JPH0682969B2

JPH0682969B2 - アレーアンテナ

Info

Publication number: JPH0682969B2
Application number: JP1221802A
Authority: JP
Inventors: 和介柳沢
Original assignee: YOKO KK
Current assignee: YOKO KK
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0385906A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、放射ビームの方向を調整できるアレーアンテ
ナに関するものである。

（従来の技術）矩形導波管の一側面にスロット等の放射器を軸方向に複
数個配列し、これらの矩形導波管を放射器が同一面側と
なるように複数本並行かつ平面状に配列して構成された
アレーアンテナが、例えば特開昭63−285002号公報や特
開昭63−209206号公報に示されている。

そして、特開昭63−285002号公報で示されるアレーアン
テナにあっては、複数本の矩形導波管端部と電力分配器
との間に移相器をそれぞれ介装し、これらの移相器によ
ってマイクロ波の位相を調整して適宜にずらして各矩形
導波管に与えることで、矩形導波管が平行に配列された
方向に放射ビームの方向を調整できることが示されてい
る。

また、特開昭63−209206号公報には、矩形導波管に配列
されたスロットの間隔と導波管中を伝搬される波長によ
って、矩形導波管の軸方向の放射ビームの方向が定まる
ことが示されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、特開昭63−285002号公報に示されるものは、
矩形導波管が平行に配列された方向に放射ビームの方向
を調整できるが、矩形導波管の軸方向に放射ビームの方
向を調整することができない。また、特開昭63−209206
号公報に示される技術では、矩形導波管の軸方向に放射
ビームの方向が予め定められており、調整変更すること
ができない。

本発明は、上記した従来のアレーアンテナの事情に鑑み
てなされたもので、放射ビームの方向を調整変更できる
ようにしたアレーアンテナを提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）かかる目的を達成するために、本発明のアレーアンテナ
は、矩形導波管の一側面に前記矩形導波管の軸方向に複
数個の放射器を一定間隔で配列し、前記放射器が同一面
側となるように複数本の前記矩形導波管を一定間隔で並
行かつ平面状に配列し、これらの複数本の前記矩形導波
管端部に同一位相でマイクロ波を供給する電力分配器を
設け、前記矩形導波管の内部ですくなくとも前記放射器
の間に第１の誘電体をそれぞれ配置し、これらの第１の
誘電体を全て前記放射器が設けられた面と対向する面で
前記矩形導波管を貫通して移動できる第１の支持軸を介
してそれぞれＸ軸操作板に連結し、このＸ軸操作板を平
面状の前記矩形導波管に平行で近接または離隔方向に調
整することで全ての前記第１の誘電体を導波管中央と導
波管側面に接する間で同じ位置に移動調整するように
し、前記矩形導波管の内部入口側に第２の誘電体をそれ
ぞれ配置し、これらの第２の誘電体を全て前記放射器が
設けられた面とは対向する面で前記矩形導波管を貫通し
て移動できる第２の支持軸を介してそれぞれＹ軸操作板
に揺動自在に連結し、このＹ軸操作板を平面状の前記矩
形導波管に対する傾きを調整することで、全ての前記第
２の誘電体を導波管中央と導波管側面に接する間で直線
状に配列するとともにその直線の平面状の前記矩形導波
管に対する傾きを調整するように構成されている。

（作用）矩形導波管内部の中央位置に、すなわち電界の最大の位
置に誘電体を配置すると、マイクロ波の移相量がもっと
も増して、マイクロ波の速度が遅らされる。また誘電体
を矩形導波管の側面に接するように移動すれば移相量が
減少し、マイクロ波の遅れが少なくなる。そこで、Ｘ軸
操作板を操作して第１の誘電体の位置を移動調整するこ
とで、矩形導波管内で伝搬されるマイクロ波の位相がそ
れぞれにずらされ、矩形導波管の軸方向、すなわちＸ軸
方向で放射ビームの方向が調整される。また、Ｙ軸操作
板を操作して第２の誘電体が直線状に配列されてその直
線の傾きを移動調整することで、各矩形導波管に与えら
れるマイクロ波の位相が隣接する相互で同量づつずれ
て、矩形導波管を平行に配列した方向、すなわちＹ軸方
向で放射ビームの方向が調整される。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図を参照して
説明する。第１図は、本発明のアレーアンテナの一実施
例の構成図であり、第２図は、第１図のアレーアンテナ
の一具体例の外観斜視図であり、第３図は、第２図のＹ
−Ｙ縦断面図であり、第４図は、第２図のＸ−Ｘ縦断面
図である。

まず、第１図を参照して本発明のアレーアンテナの構成
を説明する。第１図において、入出力端子１から電力分
配器２に送られたマイクロ波は、この電力分配器２で同
一位相で分配されて、例えば８本の矩形導波管３_ａ〜３
_ｈに送られる。これらの矩形導波管３_ａ〜３_ｈは、平行
に同一間隔で平面状に配列される。さらに、これらの平
行に配列された矩形導波管３_ａ〜３_ｈの同一面側に矩形
導波管３_ａ〜３_ｈの軸方向（以下Ｘ軸方向と称する。）
に例えば管内波長の1/2の同一間隔で放射器としてのス
ロット４_1a〜４_1g,4_2a〜４_2g，…,4_8a〜４_8gが開口配列
される。さらに、矩形導波管３_ａ〜３_ｈの内部入口側に
後述するごとく誘電体がそれぞれ配置されて移相器５_ａ
〜５_ｈが設けられる。そして、これらの移相器５_ａ〜５
_ｈは適宜に連動して制御され、矩形導波管３_ａ〜３_ｈに
与えられるマイクロ波の位相が隣接して相互に同量づつ
ずれるように調整し得る。そしてさらに、矩形導波管３
_ａ〜３_ｈの内部でスロット４_1a〜４_1g,4_2a〜４_2g，…,4
_8a〜４_8gのそれぞれの間に、後述するごとく誘電体がそ
れぞれ配置されて移相器６_1a〜６_1f,6_2a〜６_2f，…,6_8a
〜６_8fが配置される。そして、これらの移相器６_1a〜６
_1f,6_2a〜６_2f，…,6_8a〜６_8fは適宜に全て連動して制御
され、矩形導波管３_ａ〜３_ｈをＸ軸方向に伝搬するマイ
クロ波の速度が、各矩形導波管３_ａ〜３_ｈで同じように
増減調整され得る。

次に、第２図ないし第４図を参照して、上記第１図の構
成をより具体的に説明する。電力分配器２は、矩形導波
管のＹ分岐で構成され、矩形導波管３_ａ〜３_ｈの入口側
端部に同一位相でマイクロ波が与えられる。そして、矩
形導波管３_ａ〜３_ｈの入口側に配置される移相器５_ａ〜
５_ｈとして、矩形導波管３_ａ〜３_ｈの内部入口側に第２
の誘電体７_ａ〜７_ｈが、矩形導波管３_ａ〜３_ｈが平行に
配列された方向（以下Ｙ軸方向と称する。）に配置され
る。これらの第２の誘電体７_ａ〜７_ｈは、矩形導波管３
_ａ〜３_ｈのスロット４_1a〜４_1g,4_2a〜４_2g，…,4_8a〜４
_8gが配列された一側面と対向する面を貫通し移動できる
第２の支持軸８_ａ〜８_ｈの一端に固定される。これらの
第２の支持軸８_ａ〜８_ｈの他端は、Ｙ軸方向に長いＹ軸
操作部材９に揺動自在に連結され、第２の誘電体７_ａ〜
７_ｈが全て連結されて第２の誘電体群が形成される。こ
のＹ軸操作部材９の操作により、例えば第３図のごと
く、Ｙ軸方向の一端部の矩形導波管３_ｈ内の第２の誘電
体７_ｈが導波管中央に位置して、他端部の矩形導波管３
_ａ内の第２の誘電体７_ａが導波管側面に接した端に位置
し、その間の矩形導波管３_ｂ〜３_ｇ内の第２の誘電体７
_ｂ〜７_ｇの位置が両端の第２の誘電体７_ａと７_ｈを結ぶ
直線上にあるように構成される。また、一端部の第２の
誘電体７_ｈが導波管側面に接する端に位置して他端部の
第２の誘電体７_ａが導波管中央に位置することもでき、
第２の誘電体７_ａ〜７_ｈが位置する直線がＹ軸方向に対
して第３図の紙面上で抑角と俯角の双方の傾きを持ち得
るように構成される。

また、矩形導波管３_ａ〜３_ｈのスロット４_1a〜４_1g,4_2a
〜４_2g，…,4_8a〜４_8gのそれぞれの間に配置される移相
器６_1a〜６_1f,6_2a〜６_2f，…,6_8a〜６_8fとして、矩形導
波管３_ａ〜３_ｈの内部でスロット４_1a〜４_1g,4_2a〜
４_2g，…,4_8a〜４_8gの間に、第１の誘電体10_1a〜10_1f,1
0_2a〜10_2f，…,10_8a〜10_8fがＸ軸方向に配列される。こ
れらの第１の誘電体10_1a〜10_1f,10_2a〜10_2f，…,10_8a〜
10_8fは、矩形導波管３_ａ〜３_ｈのスロット４_1a〜４_1g,4
_2a〜４_2g，…,4_8a〜４_8gが配列された一側面と対向する
面を貫通し移動できる第１の支持軸11_1a〜11_1f,11_2a〜1
1_2f，…,11_8a〜11_8fの一端に固定される。これらの第１
の支持軸11_1a〜11_1f,11_2a〜11_2f，…,11_8a〜11_8fの他端
は、Ｘ軸操作板12に連結され、第１の誘電体10_1a〜1
0_1f,10_2a〜10_2f，…,10_8a〜10_8fが全て連結されて第１
の誘電体群が形成される。このＸ軸操作板12の操作によ
り、すべての第１の誘電体10_1a〜10_1f,10_2a〜10_2f，…,
10_8a〜10_8fが、導波管中央と側面に接する端との間で同
一位置に連動して移動調整される。

かかる構成において、Ｘ軸操作板12を、矩形導波管３_ａ
〜３_ｈに対して近接または隣隔方向に適宜に移動調整す
ることで、第１の誘電体群の導波管中の位置が全て連動
して変化する。そこで、導波管中を伝搬されるマイクロ
波は、第１の誘電体群が導波管中央に位置した状態でも
っとも速度が遅く、また第１の誘電体群が導波管の側面
に接する端に位置した状態でもっとも速度が速くなる。
そして、マイクロ波の伝搬速度の変化により、スロット
４_1a〜４_1g,4_2a〜４_2g，…,4_8a〜４_8gの位置におけるマ
イクロ波の位相調整がなされ、第４図のごとく、放射ビ
ーム20の方向θ_ＸがＸ軸方向に任意に調整できる。な
お、第１の誘電体群の移動調整範囲中央の導波管のある
位置にある状態で、放射ビーム20が矩形導波管３_ａ〜３
_ｈで構成される平面と直交するＺ軸方向となるように構
成されている。

また、Ｙ軸操作部材９を、矩形導波管３_ａ〜３_ｈに対し
て一端を近接させ他端を離隔させるように適宜に移動調
整すれば、隣接する矩形導波管３_ａ〜３_ｈに与えられる
マイクロ波は位相がすこしづつずれることとなり、第３
図のごとく、放射ビーム20の方向θ_ＹがＹ軸方向に任意
に調整できる。なお、第２の誘電体群の位置する直線が
Ｙ軸方向と平行であれば、各矩形導波管３_ａ〜３_ｈに与
えられるマイクロ波の位相は同じであり、放射ビーム20
は、Ｚ軸方向となることは勿論である。

したがって、Ｘ軸操作板12とＹ軸操作部材９を適宜に移
動操作することで、放射ビーム20の方向を直交するＸ・
Ｙの２軸方向に任意に調整できる。

しかも、放射ビーム20を調整するための移相器５_ａ〜５
_ｈ,6_1a〜６_1f,6_2a〜６_2f，…,6_8a〜６_8fは、第２と第１
の誘電体７_ａ〜７_ｈ,10_1a〜10_1f,10_2a〜10_2f，…,10_8a
〜10_8fの導波管内部の位置を調整するという簡単な構造
であり、比較的に安価に構成でき、その調整制御機構が
極めて簡単である。

なお、上記実施例にあっては、第１と第２の誘電体10_1a
〜10_1f,10_2a〜10_2f，…,10_8a〜10_8f,7_ａ〜７_ｈを第１と
第２の支持軸11_1a〜11_1f,11_2a〜11_2f，…,11_8a〜11_8f,8
_ａ〜８_ｈに固定する高さをそれぞれ調整できるようにす
れば、各放射器において放射されるマイクロ波の位相を
微調整することもできる。

第５図は、本発明のアレーアンテナの他の実施例を示す
矩形導波管の縦断面図である。第５図において、第１図
ないし第４図と同一部材には同一符号を付して重複する
説明を省略する。

第５図に示す実施例にあっては、放射器として、第２図
ないし第４図に示すスロット４_1a〜４_1g,4_2a〜４_2g，
…,4_8a〜４_8gに代えて、矩形導波管３_ａ〜３_ｈ内部にプ
ローブ14,14…を突出させ、矩形導波管３_ａ〜３_ｈの外
部にプローブ14,14…に接続されたヘリカルアンテナ15,
15…が設けられている。また、矩形導波管３_ａ〜３_ｈ内
部に、Ｘ軸方向に長い帯状の第１の誘電体16,16…が配
置され、この第１の誘電体16,16…が第１の支持軸17,17
…でｘ軸操作板12に連結されている。なお、第１の誘電
体16,16…の両端はテーパー状に形成され、端部でマイ
クロ波の反射が生じないように形成される。

かかる構成において、第２図に示す実施例と同様に、第
１の誘電体16,16…を導波管中央に位置させ、また導波
管の側面に接する端とすることで、矩形導波管３_ａ〜３
_ｈ内を伝搬されるマイクロ波の速度が調整されて、放射
ビーム20の方向θ_ＸがＸ軸方向で調整できる。

なお、上記第５図に示す実施例では、第１の誘電体16,1
6…はＸ軸方向に同一断面積の棒状であるが、スロット
４_1a〜４_1g,4_2a〜４_2g，…,4_8a〜４_8gの間で断面積を大
きくし、スロット４_1a〜４_1g,4_2a〜４_2g，…,4_8a〜４_8g
に対応する位置で断面積を小さく構成して、導波管内の
電界の乱れを少なくするようにしても良い。

また、上記実施例にあっては、放射器がスロット４_1a〜
４_1g,4_2a〜４_2g，…,4_8a〜４_8gやヘリカルアンテナ15,1
5…で示されるが、これに限らず、ダイポールアンテナ
等であっても良い。

（発明の効果）本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

矩形導波管を複数本並行かつ平面状に配列し、矩形導波
管内部に軸方向で放射器の間に第１の誘電体をそれぞれ
配置するとともに、矩形導波管の内部入口側に第２の誘
電体をそれぞれ配置するので、第１と第２の誘電体の導
波管内部の位置を移動調整することで、矩形導波管の軸
方向とこれと直交する平行に配列した方向との２軸方向
に、マイクロ波の移相量の調整ができて、放射ビームの
方向を任意に調整できる。そして、矩形導波管の軸方向
に放射器を一定間隔で配列し、矩形導波管内部に配置さ
れる全ての第１の誘電体の位置を導波管内部で同じとな
るようにＸ軸操作板に連結してこれで移動調整するの
で、第１の誘電体の移動により放射器におけるマイクロ
波の位相の変化率を同じとすることができ、軸方向への
放射ビームの調整制御機構が簡単で安価に構成できる。
また、矩形導波管を一定間隔で平行に配列し、内部入口
側に配置されるそれぞれの第２の誘電体をＹ軸操作板に
連結しこれで直線状に配列されてその直線の矩形導波管
の平面に対して傾きを調整するので、相互に隣接する矩
形導波管に与えられるマイクロ波の位相が同量づつずら
すことができ、平行に配列した方向への放射ビームの調
整制御機構が簡単で安価に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のアレーアンテナの一実施例の構成図
であり、第２図は、第１図のアレーアンテナの一具体例
の外観斜視図であり、第３図は、第２図のＹ−Ｙ縦断面
図であり、第４図は、第２図のＸ−Ｘ縦断面図であり、
第５図は、本発明のアレーアンテナの他の実施例を示す
矩形導波管の縦断面図である。 2:電力分配器、３_ａ〜３_ｈ：矩形導波管、４_1a〜４_1g,4_2a〜４_2g，…,4_8a〜４_8g：スロット、５_ａ〜５_ｈ,6_1a〜６_1f,6_2a〜６_2f，…,6_8a〜６_8f：移相
器、７_ａ〜７_ｈ：第２の誘電体、８_ａ〜８_ｈ：第２の支持軸、 9:Y軸操作部材、 10_1a〜10_1f,10_2a〜10_2f，…,10_8a〜10_8f：第１の誘電
体、 11_1a〜11_1f,11_2a〜11_2f，…,11_8a〜11_8f：第１の支持
軸、 12:X軸操作板、14:プローブ、 15:ヘリカルアンテナ、25:放射ビーム、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】矩形導波管の一側面に前記矩形導波管の軸
方向に複数個の放射器を一定間隔で配列し、前記放射器
が同一面側となるように複数本の前記矩形導波管を一定
間隔で並行かつ平面状に配列し、これらの複数本の前記
矩形導波管端部に同一位相でマイクロ波を供給する電力
分配器を設け、前記矩形導波管の内部ですくなくとも前
記放射器の間に第１の誘電体をそれぞれ配置し、これら
の第１の誘電体を全て前記放射器が設けられた面と対向
する面で前記矩形導波管を貫通して移動できる第１の支
持軸を介してそれぞれＸ軸操作板に連結し、このＸ軸操
作板を平面状の前記矩形導波管に平行で近接または離隔
方向に調整することで全ての前記第１の誘電体を導波管
中央と導波管側面に接する間で同じ位置に移動調整する
ようにし、前記矩形導波管の内部入口側に第２の誘電体
をそれぞれ配置し、これらの第２の誘電体を全て前記放
射器が設けられた面とは対向する面で前記矩形導波管を
貫通して移動できる第２の支持軸を介してそれぞれＹ軸
操作板に揺動自在に連結し、このＹ軸操作板を平面状の
前記矩形導波管に対する傾きを調整することで、全ての
前記第２の誘電体を導波管中央と導波管側面に接する間
で直線状に配列するとともにその直線の平面状の前記矩
形導波管に対する傾きを調整するように構成したことを
特徴とするアレーアンテナ。