JPH05283931A - 直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ - Google Patents
直線偏波ラジアルラインスロットアンテナInfo
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- JPH05283931A JPH05283931A JP10234592A JP10234592A JPH05283931A JP H05283931 A JPH05283931 A JP H05283931A JP 10234592 A JP10234592 A JP 10234592A JP 10234592 A JP10234592 A JP 10234592A JP H05283931 A JPH05283931 A JP H05283931A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 開口面分布均一の放射電力を有する電波を送
受信し得ると共に、反射損失をなくしアンテナの開口効
率を向上する直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ
を提供する。 【構成】 直線偏波ラジアルラインスロットアンテナの
スロット導体板9上に形成されるスロット8を、円弧上
又は半円弧上にx軸及び/又はy軸に平行に形成すると
共に、x軸又はy軸に平行に配列したスロット8はy軸
からx軸に又はx軸からy軸に向かうにつれて隣接する
スロット間の周方向の間隔を順次狭く形成し放射電力の
均一化を図る。
受信し得ると共に、反射損失をなくしアンテナの開口効
率を向上する直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ
を提供する。 【構成】 直線偏波ラジアルラインスロットアンテナの
スロット導体板9上に形成されるスロット8を、円弧上
又は半円弧上にx軸及び/又はy軸に平行に形成すると
共に、x軸又はy軸に平行に配列したスロット8はy軸
からx軸に又はx軸からy軸に向かうにつれて隣接する
スロット間の周方向の間隔を順次狭く形成し放射電力の
均一化を図る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平面アンテナに係り、
特に垂直偏波と水平偏波の一方又は双方の電波を送受信
し得ると共に、アンテナ全面の開口面分布の均一化が可
能で衛星通信等に適用される直線偏波ラジアルラインス
ロットアンテナに関する。
特に垂直偏波と水平偏波の一方又は双方の電波を送受信
し得ると共に、アンテナ全面の開口面分布の均一化が可
能で衛星通信等に適用される直線偏波ラジアルラインス
ロットアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】波長λの電波をラジアル導波路等を介し
スロットの形成されたスロット導体板から送受信する直
線偏波ラジアルラインスロットアンテナが従来採用され
ている。給電部から供給された波長λの電波は1/√ε
(εは遅波材の誘電率)だけ短縮された管内波長λgで
伝送され、前記スロットを励振して自由空間に放射され
る。直線偏波ラジアルラインスロットアンテナとしては
各種のものがあるが、直線偏波に対応するようにλgの
間隔で複数配設された同心円上にスロットを配置するも
のが知られている。図16はVR1,VR2,VR3等で
示される間隔λgの同心円上にx軸に平行にスロットS
niを配置したもので、隣接するスロットSniは周方向に
沿って等間隔に配列される。また、図17はHR1,H
R2,HR3等で示される間隔λgの同心円上にy軸に平
行にスロットSniを配置したもので、隣接するスロット
Sniは周方向に沿って等間隔に配列される。また、図1
8は図16および図17に示したスロットSniおよびS
niを同一のスロット導体板上に配列したものである。
スロットの形成されたスロット導体板から送受信する直
線偏波ラジアルラインスロットアンテナが従来採用され
ている。給電部から供給された波長λの電波は1/√ε
(εは遅波材の誘電率)だけ短縮された管内波長λgで
伝送され、前記スロットを励振して自由空間に放射され
る。直線偏波ラジアルラインスロットアンテナとしては
各種のものがあるが、直線偏波に対応するようにλgの
間隔で複数配設された同心円上にスロットを配置するも
のが知られている。図16はVR1,VR2,VR3等で
示される間隔λgの同心円上にx軸に平行にスロットS
niを配置したもので、隣接するスロットSniは周方向に
沿って等間隔に配列される。また、図17はHR1,H
R2,HR3等で示される間隔λgの同心円上にy軸に平
行にスロットSniを配置したもので、隣接するスロット
Sniは周方向に沿って等間隔に配列される。また、図1
8は図16および図17に示したスロットSniおよびS
niを同一のスロット導体板上に配列したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図16に示すように、
例えば、VR2上のスロットS21,S22,S23等が一定
の振幅PAで半径方向に励振されると各スロットS21等
からはスロットS21等と直角方向に振幅PS21,P
S22,PS23等の垂直偏波が放射される。スロット導体
板の中心とスロットの中心とを結ぶ半径線とx軸に平行
な線との交角をφniとするとPS21=PAsinφ21,PS
22=PAsinφ22,PS23=PAsinφ23となる。一方、
放射電力はPSniの値にほぼ比例するためスロットS21
等から放射される放電電力は振幅PAが一定の場合には
sinφniに比例する。そのため、φni=90°の場合に
放射電力が最大になり、φni=0°のとき最小となる。
すなわち、スロットSniがy軸上にある場合が最大でス
ロットSniがx軸上にある場合に最小となる。一方、図
17に示した水平偏波を発するスロットSniの場合には
x軸上にあるスロットの放射電力が最大でy軸上のスロ
ットの放射電力が最小となる。また、図18に示したも
のは、図16,図17を合成したもので、スロットSni
の位置により放射電力の異なった垂直および水平偏波が
放射される。以上のことから、スロット導体板の全面か
ら放射される放射電力の分布が不均一となり、アンテナ
性能を向上し得ない問題点があった。
例えば、VR2上のスロットS21,S22,S23等が一定
の振幅PAで半径方向に励振されると各スロットS21等
からはスロットS21等と直角方向に振幅PS21,P
S22,PS23等の垂直偏波が放射される。スロット導体
板の中心とスロットの中心とを結ぶ半径線とx軸に平行
な線との交角をφniとするとPS21=PAsinφ21,PS
22=PAsinφ22,PS23=PAsinφ23となる。一方、
放射電力はPSniの値にほぼ比例するためスロットS21
等から放射される放電電力は振幅PAが一定の場合には
sinφniに比例する。そのため、φni=90°の場合に
放射電力が最大になり、φni=0°のとき最小となる。
すなわち、スロットSniがy軸上にある場合が最大でス
ロットSniがx軸上にある場合に最小となる。一方、図
17に示した水平偏波を発するスロットSniの場合には
x軸上にあるスロットの放射電力が最大でy軸上のスロ
ットの放射電力が最小となる。また、図18に示したも
のは、図16,図17を合成したもので、スロットSni
の位置により放射電力の異なった垂直および水平偏波が
放射される。以上のことから、スロット導体板の全面か
ら放射される放射電力の分布が不均一となり、アンテナ
性能を向上し得ない問題点があった。
【0004】本発明は、以上の問題点を解決するもの
で、スロット導体板から放射される放射電力が均一にな
り、アンテナ性能を向上し得ると共に、好ましくはスロ
ットからの反射波による定在波が少なく反射損失を少な
くしてアンテナの開口効率を向上することが出来、衛星
通信用の送受信アンテナとして適用し得る直線偏波ラジ
アルラインスロットアンテナを提供することを目的とす
る。
で、スロット導体板から放射される放射電力が均一にな
り、アンテナ性能を向上し得ると共に、好ましくはスロ
ットからの反射波による定在波が少なく反射損失を少な
くしてアンテナの開口効率を向上することが出来、衛星
通信用の送受信アンテナとして適用し得る直線偏波ラジ
アルラインスロットアンテナを提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、偏波共用の電波又は垂直又は水平偏波
の電波を送受信する給電部と、多数個のスロットが形成
されたスロット導体板と、該スロット導体板と前記給電
部間に介設され管内波長λgの電波を導くラジアル導波
路を備えるラジアルラインスロットアンテナであって、
前記スロットは、円弧上又は半円弧上にx軸及び/又は
y軸に平行に配列されると共に、x軸又はy軸に平行に
配列されるスロットは、y軸からx軸に又はx軸からy
軸に向かうにつれて隣接するスロット間の周方向の間隔
が順次狭くなる様に形成し、放射電力を均一化した直線
偏波ラジアルラインスロットアンテナを構成するもので
ある。具体的には、半径方向間隔λgの同心円上にx軸
及び/又はy軸に平行に多数個スロットを配列する構造
や、VRn=ρ+nλgおよびHRn=ρ+(n+1/
2)λgの同心円上にx軸およびy軸に平行に多数個の
スロットを配列する構造や、VRn1=ρ+nλgおよ
びVRn2+ρ+(n+1/2)λgの半円弧やHRn1
=ρ+nλgおよびHRn2=ρ+(n+1/2)λg
の半円弧上にx軸あるいはy軸に平行に多数個のスロッ
トを配列した構造が挙げられ、それぞれのスロットは放
射電力が均一になるように、y軸からx軸に向かうにつ
れて又はx軸からy軸に向かうにつれて隣接するスロッ
トの周方向の間隔を順次狭く形成するようにした直線偏
波ラジアルラインスロットアンテナを構成するものであ
る。
達成するために、偏波共用の電波又は垂直又は水平偏波
の電波を送受信する給電部と、多数個のスロットが形成
されたスロット導体板と、該スロット導体板と前記給電
部間に介設され管内波長λgの電波を導くラジアル導波
路を備えるラジアルラインスロットアンテナであって、
前記スロットは、円弧上又は半円弧上にx軸及び/又は
y軸に平行に配列されると共に、x軸又はy軸に平行に
配列されるスロットは、y軸からx軸に又はx軸からy
軸に向かうにつれて隣接するスロット間の周方向の間隔
が順次狭くなる様に形成し、放射電力を均一化した直線
偏波ラジアルラインスロットアンテナを構成するもので
ある。具体的には、半径方向間隔λgの同心円上にx軸
及び/又はy軸に平行に多数個スロットを配列する構造
や、VRn=ρ+nλgおよびHRn=ρ+(n+1/
2)λgの同心円上にx軸およびy軸に平行に多数個の
スロットを配列する構造や、VRn1=ρ+nλgおよ
びVRn2+ρ+(n+1/2)λgの半円弧やHRn1
=ρ+nλgおよびHRn2=ρ+(n+1/2)λg
の半円弧上にx軸あるいはy軸に平行に多数個のスロッ
トを配列した構造が挙げられ、それぞれのスロットは放
射電力が均一になるように、y軸からx軸に向かうにつ
れて又はx軸からy軸に向かうにつれて隣接するスロッ
トの周方向の間隔を順次狭く形成するようにした直線偏
波ラジアルラインスロットアンテナを構成するものであ
る。
【0006】
【作用】例えば、同心円上にx軸に平行に多数個のスロ
ットを配列すると共に、円周に沿って扇形に多数等分し
た場合、各セクタ内に含まれるスロットからの放射電力
を均一化すべくy軸からx軸に向かって隣接するスロッ
トの周方向の間隔を狭くする。すなわち、スロットから
放射される電波の放射電力は、スロット導体板の中心と
各スロットの中心を結ぶ半径線とスロットの長手方向の
直線との交角の関数になるため、隣接するスロットの周
方向の間隔を変化させることにより放射電力を均一にす
ることが可能になる。本発明は垂直偏波及び/又は水平
偏波の放射電力を均一にするために各種形状のスロット
配列を採用する他、好ましくはスロットからの反射損失
を低減させてアンテナの開口効率を向上するようなスロ
ット配列を採用している。
ットを配列すると共に、円周に沿って扇形に多数等分し
た場合、各セクタ内に含まれるスロットからの放射電力
を均一化すべくy軸からx軸に向かって隣接するスロッ
トの周方向の間隔を狭くする。すなわち、スロットから
放射される電波の放射電力は、スロット導体板の中心と
各スロットの中心を結ぶ半径線とスロットの長手方向の
直線との交角の関数になるため、隣接するスロットの周
方向の間隔を変化させることにより放射電力を均一にす
ることが可能になる。本発明は垂直偏波及び/又は水平
偏波の放射電力を均一にするために各種形状のスロット
配列を採用する他、好ましくはスロットからの反射損失
を低減させてアンテナの開口効率を向上するようなスロ
ット配列を採用している。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。まず、図3により本発明の適用される直線偏波ラジ
アルラインスロットアンテナ1の概要構造を説明する。
給電部2には導波管3および偏波切換器4が設けられて
いる。給電部2からの偏波共用のTE11波は偏波切換器
4により垂直偏波と水平偏波に予めわけることが出来
る。また、給電部2に配設される図略の制御部により送
信電波の形状を変化させることが出来る。ラジアル導波
路5はチョーク溝7等を形成するフレーム6とスロット
8を形成するスロット導体板9間に介設される。スロッ
ト導体板9の上方には高発泡誘導体のスペーサ10がフ
レーム6に支持されて充填される。また、スペーサ10
はフレーム6にその周縁を嵌着したレドーム11により
被包されて保護される。また、フレーム6の外縁にはそ
の周辺保護用のゴムリング12が挿着される。以上の構
造により給電部2からの波長λの垂直偏波と水平偏波を
ラジアル導波路5側に選択的に伝達することが出来る。
これ等はラジアル導波路5で管内波長λgの電波となり
スロット8を励振しスロット8から放射される。また、
電波はスロット8を励振する際にその一部が反射し反射
波となって給電部2側に戻る。
る。まず、図3により本発明の適用される直線偏波ラジ
アルラインスロットアンテナ1の概要構造を説明する。
給電部2には導波管3および偏波切換器4が設けられて
いる。給電部2からの偏波共用のTE11波は偏波切換器
4により垂直偏波と水平偏波に予めわけることが出来
る。また、給電部2に配設される図略の制御部により送
信電波の形状を変化させることが出来る。ラジアル導波
路5はチョーク溝7等を形成するフレーム6とスロット
8を形成するスロット導体板9間に介設される。スロッ
ト導体板9の上方には高発泡誘導体のスペーサ10がフ
レーム6に支持されて充填される。また、スペーサ10
はフレーム6にその周縁を嵌着したレドーム11により
被包されて保護される。また、フレーム6の外縁にはそ
の周辺保護用のゴムリング12が挿着される。以上の構
造により給電部2からの波長λの垂直偏波と水平偏波を
ラジアル導波路5側に選択的に伝達することが出来る。
これ等はラジアル導波路5で管内波長λgの電波となり
スロット8を励振しスロット8から放射される。また、
電波はスロット8を励振する際にその一部が反射し反射
波となって給電部2側に戻る。
【0008】
【実施例1】図1および図2は本発明の請求項3に記載
されるスロット配列を示すものである。図1は垂直偏波
の場合を示し、給電部2からは偏波共用のうちの選択さ
れた垂直偏波が送られる。また、図2は水平偏波の場合
を示し、給電部2からは偏波共用のうちの選択された水
平偏波が送られる。図1においてスロット導体板9の多
数個(本実施例では5個)の同心円上にはx軸に平行に
多数のスロット8が配列される。なお、スロット8はy
軸からx軸に向かうにつれて隣接するスロット8の周方
向の間隔が順次狭くなるように形成される。一方、図2
においてスロット導体板9の多数個(図示では5個)の
同心円上にはy軸に平行に多数のスロット8が配列され
る。スロット8はx軸からy軸に向かうにつれて周方向
の間隔が順次狭くなるように形成される。
されるスロット配列を示すものである。図1は垂直偏波
の場合を示し、給電部2からは偏波共用のうちの選択さ
れた垂直偏波が送られる。また、図2は水平偏波の場合
を示し、給電部2からは偏波共用のうちの選択された水
平偏波が送られる。図1においてスロット導体板9の多
数個(本実施例では5個)の同心円上にはx軸に平行に
多数のスロット8が配列される。なお、スロット8はy
軸からx軸に向かうにつれて隣接するスロット8の周方
向の間隔が順次狭くなるように形成される。一方、図2
においてスロット導体板9の多数個(図示では5個)の
同心円上にはy軸に平行に多数のスロット8が配列され
る。スロット8はx軸からy軸に向かうにつれて周方向
の間隔が順次狭くなるように形成される。
【0009】次に、図4乃至図7により本実施例の原理
を説明する。図4および図5に示すようにスロット導体
板9の同心円上の各スロット8には曲線A−A′に示す
ような角度φの変化に伴って変化する矢印方向の振幅P
A(φ)の電波が供給される。すなわち、振幅PA
(φ)は図4の図の上方向きに作用し、φ=0°(36
0°)からφ=90°(270°)を通ってφ=180
°(180°)の範囲で図5の曲線A−A′のように変
化する。φ=90°(270°)のとき振幅PA(φ)
は最大の値になる。図4においてスロット8(図示でS
5で表示する)には振幅PA(φ)が作用し、放射振幅
はPS(φ)=PA(φ)sinφとなる。角度φはスロ
ット導体板9の中心0とスロットS5の中心を結ぶ半径
線とスロットS5の長手方向(x軸方向)の直線との交
角である。振幅PA(φ)が曲線A−A′のように作用
するため、スロット導体板9上のすべてのスロット8の
PS(φ)は図4のように図の上方側に向いて作用す
る。一方、スロット8は図4に示すようにy軸からx軸
に向かうにつれてその周方向の間隔が順次狭くなる様に
形成される。そのため、x軸に近づくにつれてスロット
8の数が密になる。図5の曲線D−D′はφ=0°(3
60°)から180°(180°)間のスロット8の密
度分布を示すものである。前記したように、スロット8
からの放射電力はPS(φ)にほぼ比例するためスロッ
ト導体板9の放射電波の開口面分布を図5の直線C−
C′のように一定にするには図5の振幅PA(φ)の分
布(曲線A−A′)とスロット8の密度D(φ)の分布
(曲線D−D′)の相乗値を一定にすべくスロット8の
密度D(φ)を設定すればよい。すなわち、前記したよ
うにy軸からx軸に向かうにつれて隣接するスロット
8,8間の周方向の間隔を順次適宜狭く設定することに
より開口面分布を図5の直線C−C′のように均一にす
ることが出来る。
を説明する。図4および図5に示すようにスロット導体
板9の同心円上の各スロット8には曲線A−A′に示す
ような角度φの変化に伴って変化する矢印方向の振幅P
A(φ)の電波が供給される。すなわち、振幅PA
(φ)は図4の図の上方向きに作用し、φ=0°(36
0°)からφ=90°(270°)を通ってφ=180
°(180°)の範囲で図5の曲線A−A′のように変
化する。φ=90°(270°)のとき振幅PA(φ)
は最大の値になる。図4においてスロット8(図示でS
5で表示する)には振幅PA(φ)が作用し、放射振幅
はPS(φ)=PA(φ)sinφとなる。角度φはスロ
ット導体板9の中心0とスロットS5の中心を結ぶ半径
線とスロットS5の長手方向(x軸方向)の直線との交
角である。振幅PA(φ)が曲線A−A′のように作用
するため、スロット導体板9上のすべてのスロット8の
PS(φ)は図4のように図の上方側に向いて作用す
る。一方、スロット8は図4に示すようにy軸からx軸
に向かうにつれてその周方向の間隔が順次狭くなる様に
形成される。そのため、x軸に近づくにつれてスロット
8の数が密になる。図5の曲線D−D′はφ=0°(3
60°)から180°(180°)間のスロット8の密
度分布を示すものである。前記したように、スロット8
からの放射電力はPS(φ)にほぼ比例するためスロッ
ト導体板9の放射電波の開口面分布を図5の直線C−
C′のように一定にするには図5の振幅PA(φ)の分
布(曲線A−A′)とスロット8の密度D(φ)の分布
(曲線D−D′)の相乗値を一定にすべくスロット8の
密度D(φ)を設定すればよい。すなわち、前記したよ
うにy軸からx軸に向かうにつれて隣接するスロット
8,8間の周方向の間隔を順次適宜狭く設定することに
より開口面分布を図5の直線C−C′のように均一にす
ることが出来る。
【0010】図6および図7は以上の説明を更に具体的
に説明するためのものである。なお、図6,図7は図2
に示した水平偏波の場合を示しているが、垂直偏波の場
合も勿論同じである。図6において、スロット導体板9
上のスロット8はy軸に平行に配列される。スロット導
体板9の中心0とスロット8の中心を結ぶ半径線とスロ
ット8の長手方向(y軸方向)の交角をφとするとPS
(φ)=PA(φ)sinφとなりPS(φ)は角度φの
関数となる。次に、図6に示すように、スロット導体板
9を8つのセクタ(セクタ1乃至セクタ8)に区分す
る。セクタ1にはNO1からNO6までの6個のスロッ
ト8(図略)が配列され、セクタ2にはNO7からNO
9の3個のスロット8(図略)が配列される。勿論、N
O9からNO1に向かってスロットの周方向の間隔は順
次狭く形成される。一例として、NO1からNO9まで
のスロット8の間隔を適宜設定することによりNO1か
らNO6までのスロット8からの放射電力P1乃至P6が
相対値2,3,4,5,6,7になったとする。また、
NO7からNO9までのスロット8からの放射電力P7
乃至P9を相対値8,9,10とする。その結果、セク
タ1のスロット8(NO1乃至NO6)から放射される
電波の放射電力は2+3+4+5+6+7=27とな
り、セクタ2のスロット8(NO7乃至NO9)から放
射される電波の放射電力は8+9+10=27となり、
セクタ1とセクタ2から同量の放射電力の電波が放射さ
れる。同様のことをセクタ3乃至セクタ8について行う
ことにより、セクタ1乃至セクタ8の各セクタから同一
の放射電力の電波が放射されスロット導体板9の開口面
分布の均一化が図れる。図1および図2は以上の原理に
基づいて形成された垂直偏波用のスロット8および水平
偏波用のスロット8の実際の配列を示すものである。
に説明するためのものである。なお、図6,図7は図2
に示した水平偏波の場合を示しているが、垂直偏波の場
合も勿論同じである。図6において、スロット導体板9
上のスロット8はy軸に平行に配列される。スロット導
体板9の中心0とスロット8の中心を結ぶ半径線とスロ
ット8の長手方向(y軸方向)の交角をφとするとPS
(φ)=PA(φ)sinφとなりPS(φ)は角度φの
関数となる。次に、図6に示すように、スロット導体板
9を8つのセクタ(セクタ1乃至セクタ8)に区分す
る。セクタ1にはNO1からNO6までの6個のスロッ
ト8(図略)が配列され、セクタ2にはNO7からNO
9の3個のスロット8(図略)が配列される。勿論、N
O9からNO1に向かってスロットの周方向の間隔は順
次狭く形成される。一例として、NO1からNO9まで
のスロット8の間隔を適宜設定することによりNO1か
らNO6までのスロット8からの放射電力P1乃至P6が
相対値2,3,4,5,6,7になったとする。また、
NO7からNO9までのスロット8からの放射電力P7
乃至P9を相対値8,9,10とする。その結果、セク
タ1のスロット8(NO1乃至NO6)から放射される
電波の放射電力は2+3+4+5+6+7=27とな
り、セクタ2のスロット8(NO7乃至NO9)から放
射される電波の放射電力は8+9+10=27となり、
セクタ1とセクタ2から同量の放射電力の電波が放射さ
れる。同様のことをセクタ3乃至セクタ8について行う
ことにより、セクタ1乃至セクタ8の各セクタから同一
の放射電力の電波が放射されスロット導体板9の開口面
分布の均一化が図れる。図1および図2は以上の原理に
基づいて形成された垂直偏波用のスロット8および水平
偏波用のスロット8の実際の配列を示すものである。
【0011】
【実施例2】図8および図9は請求項4に記載されるス
ロット配列を示すものである。図9においてスロット導
体板9のVR1=ρ+λgの同心円上にはx軸に平行に
多数個のスロット8が配列される。隣接するスロット
8,8間の周方向の間隔をSφとし、半径線とスロット
8との長手方向の交角をφとする。間隔Sφは前記実施
例と同様にy軸からx軸に向かうにつれて順次狭くなり
前記実施例と同様に開口面分布の均一化を行う。一方、
VR1=ρ+λgの同心円とλg/2だけ離れたHR1=
ρ+(1+1/2)λgの同心円上にはy軸に平行なス
ロット8が多数個配列される。HR1のスロット8もV
R1のスロット8と同じように開口面分布を均一にする
様にx軸からy軸に向かうにつれて間隔Sφを順次短く
形成される。以上の構造によりx軸方向に平行のスロッ
ト8からは垂直偏波が開口面分布一定の状態で放射さ
れ、λg/2だけずれてy軸方向に平行のスロット8か
ら水平偏波が開口面分布一定の状態で放射される。従っ
て、偏波共用の電波でスロット8,8を励振することに
より、垂直および水平偏波が選択的に放射される。図8
は本実施例における実際のスロット配列を示すものであ
る。図8ではスロット8はVRnの内のVR1からVR5
の円弧上に配列されると共にHRnの内のHR1からH
R5の円弧上に配列されている。勿論これに限らない。
また、実験結果によれば間隔Sφの値は0.35λ乃至
0.7λが適当であり0.35λが下限である。
ロット配列を示すものである。図9においてスロット導
体板9のVR1=ρ+λgの同心円上にはx軸に平行に
多数個のスロット8が配列される。隣接するスロット
8,8間の周方向の間隔をSφとし、半径線とスロット
8との長手方向の交角をφとする。間隔Sφは前記実施
例と同様にy軸からx軸に向かうにつれて順次狭くなり
前記実施例と同様に開口面分布の均一化を行う。一方、
VR1=ρ+λgの同心円とλg/2だけ離れたHR1=
ρ+(1+1/2)λgの同心円上にはy軸に平行なス
ロット8が多数個配列される。HR1のスロット8もV
R1のスロット8と同じように開口面分布を均一にする
様にx軸からy軸に向かうにつれて間隔Sφを順次短く
形成される。以上の構造によりx軸方向に平行のスロッ
ト8からは垂直偏波が開口面分布一定の状態で放射さ
れ、λg/2だけずれてy軸方向に平行のスロット8か
ら水平偏波が開口面分布一定の状態で放射される。従っ
て、偏波共用の電波でスロット8,8を励振することに
より、垂直および水平偏波が選択的に放射される。図8
は本実施例における実際のスロット配列を示すものであ
る。図8ではスロット8はVRnの内のVR1からVR5
の円弧上に配列されると共にHRnの内のHR1からH
R5の円弧上に配列されている。勿論これに限らない。
また、実験結果によれば間隔Sφの値は0.35λ乃至
0.7λが適当であり0.35λが下限である。
【0012】
【実施例3】図10は請求項5のスロット配列を示すも
のであり、図11は請求項6のスロット配列を示すもの
であり、図12は請求項7のスロット配列を示すもので
ある。各スロット配列が相異するが同一の原理に基づい
て配列されるものである。図13乃至図15によりま
ず、その原理説明をする。図13は図11に対応するも
ので、第1象限と第4象限のHR11=ρ+λgの半円弧
上にはy軸に平行にスロット8が多数個配列される。ま
た、第2象限と第3象限においてHR11からλg/2だ
け離れたHR12=ρ+(1+1/2)λgの半円弧上に
は同じくy軸に平行な多数個のスロット8が配列され
る。HR11およびHR12の半円弧上のスロット8,8は
いずれもx軸からy軸に向かうにつれてその周方向の間
隔Sφを順次狭く形成する。図13のP1乃至P7はスロ
ット8から放射される放射電力を示すもので、図6に示
したと同様に水平偏波の開口面分布が同一になるように
設定される。図14および図15において、スロット導
体板9の中心0からHR11の半径の半円弧上に形成され
るスロット8s1とHR11とλg/2だけ離れたHR12
の半円弧上に形成されるスロット8s2とにおける電波
の磁界成分Hと電界成分Eについては次のようになる。
すなわち、スロット8s1で反射して給電部2側に戻る
反射波とスロット8s2で反射して給電部2側に戻る放
射波はスロット8s1とスロット8s2がλg/2だけ離
れているため反射波の位相がλg/2だけずれる。その
ため、反射波が互いにキャンセルされ、給電部2側への
反射がなくなる。そのため、アンテナの開口効率が最大
になる。また、図15に示すように、スロット8s1を
励振する磁界方向を+H1とし左回転方向とすると、λ
g/2だけ離れたスロット8s2の磁界方向は−H2とな
り右回転方向になる。そのため、スロット8s1および
スロット8s2から自由空間に放射される電界ベクトル
E1,E2は同一方向(x軸の+方向)を向く。磁界ベク
トルH1とH2が同一の値の場合、電界ベクトルE1とE2
は同一の値になる。そのため、スロット8s1とスロッ
ト8s2から同位相,同振幅の直線偏波が放射される。
以上のことから、図13に示したHR11上のスロット8
とHR12上のスロット8からは同一位相,同一振幅の電
波が放射される。また、前記したように反射損失もな
く、アンテナの開口効率を最大に向上することが出来
る。図10は以上の原理に基づくスロット8をVR11,
VR21,VR31,VR41,VR51,およびVR12,VR
22,VR32,VR42,VR52上に配列したもので同一位
相,同一振幅の垂直偏波が開口面分布均一に放射され
る。また、図11は前記原理に基づくスロット8をHR
11,HR21,HR31,HR41,HR51およびHR12,H
R22,HR32,HR42,HR52上に配列したもので同一
位相,同一振幅の水平偏波が開口面分布均一に放射され
る。また、図12は図10と図11に示したスロット8
を同一のスロット導体板9上に形成したもので、垂直偏
波および水平偏波が同一位相同一振幅で、かつ開口面分
布均一で放射する。
のであり、図11は請求項6のスロット配列を示すもの
であり、図12は請求項7のスロット配列を示すもので
ある。各スロット配列が相異するが同一の原理に基づい
て配列されるものである。図13乃至図15によりま
ず、その原理説明をする。図13は図11に対応するも
ので、第1象限と第4象限のHR11=ρ+λgの半円弧
上にはy軸に平行にスロット8が多数個配列される。ま
た、第2象限と第3象限においてHR11からλg/2だ
け離れたHR12=ρ+(1+1/2)λgの半円弧上に
は同じくy軸に平行な多数個のスロット8が配列され
る。HR11およびHR12の半円弧上のスロット8,8は
いずれもx軸からy軸に向かうにつれてその周方向の間
隔Sφを順次狭く形成する。図13のP1乃至P7はスロ
ット8から放射される放射電力を示すもので、図6に示
したと同様に水平偏波の開口面分布が同一になるように
設定される。図14および図15において、スロット導
体板9の中心0からHR11の半径の半円弧上に形成され
るスロット8s1とHR11とλg/2だけ離れたHR12
の半円弧上に形成されるスロット8s2とにおける電波
の磁界成分Hと電界成分Eについては次のようになる。
すなわち、スロット8s1で反射して給電部2側に戻る
反射波とスロット8s2で反射して給電部2側に戻る放
射波はスロット8s1とスロット8s2がλg/2だけ離
れているため反射波の位相がλg/2だけずれる。その
ため、反射波が互いにキャンセルされ、給電部2側への
反射がなくなる。そのため、アンテナの開口効率が最大
になる。また、図15に示すように、スロット8s1を
励振する磁界方向を+H1とし左回転方向とすると、λ
g/2だけ離れたスロット8s2の磁界方向は−H2とな
り右回転方向になる。そのため、スロット8s1および
スロット8s2から自由空間に放射される電界ベクトル
E1,E2は同一方向(x軸の+方向)を向く。磁界ベク
トルH1とH2が同一の値の場合、電界ベクトルE1とE2
は同一の値になる。そのため、スロット8s1とスロッ
ト8s2から同位相,同振幅の直線偏波が放射される。
以上のことから、図13に示したHR11上のスロット8
とHR12上のスロット8からは同一位相,同一振幅の電
波が放射される。また、前記したように反射損失もな
く、アンテナの開口効率を最大に向上することが出来
る。図10は以上の原理に基づくスロット8をVR11,
VR21,VR31,VR41,VR51,およびVR12,VR
22,VR32,VR42,VR52上に配列したもので同一位
相,同一振幅の垂直偏波が開口面分布均一に放射され
る。また、図11は前記原理に基づくスロット8をHR
11,HR21,HR31,HR41,HR51およびHR12,H
R22,HR32,HR42,HR52上に配列したもので同一
位相,同一振幅の水平偏波が開口面分布均一に放射され
る。また、図12は図10と図11に示したスロット8
を同一のスロット導体板9上に形成したもので、垂直偏
波および水平偏波が同一位相同一振幅で、かつ開口面分
布均一で放射する。
【0013】以上に説明した実施例は主に送信系として
説明したが、“可逆の理”で受信系に対しても成立す
る。例えば、垂直偏波および水平偏波が混在した到来波
はスロット8を形成するスロット導体板9を介して垂直
偏波および水平偏波の受信波となり、給電部2に伝達さ
れる。
説明したが、“可逆の理”で受信系に対しても成立す
る。例えば、垂直偏波および水平偏波が混在した到来波
はスロット8を形成するスロット導体板9を介して垂直
偏波および水平偏波の受信波となり、給電部2に伝達さ
れる。
【0014】以上の実施例において、スロット8の配列
される円弧および半円弧の数を図示のものとしたが、勿
論それに限定するものではない。また、スロット8の詳
細形状,寸法については用途に応じて適宜のものが採用
される。また、スロット8はエッチング加工等の技術に
より容易に形成される。
される円弧および半円弧の数を図示のものとしたが、勿
論それに限定するものではない。また、スロット8の詳
細形状,寸法については用途に応じて適宜のものが採用
される。また、スロット8はエッチング加工等の技術に
より容易に形成される。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 (1)円弧上又は半円弧上に配列されるスロットの周方
向の間隔を変化させてスロット導体板から放射される電
波の放射電力を一定にすることが出来るため、開口面分
布の均一化が図れる。 (2)均一の開口面分布の垂直偏波および水平偏波を別
々に、また、同時に放射し得ると共に、同一位相,同一
振幅で放射でき、アンテナ性能を向上することが出来
る。 (3)λg/2だけ半径方向にずれた半円弧上にスロッ
トを形成することにより反射損失がなくなり、アンテナ
の開口効率を向上することが出来る。 (4)垂直偏波および水平偏波を送受信できるため衛星
通信に適用される。
を奏する。 (1)円弧上又は半円弧上に配列されるスロットの周方
向の間隔を変化させてスロット導体板から放射される電
波の放射電力を一定にすることが出来るため、開口面分
布の均一化が図れる。 (2)均一の開口面分布の垂直偏波および水平偏波を別
々に、また、同時に放射し得ると共に、同一位相,同一
振幅で放射でき、アンテナ性能を向上することが出来
る。 (3)λg/2だけ半径方向にずれた半円弧上にスロッ
トを形成することにより反射損失がなくなり、アンテナ
の開口効率を向上することが出来る。 (4)垂直偏波および水平偏波を送受信できるため衛星
通信に適用される。
【図1】垂直偏波用のスロット配列を有する本発明の一
実施例の平面図である。
実施例の平面図である。
【図2】水平偏波用のスロット配列を有する本発明の一
実施例の平面図である。
実施例の平面図である。
【図3】本発明の実施例の適用される直線偏波ラジアル
ラインスロットアンテナの概要構造を示す軸断面図であ
る。
ラインスロットアンテナの概要構造を示す軸断面図であ
る。
【図4】図1に示したスロット配列の場合の電波の放射
原理を説明するための平面図である。
原理を説明するための平面図である。
【図5】図4に示したスロット配列の場合の電波の放射
原理を説明するための線図である。
原理を説明するための線図である。
【図6】図2に示したスロット配列の場合の開口面分布
が均一となる放射原理を説明するための平面図である。
が均一となる放射原理を説明するための平面図である。
【図7】図6を補足するためのグラフである。
【図8】垂直偏波と水平偏波を開口面分布均一に放射す
る本発明の一実施例の平面図である。
る本発明の一実施例の平面図である。
【図9】図8の放射原理を説明するための平面図であ
る。
る。
【図10】半円弧上に配列されたスロット配列を有し、
開口面分布均一の垂直偏波を放射する本発明の一実施例
を示す平面図である。
開口面分布均一の垂直偏波を放射する本発明の一実施例
を示す平面図である。
【図11】半円弧上に配列されたスロット配列を有し、
開口面分布均一の水平偏波を放射する本発明の一実施例
の平面図である。
開口面分布均一の水平偏波を放射する本発明の一実施例
の平面図である。
【図12】半円弧上に配列されたスロット配列を有し、
開口面分布均一の垂直偏波および水平偏波を放射する本
発明の一実施例の平面図である。
開口面分布均一の垂直偏波および水平偏波を放射する本
発明の一実施例の平面図である。
【図13】図12に示したスロット配列の放射原理を説
明するための平面図である。
明するための平面図である。
【図14】図12および図13に示したスロット配列を
有する本発明の実施例の動作原理を説明するための斜視
図である。
有する本発明の実施例の動作原理を説明するための斜視
図である。
【図15】図14と同様に動作原理を説明するための平
面図である。
面図である。
【図16】従来の垂直偏波放射用のスロット配列を示す
平面図である。
平面図である。
【図17】従来の水平偏波放射用のスロット配列を示す
平面図である。
平面図である。
【図18】従来の垂直偏波および水平偏波のスロット配
列を示す平面図である。
列を示す平面図である。
1 垂直偏波ラジアルラインスロットアンテナ 2 給電部 3 導波管 4 偏波切換器 5 ラジアル導波路 6 フレーム 7 チョーク溝 8 スロット 9 スロット導体板 10 スペーサ 11 レドーム 12 ゴムリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼野 雄司 東京都台東区台東一丁目5番1号凸版印刷 株式会社内
Claims (7)
- 【請求項1】 偏波共用の電波又は垂直又は水平偏波の
電波を送受信する給電部と、多数個のスロットが形成さ
れたスロット導体板と、該スロット導体板と前記給電部
間に介設され管内波長λgの電波を導くラジアル導波路
を備えるラジアルラインスロットアンテナであって、前
記スロットは、円弧上又は半円弧上にx軸及び/又はy
軸に平行に配列されると共に、x軸又はy軸に平行に配
列されるスロットは、y軸からx軸に又はx軸からy軸
に向かうにつれて隣接するスロット間の周方向の間隔が
順次狭くなる様に形成されることを特徴とする直線偏波
ラジアルラインスロットアンテナ。 - 【請求項2】 前記スロット導体板を多数個の扇形セク
タに等分割した時、各セクタ内に含まれるスロットから
放射される放射電力を均一にすべく隣接するスロット間
の前記間隔が順次狭く形成されている請求項1に記載の
直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ。 - 【請求項3】 スロット導体板上において半径方向に沿
って間隔λgで配置される同心円上に沿ってx軸又はy
軸に平行に多数個のスロットを形成すると共に、該スロ
ットは、y軸からx軸に又はx軸からy軸に向かうにつ
れて隣接するスロット間の周方向の間隔が順次狭く形成
されてなる請求項1又は2のいずれかに記載の直線偏波
ラジアルラインスロットアンテナ。 - 【請求項4】 スロット導体板上のVRn=ρ+nλg
の同心円上にx軸に平行に第1のスロット群を配列し、
HRn=ρ+(n+1/2)λgの同心円上にy軸に平
行に第2のスロット群を配列すると共に、前記第1又は
第2のスロット群のスロットは、y軸からx軸に又はx
軸からy軸に向かうにつれて隣接するスロット間の周方
向の間隔が順次狭く形成されてなる請求項1又は2のい
ずれかに記載の直線偏波ラジアルラインスロットアンテ
ナ。但し、ρはスロットの同心円の初期位置を決める定
数であり、nは1,2,3・・・を順次表わす。 - 【請求項5】 スロット導体板を第1象限乃至第4象限
に4区分し、第1および第2象限にはVRn1=ρ+n
λgの同心円上に、第3象限と第4象限にはVRn2=
ρ+(n+1/2)λgの同心円上に多数個のスロット
をx軸に平行に配列すると共に、該スロットはy軸から
x軸に向かうにつれて隣接するスロットの周方向の間隔
が順次狭く形成されてなる請求項1又は2のいずれかに
記載の直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ。 - 【請求項6】 スロット導体板を第1象限乃至第4象限
に4区分し、第1象限と第4象限にはHRn1=ρ+n
λgの同心円上に、第2象限と第3象限にはHRn2=
ρ+(n+1/2)λgの同心円上に多数個のスロット
をy軸に平行に配列すると共に、該スロットはx軸から
y軸に向かうにつれて隣接するスロットの周方向の間隔
が順次狭く形成されてなる請求項1又は2のいずれかに
記載の直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ。 - 【請求項7】 請求項5に記載のスロットと請求項6に
記載のスロットが同一のスロット導体板上に形成されて
なる請求項1又は2のいずれかに記載の直線偏波ラジア
ルラインスロットアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10234592A JPH05283931A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10234592A JPH05283931A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05283931A true JPH05283931A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14324909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10234592A Pending JPH05283931A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直線偏波ラジアルラインスロットアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05283931A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003115718A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-04-18 | Hitachi Maxell Ltd | 平面アンテナ及び製造方法 |
US6897823B2 (en) | 2001-07-31 | 2005-05-24 | Hitachi Maxell, Ltd. | Plane antenna and method for manufacturing the same |
WO2011027898A1 (ja) | 2009-09-04 | 2011-03-10 | Nec東芝スペースシステム株式会社 | ラジアルラインスロットアレイアンテナ |
CN108242600A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-07-03 | 电子科技大学 | 一种线极化单脉冲平板缝隙天线 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP10234592A patent/JPH05283931A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003115718A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-04-18 | Hitachi Maxell Ltd | 平面アンテナ及び製造方法 |
US6897823B2 (en) | 2001-07-31 | 2005-05-24 | Hitachi Maxell, Ltd. | Plane antenna and method for manufacturing the same |
WO2011027898A1 (ja) | 2009-09-04 | 2011-03-10 | Nec東芝スペースシステム株式会社 | ラジアルラインスロットアレイアンテナ |
US9214740B2 (en) | 2009-09-04 | 2015-12-15 | Nec Space Technologies, Ltd. | Radial line slot array antenna |
CN108242600A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-07-03 | 电子科技大学 | 一种线极化单脉冲平板缝隙天线 |
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