JPH05183329A - 表面波スロットアレーアンテナ - Google Patents

表面波スロットアレーアンテナ

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JPH05183329A
JPH05183329A JP35879191A JP35879191A JPH05183329A JP H05183329 A JPH05183329 A JP H05183329A JP 35879191 A JP35879191 A JP 35879191A JP 35879191 A JP35879191 A JP 35879191A JP H05183329 A JPH05183329 A JP H05183329A
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JP
Japan
Prior art keywords
slot
dielectric
surface wave
slot plate
array antenna
Prior art date
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Pending
Application number
JP35879191A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunitaka Arimura
國孝 有村
Hiroshi Kasuga
博志 春日
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
Original Assignee
Arimura Giken KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝送損失の少ない表面波を伝送し、スロット
から電力を同相で漏洩させて、効率の高いアンテナを得
る。 【構成】 表面波スロットアレーアンテナにおいて、金
属製のスロット板1の少なくとも一面に誘電体2(また
は疑似誘電体等)を密着して遅波回路を形成し、上記の
スロット板1と遅波回路とによる伝送線路に表面波を励
振させて、上記スロット板とほぼ直角な方向に電力の放
射を行わせることにより、円偏波ないしは直線偏波の送
信または受信を可能とした点に特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アレーアンテナに関
し、特に表面波線路アレーアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスロットアレーアンテナは、図1
0に示すように、スロット板1(スロットが形成された
金属板)と、このスロット板1と平行に置かれた金属板
7とからなり、内部に導波空間が形成されるとともに、
金属板7における給電用開口に給電部たる中心導体4a
と外部導体4bとが配設されて構成されている。
【0003】給電部から供給された電力はスロット板1
と金属板7とで構成された導波空間を同心円状に伝送
し、その過程でスロット板1から電力が漏れ出てアンテ
ナとして作動する。
【0004】前記スロット板には、前述のとおりスロッ
トが形成されている。そして円偏波発生用、あるいは直
線偏波発生用のスロットパターンとして、すでにいくつ
か提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のスロ
ットアレーアンテナでは電力が金属と金属との間を伝送
していくため金属による導体損失が大きいといった問題
点があった。
【0006】本発明はこのような問題点の解決をはかろ
うとするもので、スロット板の一方の表面に誘電体を密
着して形成された遅波回路とスロット板とで伝送線路を
形成し、これがスロット板の中心部に取り付けられた同
軸線路の中心導体によるモノポールアンテナにより励振
されると、電界Eが径方向に向かって表面波モードで伝
送されるという本発明者の知得した原理と、アレーアン
テナの原理とを組み合わせることで、金属板を一枚に
し、かつ伝送損失の少ない表面波伝送方式とすると共
に、伝送線路から励振されたスロット列によって電力放
射が行われるようにして、低損失で高利得の得られる表
面波スロットアレーアンテナの提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の請求項1に記載の表面波スロットアレーア
ンテナは、金属製のスロット板の少なくとも一面に誘電
体または疑似誘電体等を密着して遅波回路を形成し、上
記のスロット板と遅波回路とによる伝送線路に表面波を
励振させて、上記スロット板とほぼ直角な方向に電力の
放射を行わせることにより、円偏波ないしは直線偏波の
送信または受信を可能としたことを特徴としている。ま
た請求項2に記載の表面波スロットアレーアンテナは、
金属製のスロット板の両面に誘電体または疑似誘電体等
を密着して上記スロット板の両面に遅波回路を形成し、
上記のスロット板と同スロット板の両面に形成された遅
波回路とによる伝送線路に表面波を励振させて、上記ス
ロット板とほぼ直角な方向に電力放射を行わせるととも
に、同電力放射方向と反対側に金属反射板を設置して単
指向性の円偏波ないし直線偏波の送信または受信を可能
としたことを特徴としている。さらに請求項3に記載の
表面波スロットアレーアンテナは、金属製のスロット板
の一面に誘電体または疑似誘電体を密着して形成された
遅波回路と上記スロット板とで同スロット板の一面に伝
送線路を形成する一方、上記スロット板の他面に誘電体
または疑似誘電体を密着しさらにその外面に金属反射板
を装着して導波線路を形成するとともに、上記両方の誘
電体または疑似誘電体の外周縁に180°ベント部を装着
し、上記伝送線路と上記導波線路とに表面波を励振させ
て、2つのモードを同時に励振できるようにしたことを
特徴としている。
【0008】
【作用】請求項1に記載の表面波スロットアレーアンテ
ナでは、スロット板の一方の表面に誘電体が密着して形
成され、上記スロット板の中心部に取り付けられた同軸
線路の中心導体によるモノポールアンテナにより励振さ
れると、電界が径方向に向かって表面波モードで伝送さ
れるが、その過程でスロット板から電力が漏れ出てアン
テナとして作用する。
【0009】請求項2に記載の表面波スロットアレーア
ンテナでは、上述の請求項1に記載の表面波スロットア
レーアンテナと同様に、スロット板から電力が漏れ出て
アンテナとして作用するが、電力が一方にしか放射しな
いように、放射面とは反対の方向に金属反射板が設けら
れているので、単一指向性アンテナとして作用する。
【0010】請求項3に記載の表面波スロットアレーア
ンテナでは、請求項1に記載の表面波スロットアレーア
ンテナと同様にスロット板から電力が漏れ出てアンテナ
として作用するが、さらに放射面とは反対側に設けられ
た金属反射板とスロット板との間に接続された同軸形の
給電部を介してTEMモードで電力を伝送させることに
より、その過程でスロット板から電力が漏れ出てアンテ
ナとして作用する。
【0011】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明する
と図1〜2は第1実施例としての表面波線路アレーアン
テナを示すもので、図1はその平面図、図2は図1のA
−A矢視断面図、図3は第2実施例としての表面波スロ
ットアレーアンテナの断面図、図4は第3実施例として
の表面波スロットアレーアンテナの断面図、図5は第4
実施例としての表面波スロットアレーアンテナの断面
図、図6は第5実施例としての表面波スロットアレーア
ンテナの断面図、図7は第6実施例としての表面波スロ
ットアレーアンテナの斜視図、図8は第7実施例として
の表面波スロットアレーアンテナの斜視図、図9は第8
実施例としての表面波スロットアレーアンテナの斜視図
である。
【0012】まず図1、図2に示した第1実施例につい
て説明する。この実施例は請求項1に記載の表面波スロ
ットアレーアンテナに対応するもので、金属製のスロッ
ト板1の一方の表面に誘電体2が密着されて表面波線路
が形成されている。
【0013】スロット板1には約1/4λg(λg=誘電
体2の遅波とスロット列による遅波との結果による全体
の伝送路の波長)だけ径方向に離れてほぼ直交状に配設
されて1対でハ字スロットを形成するスロット対3が、
螺旋R1に沿って多数設けられている。[ただし螺旋R
1は、放射面の中心をX−Y座標の原点とし同放射面上
の任意の径方向軸とX軸とのなす角をθ(ラジアン表
記、θは0≦θ≦2πにとどまらない)、δを任意数と
したとき、[数1]で表わされる。]
【0014】
【数1】R1=δ±λg(θ/2π)
【0015】そして、スロット板1の中心部に接続され
た同軸線路4の中心導体4aによるモノポールアンテナ
により励振されると、電界Eが径方向にむかって表面波
モードで伝送される。このように、スロット板1の中心
部に取り付けられた同軸線路4の中心導体4aにより表
面波線路に電力が伝送され、スロット3が励振される
と、放射面全体(各スロット3)から円偏波が発生す
る。
【0016】この実施例の表面波スロットアレーアンテ
ナの場合、金属板を一枚にし、かつ伝送損失の少ない表
面波伝送方式とするとともに、伝送線路から励振された
スロット列によって放射が行なわれるので低損失で高利
得のアンテナが得られる。
【0017】次に第2実施例について図3により説明す
る。この実施例は第1実施例の改良に相当し、第1実施
例のものと異なる点は、金属製のスロット板1の下面に
も誘電体が密着されている点である。すなわち、スロッ
ト板1の両面に誘電体2a,2bが密着して取り付けられ
て、下側にも表面波線路が形成され、上下両方の表面波
線路で電力の伝送が行なわれるように構成されている。
この構成により、下の表面線路と上の表面線路との表面
波線路の伝送特性が異なるため、周波数特性の広いアン
テナを得ることができる。
【0018】次に、図4に示した第3実施例は、請求項
2に記載の表面波スロットアレーアンテナに対応するも
ので、この実施例では、上述の第2実施例のものにおい
て、下側の誘電体2bの下面に金属反射板6が配置され
ている。そしてこの構成により、この実施例のものでは
アンテナの指向性を単指向性とすることができる。
【0019】さらに、図5に示した第4実施例は、請求
項3に記載の表面波スロットアレーアンテナに対応する
もので、上述の第1実施例のものにおいて、スロット板
1の下にも誘電体2bを配置し、さらに誘電体2bの下に
反射用の金属板7と外周縁に180°ベント部8とを装着
し、中心部に同軸線路4が配置されている。この構成に
おいて、まず下層の導波線路に、中心部から同軸線路4
の中心導体4bにより電力が給電されると、下層の導波
線路をTEMモードで電力が伝送する際にスロット板1
から電力が放射される。さらに余った電力は上層に回り
込んで上層の伝送線路に伝送され、再びスロット板1か
ら電力が放射される。ここで上層の電力線路と下層のT
EM導波線路とは伝送特性(遅波率、特性インピーダン
ス等)が異なるため、アンテナ全体の周波数特性を広帯
域にすることができる。また、図6に示した第5実施例
も、請求項3に記載の表面波スロットアレーアンテナに
対応するもので、第4実施例のものにおいて、下層の導
波線路の中心部と上層の伝送線路の中心部とに多重同軸
線路5を接続して給電し、下層および上層の両線路を伝
送する際に、スロット板1から電力を放射させるように
構成されている。図6中の符号5aは中心導体、5bは第
1外部導体、5cは第2外部導体、9は90°ベント部を
それぞれ示している。ここで上層の伝送線路と下層の導
波線路とは伝送特性が異なるため、例えば同一放射面で
2つの周波数特性をもったアンテナを形成することがで
きる。
【0020】上述の各実施例は、円形表面波伝送線路に
おいて本発明を実施した場合の例を示したが、方形導波
線路に本発明を実施してもよい。次にその場合の実施例
を説明する。
【0021】図7に示したものは、請求項1に記載の表
面波スロットアレーアンテナを、ホーン給電型方形表面
波伝送線路で実施した例である。すなわち方形のスロッ
ト板1とこれとほぼ同形の誘電体2とで形成された方形
表面波伝送線路の一端部に、ホーン型給電部10が接続さ
れ、このホーン型給電部10により供給された電力が、ス
ロット板1に形成されたスロット3から放射される。な
お、ホーン給電型方形表面波伝送線路で請求項2あるい
は請求項3にそれぞれ記載の表面波スロットアレーアン
テナを実施した実施例も容易に想到できることは言うま
でもない。
【0022】図8に示したものは、請求項1に記載の表
面波スロットアレーアンテナを、導波管スロット給電型
方形表面波伝送線路で実施した例である。すなわち方形
のスロット板1とこれとほぼ同形の誘電体2とで形成さ
れた方形表面波伝送線路の一端縁部に、矩形導波管開口
11を有する矩形導波管12が接続されて導波線路給電用ス
ロット13を介して電力が供給されるように構成されてい
る。なお、導波管給電型方形表面波伝送線路で請求項2
あるいは請求項3に記載の表面波スロットアレーアンテ
ナを実施した実施例も容易に想到できることは言うまで
もない。
【0023】図9に示したものは、請求項1に記載の表
面波スロットアレーアンテナをマイクロストリップ給電
型方形導波線路で実施した例である。すなわち方形のス
ロット板1と同形の誘電体2とで形成された方形導波線
路にマイクロストリップ型給電部14が接続されて表面波
スロットアレーアンテナが形成されている。なお、マイ
クロストリップ給電型方形表面波伝送線路で請求項2あ
るいは請求項3に記載の表面波スロットアレーアンテナ
を実施した実施例も容易に想到できることは言うまでも
ない。なお、上述の各実施例において、誘電体に代えて
疑似誘電体を用いてもほぼ同ようの作用効果が得られる
ことは言うまでもない。
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではスロッ
ト板に表面波伝送用の誘電体を配置することによって、
伝送損失が少なく広帯域の表面波スロットアレーアンテ
ナを得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による円形表面波スロットアレーアンテ
ナの第1実施例の平面図である。
【図2】図1のA−A矢視断面図である。
【図3】本発明による円形表面波スロットアレーアンテ
ナの第2実施例の縦断面図である。
【図4】本発明による円形表面波スロットアレーアンテ
ナの第3実施例の縦断面図である。
【図5】本発明による円形表面波スロットアレーアンテ
ナの第4実施例の縦断面図である。
【図6】本発明による円形表面波スロットアレーアンテ
ナの第5実施例の縦断面図である。
【図7】本発明による方形表面波スロットアレーアンテ
ナの第6実施例の縦断面図である。
【図8】本発明による方形表面波スロットアレーアンテ
ナの第7実施例の縦断面図である。
【図9】本発明による方形表面波スロットアレーアンテ
ナの第8実施例の縦断面図である。
【図10】従来技術による円形導波線路を用いたラジアル
ラインスロットアンテナの断面図である。
【符号の説明】
1 スロット板 2,2a,2b 誘電体 3 スロット 4 同軸線路 4a 中心導体 4b 外部導体 5 多重同軸線路 5a 中心導体 5b 第1外部導体 5c 第2外部導体 6 金属反射板 7 金属板 8 180゜ベント部 9 90゜ベント部 SL スロット列座 10 ホーン型給電部 11 矩形導波管開口 12 矩形導波管 13 導波線路給電用スリット 14 マイクロストリップ型給電部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属製のスロット板の少なくとも一面に誘
    電体または疑似誘電体等を密着して遅波回路を形成し、
    上記のスロット板と遅波回路とによる伝送線路に表面波
    を励振させて、上記スロット板とほぼ直角な方向に電力
    の放射を行わせることにより、円偏波ないしは直線偏波
    の送信または受信を可能としたことを特徴とする、表面
    波スロットアレーアンテナ。
  2. 【請求項2】金属製のスロット板の両面に誘電体または
    疑似誘電体等を密着して上記スロット板の両面に遅波回
    路を形成し、上記のスロット板と同スロット板の両面に
    形成された遅波回路とによる伝送線路に表面波を励振さ
    せて、上記スロット板とほぼ直角な方向に電力放射を行
    わせるとともに、同電力放射方向と反対側に金属反射板
    を設置して単指向性の円偏波ないし直線偏波の送信また
    は受信を可能としたことを特徴とする、表面波スロット
    アレーアンテナ。
  3. 【請求項3】金属製のスロット板の一面に誘電体または
    疑似誘電体を密着して形成された遅波回路と上記スロッ
    ト板とで同スロット板の一面に伝送線路を形成する一
    方、上記スロット板の他面に誘電体または疑似誘電体を
    密着しさらにその外面に金属反射板を装着して導波線路
    を形成するとともに、上記両方の誘電体または疑似誘電
    体の外周縁に180°ベント部を装着し、上記伝送線路と
    上記導波線路とに表面波を励振させて、2つのモードを
    同時に励振できるようにしたことを特徴とする、表面波
    スロットアレーアンテナ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8294538B2 (en) 2007-03-05 2012-10-23 National University Corporation Kyoto Institute Of Technology Transmission line microwave apparatus including at least one non-reciprocal transmission line part between two parts
US8803749B2 (en) 2011-03-25 2014-08-12 Kwok Wa Leung Elliptically or circularly polarized dielectric block antenna

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