JPH0427207Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、放送用アンテナ等に用いて好適の円
形導波線路に関する。

〔従来の技術〕

従来の円形導波線路としては、第７図に示すよ
うに、給電電力を導波空間ａの中央部から周縁部
へ向けて（矢印α参照）を伝播するものや、第８
図に示すように、導波空間ａ内に仕切板ｂを配設
して、給電電力を導波空間ａの周縁部の隙間部ｅ
から中央部へ向けて（矢印β参照）伝播するもの
などが提案される。

なお、第７，８図において、符号_cは同軸線路、
ｃ１は外部導体、ｃ２は内部導体、ｄは電力放射
用開口としてのスロツト（スリツト）、ｆ，f′は
終端抵抗体、ｇ，g′は導体整合板を示している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの従来の円形導波線路で
は、いずれの場合も、給電部（同軸線路ｃ）と導
波空間ａとの間での整合がとれず、これにより給
電部と導波空間ａとの接続部で電力の反射が起き
るため、給電パワーを有効に取り出すことができ
ないという問題点がある。

本考案は、このような問題点を解決しようとす
るもので、給電部と導波空間との間での整合をと
ることができるようにした、円形導波線路を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本考案の円形導波線路は、金属壁で
囲まれた導波空間と、同導波空間に形成された給
電用開口に接続される給電部とをそなえ、上記導
波空間内において、頂部を上記開口へ向けて配設
された円錐状の整合体が、上記開口と同軸的に設
けられ上記整合体の底面よりも大きい整合円板を
介して取り付けられて、同整合円板の上記整合体
からのはみ出し部分の寸法が線路波長の1/4に設
定されたことを特徴としている。

〔作用〕

上述の本考案の円形導波線路では、上記の整合
体および整合円板の作用によつて、上記の給電部
と導波空間との整合を確実にとることができ、給
電パワーを効果的に取り出すことができる。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第１〜５図は本考案の第１実施例として
の円形導波線路を示すもので、第１図はその中央
縦断斜視図、第２図はその中央縦断面図、第３図
はその反射係数特性を示すグラフ、第４図はその
内部界特性を示すグラフ、第５図はその上部空間
の半径方向に沿つた電力密度特性を示すグラフで
ある。

第１，２図に示すごとく、相互に離隔して対向
するように一対の金属円板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）１ａ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には、給電部としての
同軸線路３に接続される給電用開口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。

また、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６が、周壁４との間に
給電電力迂回用隙間Ｄを残して設けられており、
これによりこの中間金属板６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６の取付は、金属円板１
に終端抵抗体７（これは円板の中心に配設され
る）を介して行なわれたり、途中で絶縁板等を介
して行なわれたりし、更にその取付場所は適宜の
個所が選ばれる。

また、導波空間部Ｓ１内には、約45°のテーパ
面をもつた金属製の円錐形状をした整合体５が、
その頂部を開口２ａに向けて配設されている。

さらに斯る整合体５の配設状態を詳細に示す
と、整合体５の底面部は、開口２ａと同軸的に設
けられ該整合体底面よりも大きい整合円板８を介
して、中間金属板６にこれと同心円で取り付けら
れて、整合体５の頂部が開口２ａの中心軸線上に
存在するようになつている。

なお、同軸線路３の外部導体３ａが開口２ａに
接続され、同軸線路３の内部導体３ｂが整合体５
の頂部に接続されている。

また、整合円板８は金属でつくられるが、整合
円板８の整合体５からはみ出した部分８ａの寸法
は線路波長λgの1/4に設定されている。そして、
この場合整合円板８のはみ出した部分（λg／４
部分）８ａのインピーダンスZmは、その前後部
分［即ち整合円板８のはみ出し部分（λg／４部
分）８ａから給電側の部分および導波空間部分］
のインピーダンスをZ₁，Z₂とすると、Zm²＝Z₁Z₂
を満足するように決定される。

このようにして、円錐形状の整合体５および整
合円板８により、同軸線路３と導波空間Ｓ（下部
導波空間部Ｓ１）との接続部での電力反射を防止
することができ、しかも同軸線路３と導波空間Ｓ
とで電界方向を第２図に矢印Ａ，Ｂで示すように
正確に90°だけ変換してモード変換をすることが
できるので、給電パワーを有効に下部導波空間部
Ｓ１内へ取り出すことができる。

第３図に開口２ａの部分（コネクタの部分）か
ら見た反射係数特性を示す。この図から反射が少
なくなつて給電を有効に行なえることがわかる。

さらに、給電電力迂回用隙間Ｄを含む導波空間
Ｓのコーナー部Ｃの断面形状が、正八角形の半断
面形状として形成されている。これによりこのコ
ーナー部Ｃでの給電電力の反射を十分に防止で
き、このコーナー部Ｃを通じての給電を効果的に
行なうことができる。

第４図は下部導波空間部Ｓ１での内部界特性
（実線）と上部導波空間部Ｓ２での内部界特性
（破線）とを示すが、この図から各導波空間部Ｓ
１，Ｓ２での内部界がほぼ等しくなつていること
がわかるが、これはコーナー部Ｃでの反射がない
ことを意味している。

なお、隙間Ｄを含むコーナー部Ｃの断面形状を
半円形状にしてもよく、このようにしてもコーナ
ー部Ｃでの給電電力の反射を十分に防止できる。

また、中間金属板６は、各導波空間部Ｓ１，Ｓ
２におけるインピーダンスZd，Zuが等しくなる
ような位置、例えば金属板１，２間を２等分する
ような位置に設けられており、これにより両導波
空間部Ｓ１，Ｓ２間のインピーダンス整合をとる
ことができ、更に効果的な給電が可能となる。

したがつて、上記のようにして下部導波空間部
Ｓ１へ効率よく給電された電力は、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６との隙間Ｄの部分、即ちコーナ
ー部Ｃを効率よく迂回して、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。

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５図に符号Ｍで示すような特
性となる。この特性Ｍは略鋸歯状になるがこれは
スロツトを通じて電力が放射されることに急激に
電力密度が下がるためであるが、周辺より給電さ
れているので、この特性Ｍの全体としてのレベル
は、終端からの距離Ｒと無関係にほぼなだらかに
同じになる。すなわち、本円形導波線路によれ
ば、導波空間Ｓ内へ効果的に給電電力を取り込ん
でから、更にコーナー部Ｃで効率よく給電電力を
通過させて、しかも放射に際しては、放射電力が
ほぼ均一となるため、アンテナ利得も大幅に向上
するのである。

第６図は本考案の第２実施例としての円形導波
線路を示す中央縦断面図であり、第６図中、第１
〜５図と同じ符号はほぼ同様の部分を示す。

この第２実施例は、前述の第１実施例に示すも
のから中間金属板６を取り除いたもので、導波空
間Ｓの中央部から周縁部へ向けて給電電力を伝播
されるタイプのものに、本考案を適用したもので
あるが、この場合も前述の第１実施例と同様の効
果ないし利点が得られる。

すなわち、この第２実施例のものも、導波空間
Ｓ内に、約45°のテーパ面をもつた金属製の円錐
形状をした整合体５′がその頂部を開口２ａに向
けて配設され、この整合体５′の底面部が、上記
の整合円板８と同様の整合円板８′を介して、金
属円板１にこれと同軸的に取り付けられて、整合
体５′の頂部が開口２ａの中心軸線上に存在する
ようになつている。これにより反射のない効果的
な給電が行なえるのである。

なお、第６図中の符号７′は周壁４に沿い配設
された終端抵抗体、８′ａは整合円板８′のはみ出
し部分（λg／４部分）を示す。

また、前述の各実施例において、給電部を導波
管にすることもできる。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案の円形導波線路に
よれば、金属壁で囲まれた導波空間と、同導波空
間に形成された給電用開口に接続される給電部と
をそなえ、上記導波空間内において、頂部を上記
開口へ向けて配設された円錐状の整合体が、上記
開口と同軸的に設けられ上記整合体の底面よりも
大きい整合円板を介して取り付けられて、同整合
円板の上記整合体からのはみ出し部分の寸法が線
路波長の1/4に設定されているので、簡素な構成
で、給電部と導波空間との間での整合を十分にと
ることができ、これにより給電電力を有効に取り
出すことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本考案の第１実施例としての円形
導波線路を示すもので、第１図はその中央縦断斜
視図、第２図はその中央縦断面図、第３図はその
反射係数特性を示すグラフ、第４図はその内部界
特性を示すグラフ、第５図はその上部空間の半径
方向に沿つた電力密度特性を示すグラフであり、
第６図は本考案の第２実施例としての円形導波線
路を示す中央縦断面図であり、第７図は従来の円
形導波線路を示す中央縦断斜視図、第８図は従来
の他の円形導波線路を示す中央縦断斜視図であ
る。 １……金属円板、１ａ……スロツト（スリツ
ト）、２……金属円板、２ａ……給電用開口、３
……同軸線路、３ａ……外部導体、３ｂ……内部
導体、４……周壁、５，５′……整合体、６……
中間金属板、７，７′……終端抵抗体、８，８′…
…整合円板、８ａ，８′ａ……整合円板のはみ出
し部分（λg／４部分）、Ｃ……コーナー部、Ｄ…
…隙間、Ｓ……導波空間、Ｓ１，Ｓ２……導波空
間部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属壁で囲まれた導波空間と、同導波空間に形
   成された給電用開口に接続される給電部とをそな
   え、上記導波空間内において、頂部を上記開口へ
   向けて配設された円錐状の整合体が、上記開口と
   同軸的に設けられ上記整合体の底面よりも大きい
   整合円板を介して取り付けられて、同整合円板の
   上記整合体からのはみ出し部分の寸法が線路波長
   の1/4に設定されたことを特徴とする、円形導波
   線路。