム方向を可変とすることを
特徴とする。

【０００９】以下本発明を詳細に説明する。まず本発明
の原理について説明する。

【００１０】図２は、従来の漏れ波アンテナの断面図を
示している。導波管内の厚み方向の伝搬定数γｘ　は導
波管の厚みをａとして次式を解くことによって与えられ
る。 Ｃはスリット幅ｄ、スリット間隔ｓ、及びａ等の値によ
って決定される物理的なパラメータであり次式で与えら
れる ここで 　　γｘ　ａ＝ξ１　＋ｊξ２　 　　ｘ２　＝　　４ξ１　２　・ξ２　２　／〔ξ２　
２　−ξ１　２　−（ｋａ）２　〕２　とすると、この
アンテナのビーム方向θは次式に示されるように決定さ
れる。 　　θ＝ｓｉｎ−１〔（１／ｋａ）・（（ｋａ）２　−
（ξ２　２　−ξ１　２　））１／２　　　　　　・（
（１＋ｘ２　）１／２　−１／２）１／２　〕従って、
ここでａの値を変える可変手段を有するならば、アンテ
ナのビーム方向を変化させることができる。 例えば、ｄ＝１ｍｍ、ｓ＝９ｍｍにおいてａ＝１．３ｃ
ｍ　〜３．０ｃｍ　まで連続して変化させるとアンテナ
のビーム方向は図３に示されるようにθ＝１９°〜６６
°まで連続して変化できる。

【００１１】

【実施例】〔実施例１〕図４は、本発明の漏れ波アンテ
ナのー実施例を示した斜視図である。図４において、漏
れ波アンテナは、給電用開口７と終端用開口１４と電力
放射用スリット板１を有する導波管１９と、導波管１９
の給電用開口７に接続する給電手段１３と、導波管１９
の終端用開口１４に接続する終端手段１５とから構成さ
れている。給電手段１３は、Ｅ面扇形ホーン１７と同軸
導波管変換器１８によって構成されている。終端手段１
５は、内部に電波吸収体１６を配置した外壁導波管によ
って構成されている。

【００１２】図５は、図４の導波管１９の内部構成図で
あり、導波管１９の側壁を取り除いて該側壁方向すなわ
ちＸ軸方向から見た図である。導波管１９は、各内壁が
金属板で形成され、その内寸は電力放射用スリット板１
と対面の金属板２の間隔、即ちＺ軸方向の間隔が該管内
波長程度以下であり、また、Ｘ及びＹ軸方向の間隔は、
目的とするアンテナ利得によって決定されるが、衛星放
送受信用アンテナを例とした場合、それぞれ管内波長の
２０倍程度の薄形導波管であり、金属板２を移動させる
ことによって電力放射用スリット板１と対面の金属板２
との間隔を任意に変化させる可変手段を有している。

【００１３】本実施例では、電力放射用スリット板１と
対面している金属板２には、その両端に円筒棒８が取り
付けられている。円筒棒８は、金属布９を巻取り式に収
納する機構を内蔵しており、それぞれに任意の形状を有
する楔形片５，５’の上面に沿ってスライドする状態に
置かれている。図６は、図５の導波管１９のａ−ａの断
面形状を示している。図７は、図５の導波管１９のｂ−
ｂの断面形状を示している。図８は、図５の導波管１９
のｃ−ｃの断面形状を示している。楔形片５と５’は、
棒４の上に置かれて一体的に作られている。棒４は、導
波管１９の内壁に沿って移動可能なるようにスリーブ６
内に保持されており、スリーブ６は導波管１９の内壁に
取り付けられている。直線歯２２は、棒４に取り付けら
れている。この直線歯２２は、歯車３と噛み合っている
。歯車３は、調整ダイヤル１０と連結している。さらに
歯車３、直線歯２２、棒４、楔形片５，５’の組み合わ
せは導波管１９の両端に２組ある。２つの歯車３は１本
のシャフト２１で連結され、調整ダイヤル１０の動きと
連動する。

【００１４】従って、漏れ波アンテナの側面部中央に設
けられた調整ダイヤル１０を回転させることにより、楔
形片５，５’につながっている棒４をＹ軸方向にスライ
ドさせ、金属板２の円筒棒８の支持高を変化させること
により、金属板２が厚み方向すなわちＺ軸方向に移動す
る。楔形片５，５’の形状を予め任意の形に整形するこ
とにより、電力放射用スリット板に対する金属板２の傾
きや距離の変化量を任意に選択することができる可変手
段が得られる。一般にこの種の漏れ波アンテナの効率を
高めるためには、スリット板１と金属板２との間隔は、
給電側で大きく終端側で小さい構成となり、また同様に
ビーム方向を変化させるために移動しなければならない
金属板２の上下移動範囲も給電側で大きく終端側で小さ
い構成となる。従って、終端側の金属布９の下部にシャ
フト２１を設けた構成を取った場合に、金属板２の移動
に伴って金属布９が移動したとしても、その下部には十
分な空間的余裕が存在するので、両者が干渉しないよう
な構造で組み立てることが可能である。

【００１５】この機構においては、給電用開口７および
終端用開口１４と楔形片５，５’で支持される金属板２
の端部に金属布９を巻取り式に収納する機構を内蔵する
円筒棒８を設けることにより、金属板２の位置を変化さ
せた場合でも、図５に示されているように給電用開口７
、終端用開口１４と金属板２が電磁気的に滑らかに結合
される。この機構により、給電手段１３から給電用開口
７を介して給電され該漏れ波アンテナ内を進行してきた
電波の給電用開口７および終端用開口１４と金属板２と
の電磁気的不連続によって発生する不要反射が低減され
る。

【００１６】また、円筒棒８は導波管１９の内面側壁１
１の外に突き出しており、そこで楔形片５，５’によっ
て支えられるが、円筒棒８は内面側壁１１に対してその
位置が変化するために、内面側壁１１に円筒棒８の位置
変化を妨げないように穴や凹凸が必要となるが、穴を開
けると電磁気的に不連続面を導波管１９内に生じること
になり、凹凸も電磁気的に大きな変化を生むので導波管
１９内をＹ軸方向に進む電波がそこで不要な反射や不要
なモードを生じることになりアンテナの性能が劣化する
。これを防ぐために図９に示すように、円筒棒８の位置
が変化する内面側壁１１の部分に導電性の複数の羽根に
よって構成されるシャッター１２を設け、円筒棒８の位
置が変化してもシャッター１２が順次スライドすること
により電気的にほぼ平かな側面形状を維持でき、導波管
１９の特性に劣化を生じないようになっている。

【００１７】本発明の実現は歯車や円盤の組み合せの他
、ねじ、スクリュー、カム等かまたそれらの組み合せに
よっても実現可能であり、さらに、それらと電動モータ
ー、油圧システム等の組み合せで自動化することも可能
である。

【００１８】〔実施例２〕図１０は、本発明の第２の実
施例を示した斜視図である。導波管１９は図示を省略し
てある。図１１は、図１０の実施例の導波管１９の側壁
を取り除いて中央線に沿った縦断面から図示の左方向（
Ｘ軸方向）を見た図を示している。金属板２は、円盤２
０，２０’の中心から偏心して円盤２０，２０’上に配
置された支持点２０ａ，２０ａ’により支持されており
、円盤２０，２０’を回転することによって金属板２と
電力放射用スリット板１との間隔を調整することができ
る。尚、その他の構成は、第１の実施例と同等である。 支持点２０ａ，２０ａ’において、支持軸とこれに結合
する結合孔は円盤２０，２０’と金属板２にそれぞれ配
置されればよく、支持軸をいずれの側に配置してもよい
。

【００１９】〔実施例３〕図１２は、本発明の第３の実
施例を示した内部構成図である。図１２は、導波管１９
’の側壁を取り除いてＸ軸方向から見た図を示している
。本実施例は、第１、２の実施例と異なり、電力放射用
スリット板１が可動となっており、金属板２は固定され
ている。電力放射用スリット板１は、それぞれに２つの
ブッシング２５を備えた４本のスパイラル・スクリュウ
２３により支持されている。２つのブッシング２５は、
電力放射用スリット板１の上下に位置している。スパイ
ラル・スクリュウ２３の回転により、ブッシング２５が
上下方向に動かされ、これに案内されて電力放射用スリ
ット板１が移動し、電力放射用スリット板１と金属板２
との間隔を調整する。尚、その他の構成は、第１の実施
例と同等である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる漏れ波ア
ンテナ装置によれば、本アンテナ本体を構成する漏れ波
導波管の厚み方向すなわちＺ軸方向のダクト形状を変化
できる構造としたので、アンテナの主ビーム方向が可変
であるという優れた効果を奏するものである。さらに、
本発明の漏れ波アンテナは、主ビーム方向を変化させる
ことができるので、一つの製品で日本全域において使用
が可能となり、量産効果が出て、コストダウンが図れる
という経済的効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の漏れ波アンテナを示した概念図である。

【図２】従来の漏れ波アンテナの構造を示す断面図であ
る。

【図３】漏れアンテナの厚さに対するアンテナビームの
チルト角の変化を示す線図である。

【図４】本発明の実施例１を示す概念図である。

【図５】実施例１の構造を示す断面図である。

【図６】実施例１の図５ａ−ａに示された面での断面図
である。

【図７】実施例１の図５ｂ−ｂに示された面での断面図
である。

【図８】実施例１の図５ｃ−ｃに示された面での断面図
である。

【図９】実施例１に示された金属布の収納機構を内蔵し
た円筒棒の断面図及び該円筒棒と漏れ波導波管側壁を電
気的に接触させるシャッターの拡大図である。

【図１０】本発明の実施例２を示す概念図である。

【図１１】実施例２の構造を示す断面図である。

【図１２】実施例３の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　電力放射用スリット板 ２　　金属板 ３　　歯車 ４　　棒 ５，５’　　楔形片 ６　　スリーブ ７　　給電用開口 ８　　円筒棒 ９　　金属布 １０　　調整ダイヤル １１　　内面側壁 １２　　シャッター １３　　給電手段 １４　　終端用開口 １５　　終端手段 １６　　電波吸収体 １７　　Ｅ面扇形ホーン １８　　同軸導波管変換器 １９　　導波管 ２０，２０’　　円盤 ２０ａ，２０ａ’　　支持点 ２１　　シャフト ２２　　直線歯 ２３　　スパイラル・スクリュウ ２４　　金属布巻取り装置 ２５　　ブッシング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　給電用開口と終端用開口と電力放射用
   スリット板を有する導波管と、該導波管の該給電用開口
   に接続する給電手段と、該導波管の該終端用開口に接続
   する終端手段とを備えるとともに、該導波管内に該電力
   放射用スリット板と対面する金属板と、該金属板と前記
   電力放射用スリット板との間隔を変化させる可変手段と
   を備えた漏れ波アンテナ。