JPH0734525B2 - 円形導波管のスロットアンテナ - Google Patents
円形導波管のスロットアンテナInfo
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- JPH0734525B2 JPH0734525B2 JP63501704A JP50170488A JPH0734525B2 JP H0734525 B2 JPH0734525 B2 JP H0734525B2 JP 63501704 A JP63501704 A JP 63501704A JP 50170488 A JP50170488 A JP 50170488A JP H0734525 B2 JPH0734525 B2 JP H0734525B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/001—Crossed polarisation dual antennas
-
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- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
-
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- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
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- H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
- H01Q21/0043—Slotted waveguides
- H01Q21/0062—Slotted waveguides the slots being disposed around the feeding waveguide
-
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- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
- H01Q21/245—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction provided with means for varying the polarisation
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は概してアンテナの分野、特にスロットを有する
導波管アンテナに関する。
導波管アンテナに関する。
スロットを有する方形導波管アンテナに関して非常に多
くの研究が行われており、多くの研究報告が記録されて
いる。例えば、JohnsonおよびJasikによる文献（Antenn
a Enginneering Handbook,2ed.,マッグローヒル1984,第
９章）およびS.Silverによる文献（Microwave Antenna
Theory and Design,MIT Radiation Laboratory Series,
287乃至301頁）が挙げられる。これらのアンテナは、ス
ロットを付勢するためにプローブを使用することが多
い。よく知られているように、プローブは高い電力レベ
ルでアークに対する電位を有し、製造および組立てが困
難であるという欠点を有する。
くの研究が行われており、多くの研究報告が記録されて
いる。例えば、JohnsonおよびJasikによる文献（Antenn
a Enginneering Handbook,2ed.,マッグローヒル1984,第
９章）およびS.Silverによる文献（Microwave Antenna
Theory and Design,MIT Radiation Laboratory Series,
287乃至301頁）が挙げられる。これらのアンテナは、ス
ロットを付勢するためにプローブを使用することが多
い。よく知られているように、プローブは高い電力レベ
ルでアークに対する電位を有し、製造および組立てが困
難であるという欠点を有する。
また基本TEMモードで動作するスロットを有する同軸導
波管アンテナおよびTM01モードで動作する円形導波管に
関する研究および記録も少なくない。S.Silverによる文
献（Microwave Antenna Theory and Design,MIT Radiat
ion Laboratory Series,305乃至309頁、325頁および328
頁）およびJohnsonおよびJasikによる文献（Antenna En
gineeing Handbook,2ed.,15乃至28頁）参照。これらの
設計は一定の直交偏波を有し、方向的なパターン制御を
持たない。Cornbleetによる文献（′The Helical Slot
Antenna′，アンテナおよび伝播性に関するIEEE第３回
国際会議、ICAP1983、第１部）参照。
波管アンテナおよびTM01モードで動作する円形導波管に
関する研究および記録も少なくない。S.Silverによる文
献（Microwave Antenna Theory and Design,MIT Radiat
ion Laboratory Series,305乃至309頁、325頁および328
頁）およびJohnsonおよびJasikによる文献（Antenna En
gineeing Handbook,2ed.,15乃至28頁）参照。これらの
設計は一定の直交偏波を有し、方向的なパターン制御を
持たない。Cornbleetによる文献（′The Helical Slot
Antenna′，アンテナおよび伝播性に関するIEEE第３回
国際会議、ICAP1983、第１部）参照。
従来の同軸線スロットアンテナは、典型的に同軸線のTE
Mモードまたは関連したプローブによって結合されたス
ロットを有する円形導波管のTM01モードで動作した。ア
ンテナは一定の横方向直線偏波を有する。これらのタイ
プのアンテナにおいて、スロットはTEMまたはTM01モー
ドの縦方向の電流軌跡に平行であり、したがってそれら
は導波管中に突出するプローブがなければ放射しない。
Mモードまたは関連したプローブによって結合されたス
ロットを有する円形導波管のTM01モードで動作した。ア
ンテナは一定の横方向直線偏波を有する。これらのタイ
プのアンテナにおいて、スロットはTEMまたはTM01モー
ドの縦方向の電流軌跡に平行であり、したがってそれら
は導波管中に突出するプローブがなければ放射しない。
J.N.Hines,V.H.RumseyおよびC.H.Waiterによる文献（′
Traveling−Wave Slot Antenna′,Proc.IRE,Vol.41,195
3,1629頁、第11図）に記載されているような“漏洩波ア
ンテナ”を形成する長い連続スロットを除いて、プロー
ブ励振なしのスロット円形導波管アンテナに関してほと
んど報告されていない。またJ.S.AjiokaおよびG.M.Cole
manによる米国特許第218565号明細書も参照される。非
常に幅広く、連続的な縦方向のスロットが円形導波管で
使用され、TM01モードで動作が生じていた。幅が狭い縦
方向のスロットは、電流軌跡（TMモードは、縦方向の電
流のみを有する）と平行なので放射しない。幅がほぼ導
波管の半径またはそれ以上の広さである非常に幅広いス
ロットは、導波管からの漏洩を生じる充分な程度に、導
かれる波を著しく乱すものであった。
Traveling−Wave Slot Antenna′,Proc.IRE,Vol.41,195
3,1629頁、第11図）に記載されているような“漏洩波ア
ンテナ”を形成する長い連続スロットを除いて、プロー
ブ励振なしのスロット円形導波管アンテナに関してほと
んど報告されていない。またJ.S.AjiokaおよびG.M.Cole
manによる米国特許第218565号明細書も参照される。非
常に幅広く、連続的な縦方向のスロットが円形導波管で
使用され、TM01モードで動作が生じていた。幅が狭い縦
方向のスロットは、電流軌跡（TMモードは、縦方向の電
流のみを有する）と平行なので放射しない。幅がほぼ導
波管の半径またはそれ以上の広さである非常に幅広いス
ロットは、導波管からの漏洩を生じる充分な程度に、導
かれる波を著しく乱すものであった。
上記の全ての技術は、アレイに対して横方向の一定の偏
波であるという欠点を有する。さらに個別のスロットア
レイ技術は、スロットを励振するために使用される高価
で高電力制限のある電気プローブを使用する必要がある
という欠点を有する。さらに連続スロット技術は、広い
側面でも末端でもない、その間のどこかで放射するとい
う欠点を有する。ビームの方向は、一般にsinθ＝λ／
λｇで定められる。
波であるという欠点を有する。さらに個別のスロットア
レイ技術は、スロットを励振するために使用される高価
で高電力制限のある電気プローブを使用する必要がある
という欠点を有する。さらに連続スロット技術は、広い
側面でも末端でもない、その間のどこかで放射するとい
う欠点を有する。ビームの方向は、一般にsinθ＝λ／
λｇで定められる。
したがって比較的高い電力レベルで放射し、結合プロー
ブを使用せず、偏波の制御が可能であり、方向的なパタ
ーン制御を可能にするアンテナを提供することは技術的
に大きな効果がある。
ブを使用せず、偏波の制御が可能であり、方向的なパタ
ーン制御を可能にするアンテナを提供することは技術的
に大きな効果がある。
また上記のために、制御可能な偏波および方向的なパタ
ーン制御を有するスロットを具備した円形または同軸の
導波管アンテナを形成することも技術的に有効である。
ーン制御を有するスロットを具備した円形または同軸の
導波管アンテナを形成することも技術的に有効である。
本発明の目的は、新規で改善されたスロット円形または
同軸の導波管アンテナを提供することである。
同軸の導波管アンテナを提供することである。
また本発明の目的は、制御可能な方向パターンを有する
スロット円形または同軸の導波管アンテナを提供するこ
とである。
スロット円形または同軸の導波管アンテナを提供するこ
とである。
さらに本発明の目的は、ゼロ以上の円周方向変動を有す
る円周方向TEモードに対して、らせん電流軌跡を利用す
るスロット円形または同軸の導波管アンテナを提供する
ことである。
る円周方向TEモードに対して、らせん電流軌跡を利用す
るスロット円形または同軸の導波管アンテナを提供する
ことである。
また本発明の目的は、広い側面から末端までのビーム
に、任意または制御可能な偏波を与えることができるス
ロット円形または同軸の導波管アンテナを提供すること
である。
に、任意または制御可能な偏波を与えることができるス
ロット円形または同軸の導波管アンテナを提供すること
である。
本発明の要約 これらおよびその他の目的および効果は、導波管に存在
する右旋または左旋の循環モード（それぞれRCおよびL
C）のいずれかの電流軌跡を遮断するように成形された
スロットを有し、２つの循環波の間の相対的な振幅およ
び位相を制御する制御手段を有する円形または同軸の導
波管が提供される本発明によって実現される。この技術
によって任意の偏波を放射することができる。
する右旋または左旋の循環モード（それぞれRCおよびL
C）のいずれかの電流軌跡を遮断するように成形された
スロットを有し、２つの循環波の間の相対的な振幅およ
び位相を制御する制御手段を有する円形または同軸の導
波管が提供される本発明によって実現される。この技術
によって任意の偏波を放射することができる。
一実施例において、制御手段は直交偏波モード変換器お
よび４分の１波長プレートを含み、円偏波装置によりス
ロット導波管に給電する。
よび４分の１波長プレートを含み、円偏波装置によりス
ロット導波管に給電する。
RCおよびLCを遮断するように導波管に形成されたスロッ
トは、互いに直角である必要はなく、任意の偏波を特有
の結合によって発生できるように独立して設けられてい
る。スロットは広い側面放射用の公称λｇの間隔を有す
る。自由空間波長λと等しいλｇを形成するために、導
波管に誘導体を負荷することによって、端部放射を達成
できる。
トは、互いに直角である必要はなく、任意の偏波を特有
の結合によって発生できるように独立して設けられてい
る。スロットは広い側面放射用の公称λｇの間隔を有す
る。自由空間波長λと等しいλｇを形成するために、導
波管に誘導体を負荷することによって、端部放射を達成
できる。
ｅ±jmφの円周方向変動を有する円形導波管におけるTE
モードに対して、完全ならせん電流軌跡が導波管の壁面
に存在するという論理にしたがって、導波管壁における
スロットの位置が選択される。スロットはこれらの所望
されたモードの電流軌跡を遮断するように設けられるた
め、そのモードの放射が発生する。導波管中に互いに予
め定められた距離を隔てて設けられた複数のスロットを
形成することによって、LCおよびPCモードが共に遮断さ
れるため、共に放射する。２つの循環モードの間の相対
的な振幅および位相を制御することによって、方向パタ
ーンが回転され、方向的に穏やかに変化させることがで
きる。
モードに対して、完全ならせん電流軌跡が導波管の壁面
に存在するという論理にしたがって、導波管壁における
スロットの位置が選択される。スロットはこれらの所望
されたモードの電流軌跡を遮断するように設けられるた
め、そのモードの放射が発生する。導波管中に互いに予
め定められた距離を隔てて設けられた複数のスロットを
形成することによって、LCおよびPCモードが共に遮断さ
れるため、共に放射する。２つの循環モードの間の相対
的な振幅および位相を制御することによって、方向パタ
ーンが回転され、方向的に穏やかに変化させることがで
きる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明による円形導波管のスロットアンテナ
の斜視図である。円形導波管は、直交偏波モード変換器
より給電され、変換器に隣接した円偏波装置を含む。所
望された放射パターンを得るための複数の交差スロット
が示されている。
の斜視図である。円形導波管は、直交偏波モード変換器
より給電され、変換器に隣接した円偏波装置を含む。所
望された放射パターンを得るための複数の交差スロット
が示されている。
第２図は、直交偏波モード変換器の２つのポートに対す
る振幅および位相の制御を示す第１図アンテナの斜視図
である。
る振幅および位相の制御を示す第１図アンテナの斜視図
である。
第３図は、導波管の表面上のらせんと整列して形成され
たスロットを含む円形導波管の一部の斜視図であり、２
つの方向のらせんが示されている。
たスロットを含む円形導波管の一部の斜視図であり、２
つの方向のらせんが示されている。
第４図は、一定の符号で表された特性を示す第３図の端
部である。
部である。
第５図は、等位相線および第３図のらせんを表している
ラインを示す第３図の展開図である。
ラインを示す第３図の展開図である。
第６図は、ある方向の電流を表すらせんと整列して形成
された２つのスロットを有する同軸導波管の部分的斜視
図である。また破線で示されているのは、別の方向の電
流を表すらせんである。
された２つのスロットを有する同軸導波管の部分的斜視
図である。また破線で示されているのは、別の方向の電
流を表すらせんである。
第７図は、放射ビームの任意の偏波を実行するために導
波管の壁に形成された２つのスロットの対を有する円形
導波管の部分的斜視図である。
波管の壁に形成された２つのスロットの対を有する円形
導波管の部分的斜視図である。
第８図は、LCおよびRC波と結合するために壁に形成され
た縦方向のスロットを有する円形導波管の部分的側面図
である。
た縦方向のスロットを有する円形導波管の部分的側面図
である。
第９図は、以下の説明において使用される一定の符号で
示された特性を表す円形導波管の端部を示している。
示された特性を表す円形導波管の端部を示している。
好ましい実施例の説明 以下の説明において同じ参照番号は、図面の異なる形状
における同じまたは対応する素子を示すものである。さ
らに詳細に図面を参照すると、第１図は本発明による円
形導波管のスロットアンテナ10を示す。円形導波管12
は、円形導波管12中の電流を遮断するために“Ｘ形状”
または“交差された”スロット14を含む。これらのスロ
ットは選択された位置で形成されるので、所望された左
旋循環（LC）および右旋循環（RC）モードの成分を遮断
し、放射エネルギにおいてこれらモードの特有の結合を
生じさせる。
における同じまたは対応する素子を示すものである。さ
らに詳細に図面を参照すると、第１図は本発明による円
形導波管のスロットアンテナ10を示す。円形導波管12
は、円形導波管12中の電流を遮断するために“Ｘ形状”
または“交差された”スロット14を含む。これらのスロ
ットは選択された位置で形成されるので、所望された左
旋循環（LC）および右旋循環（RC）モードの成分を遮断
し、放射エネルギにおいてこれらモードの特有の結合を
生じさせる。
第１図において複数の交差スロット14が示されている。
交差スロット14の相互間および円形導波管12の方向に対
するそれらの位置は、要求される放射パターンを得るよ
うに選択される。また交差スロット14から放射するため
に、円形導波管12に導入されたエネルギ中に円偏波を生
じさせる円偏波装置16、18である４分の１波長プレート
が、円形導波管12の切り取り部分に示されている。本実
施例では、円偏波装置16、18はリッジ形状の部品であ
る。円偏波装置16、18として機能する装置は、当業者に
よく知られている。
交差スロット14の相互間および円形導波管12の方向に対
するそれらの位置は、要求される放射パターンを得るよ
うに選択される。また交差スロット14から放射するため
に、円形導波管12に導入されたエネルギ中に円偏波を生
じさせる円偏波装置16、18である４分の１波長プレート
が、円形導波管12の切り取り部分に示されている。本実
施例では、円偏波装置16、18はリッジ形状の部品であ
る。円偏波装置16、18として機能する装置は、当業者に
よく知られている。
また第１図は、円形導波管12上の破線の左側にある直交
偏波モード変換器20を含む。直交偏波モード変換器20
は、右旋円偏波ポート22および左旋円偏波ポート24を含
む。直交偏波モード変換器20として機能する装置は、当
業者によく知られており、ここでは詳細な説明をしな
い。
偏波モード変換器20を含む。直交偏波モード変換器20
は、右旋円偏波ポート22および左旋円偏波ポート24を含
む。直交偏波モード変換器20として機能する装置は、当
業者によく知られており、ここでは詳細な説明をしな
い。
直交偏波モード変換器20の２つのポートに入力されるエ
ネルギの振幅および位相を制御することによって、この
エネルギを遮断して放射を生じさせる特有の結合が交差
スロット14で生じる。直交偏波モード変換器20の一方ま
たは両方のポートに入力されるエネルギの特性を調節す
ることによって、方向パターン制御をなし得る。
ネルギの振幅および位相を制御することによって、この
エネルギを遮断して放射を生じさせる特有の結合が交差
スロット14で生じる。直交偏波モード変換器20の一方ま
たは両方のポートに入力されるエネルギの特性を調節す
ることによって、方向パターン制御をなし得る。
第２図において方向パターンを制御する別の手段が示さ
れている。電力スプリッタ30は、入力エネルギを予め定
められた部分に分割するために使用される。分割された
電力の第１の部分は直接直交偏波モード変換器20のポー
ト24に供給され、一方、分割された電力の第２の部分は
位相シフタ32へ入力される。位相が選択された量でシフ
トされた後、分割電力の第２の部分は直交偏波モード変
換器20の第２のポート22に入力される。
れている。電力スプリッタ30は、入力エネルギを予め定
められた部分に分割するために使用される。分割された
電力の第１の部分は直接直交偏波モード変換器20のポー
ト24に供給され、一方、分割された電力の第２の部分は
位相シフタ32へ入力される。位相が選択された量でシフ
トされた後、分割電力の第２の部分は直交偏波モード変
換器20の第２のポート22に入力される。
当業者によく知られているように、スロットが導波管壁
面の高周波（RF）電流を遮断する程度によって、導波管
の壁面におけるスロット放射器は、導波管のモードフィ
ールドに結合する。スロットがRF電流の成分に垂直であ
る場合、スロットは励振されて放射を行なう。スロット
が導波管の壁面におけるRF電流に平行である場合、それ
は導波管フィールドに対して、もしあったとしても僅か
な乱れしか引き起こさず、結合しないため、あまり放射
しない。S.Silverによる文献（Microwave Theory and D
esign,MIT Radiation Laboratory Series,Vol.12,287
頁）およびJohnsonおよびJasikによる文献（Antenna En
gineering Handbook,2ed.,マッグローヒル、sec,9−
２）参照。
面の高周波（RF）電流を遮断する程度によって、導波管
の壁面におけるスロット放射器は、導波管のモードフィ
ールドに結合する。スロットがRF電流の成分に垂直であ
る場合、スロットは励振されて放射を行なう。スロット
が導波管の壁面におけるRF電流に平行である場合、それ
は導波管フィールドに対して、もしあったとしても僅か
な乱れしか引き起こさず、結合しないため、あまり放射
しない。S.Silverによる文献（Microwave Theory and D
esign,MIT Radiation Laboratory Series,Vol.12,287
頁）およびJohnsonおよびJasikによる文献（Antenna En
gineering Handbook,2ed.,マッグローヒル、sec,9−
２）参照。
相反則が適用され、本発明はエネルギの送信および受信
の両方に使用してもよいことが理解されるべきである。
本発明の実施例を放射のために使用しているここに含ま
れている説明により、アンテナが放射に対してのみ動作
可能であると解釈してはならない。使用されている説明
は、単に本発明の動作を明確にする便宜上のものであ
り、本発明はまた受信に対しても動作可能である。
の両方に使用してもよいことが理解されるべきである。
本発明の実施例を放射のために使用しているここに含ま
れている説明により、アンテナが放射に対してのみ動作
可能であると解釈してはならない。使用されている説明
は、単に本発明の動作を明確にする便宜上のものであ
り、本発明はまた受信に対しても動作可能である。
本発明において交差スロット14は、円形導波管12におい
てTFモード電流の流れを遮断するように設けられてい
る。円形導波管12においては、交差スロット14は電流軌
跡を表すらせんに沿って設けられている。ｅ±jmφであ
る円周方向変動を有する円形導波管におけるTEモードに
対して、電流軌跡は、導波管の壁中に生成され、完全な
らせんであり、e+jm φに対応し左旋らせん方向またはe
-jm φに対応した右旋らせん方向のいずれを有してい
る。これら２つのモードは独立しており、互いに数学的
に直角である。スロットは、本発明におけるこれらのら
せんに応じて配置される。
てTFモード電流の流れを遮断するように設けられてい
る。円形導波管12においては、交差スロット14は電流軌
跡を表すらせんに沿って設けられている。ｅ±jmφであ
る円周方向変動を有する円形導波管におけるTEモードに
対して、電流軌跡は、導波管の壁中に生成され、完全な
らせんであり、e+jm φに対応し左旋らせん方向またはe
-jm φに対応した右旋らせん方向のいずれを有してい
る。これら２つのモードは独立しており、互いに数学的
に直角である。スロットは、本発明におけるこれらのら
せんに応じて配置される。
第１図に示されているように、電流軌跡が円形導波管12
の周囲のらせん路を流れる。破線38は右旋循環モードRC
を表し、実線40は左旋循環モードLCを示す。矢印の先
は、単にこの図における電流の瞬間的な流れの方向を示
すために便宜上使用され、本発明を制限するものではな
い。
の周囲のらせん路を流れる。破線38は右旋循環モードRC
を表し、実線40は左旋循環モードLCを示す。矢印の先
は、単にこの図における電流の瞬間的な流れの方向を示
すために便宜上使用され、本発明を制限するものではな
い。
交差スロット14が第１図に示されているが、これは単な
る一実施例である。特定の適用にしたがって別のタイプ
のスロットを使用してもよい。例えば第３図に示されて
いるような単一スロット42が適用できる。第１図と同様
に、らせんが第３図の導波管44に図示されており、これ
らのらせんは実線46でRCモードを表し、破線48でLCモー
ドを示す。図示されているように、単一スロット42は、
実線46で表されているRCモードのらせん路に沿ってい
る。したがって、このモードが放射されまたは受信され
ることはほとんどないが、しかし破線48で表されている
LCモードは遮断されるため、そのモードの放射および受
信が行われる。
る一実施例である。特定の適用にしたがって別のタイプ
のスロットを使用してもよい。例えば第３図に示されて
いるような単一スロット42が適用できる。第１図と同様
に、らせんが第３図の導波管44に図示されており、これ
らのらせんは実線46でRCモードを表し、破線48でLCモー
ドを示す。図示されているように、単一スロット42は、
実線46で表されているRCモードのらせん路に沿ってい
る。したがって、このモードが放射されまたは受信され
ることはほとんどないが、しかし破線48で表されている
LCモードは遮断されるため、そのモードの放射および受
信が行われる。
理論によって制限されることはないが、以下の詳細な論
議はスロット動作に対する背景を説明するために記載さ
れている。
議はスロット動作に対する背景を説明するために記載さ
れている。
円周方向変動がｅ±jmφであるＺモードに対して横電界
（TE）を有する円形導波管について検討する。上記にお
いて論じられているように、完全ならせん状である導波
管の壁面における電流軌跡が生成される。
（TE）を有する円形導波管について検討する。上記にお
いて論じられているように、完全ならせん状である導波
管の壁面における電流軌跡が生成される。
左旋らせん方向は、 e+jm φに対応し、 右旋らせん方向は、 e-jm φに対応する。
これらの２つのモードは独立しており、互いに数学的に
直角である。スロットの位置は、らせん電流軌跡および
左旋および右旋らせん方向の独立性を利用する。これら
のモードのフィールド成分は Hz＝Jm（Kcｒ）ej( ω t-m φ -kgZ) であり、 ここで、 Kc＝遮断された波の数＝２π／λｃ Kcａ＝Jm′（ｘ）のｍ′番目のゼロではない平方根 ａ＝導波管の半径 ｍ＝φにおける波の数 Kg＝（ｚ＝２π／λｇ）における波の数 Kg 2＝K2−Kc 2 μ＝媒体の導電率である。
直角である。スロットの位置は、らせん電流軌跡および
左旋および右旋らせん方向の独立性を利用する。これら
のモードのフィールド成分は Hz＝Jm（Kcｒ）ej( ω t-m φ -kgZ) であり、 ここで、 Kc＝遮断された波の数＝２π／λｃ Kcａ＝Jm′（ｘ）のｍ′番目のゼロではない平方根 ａ＝導波管の半径 ｍ＝φにおける波の数 Kg＝（ｚ＝２π／λｇ）における波の数 Kg 2＝K2−Kc 2 μ＝媒体の導電率である。
指数を消去すると、フィールド成分は以下のようにな
る。
る。
Er＝（−ｍωμ／Kc 2ｒ）Jm（Kcｒ） Ｅφ＝（ｊωμ／Kc）Ｊ′ｍ（Kcｒ） Ez＝０ Hr＝（−ｊkg／Kc）Ｊ′ｍ（Kcｒ） Ｈφ＝（−ｍkg／Kc 2ｒ）Jm（Kcｒ） ここで、ｚ方向における進行波を考えると、 e-jKgzであり、 右旋循環方向の循環性は、 ［e-jm φ］である。
以下の議論においては、変数φ、e-jm φは右旋循環モー
ド（RC）として示され、e+jm φは左旋循環モード（LC）
として示される。円形導波管における主モード（TE11）
に対して、e-j φは導波管における右旋円偏波に対応
し、e+j φは導波管における左旋円偏波モードに対応す
る。高次のｍモードに対して、用語“円偏波”（CP）は
適用できず、用語“循環モード”が代わりに使用され
る。
ド（RC）として示され、e+jm φは左旋循環モード（LC）
として示される。円形導波管における主モード（TE11）
に対して、e-j φは導波管における右旋円偏波に対応
し、e+j φは導波管における左旋円偏波モードに対応す
る。高次のｍモードに対して、用語“円偏波”（CP）は
適用できず、用語“循環モード”が代わりに使用され
る。
導波管中の表面電流軌跡の方向は以下のように定められ
ており； ＝×で、 （挿入記号∧は座標の単位ベクトルを表し、tanα＝−H
z/Hφである） ｒ＝ａのとき、第３図、第４図および第５図に示されて
いるように、は導波管の壁面に垂直の内部方向単位ベ
クトルであり、αは電流軌跡の方向の導波管のシリンダ
の素子との間の角度であり、実線46がRHCPの電流軌跡を
示し、破線48がLHCPの電流軌跡を示す。第４図は第３図
の末端部分を示し、第５図は第３図の部分的展開図であ
る。
ており； ＝×で、 （挿入記号∧は座標の単位ベクトルを表し、tanα＝−H
z/Hφである） ｒ＝ａのとき、第３図、第４図および第５図に示されて
いるように、は導波管の壁面に垂直の内部方向単位ベ
クトルであり、αは電流軌跡の方向の導波管のシリンダ
の素子との間の角度であり、実線46がRHCPの電流軌跡を
示し、破線48がLHCPの電流軌跡を示す。第４図は第３図
の末端部分を示し、第５図は第３図の部分的展開図であ
る。
第５図から、破線48の方向が一定であり、Z,φまたは時
間から独立していることが分る。
間から独立していることが分る。
tanα＝（２πa/m）×（λｇ／λｃ ２） これは、ピッチ角度αによるらせん電流シートを表す。
導波管の壁面が第５図に示されているように平面に展開
されて平らにされた場合、電流軌跡は破線48で示される
ようなtanαの傾斜を有する直線である。反対の循環方
向電流に対応する電流軌跡は、−αの角度を有する。
導波管の壁面が第５図に示されているように平面に展開
されて平らにされた場合、電流軌跡は破線48で示される
ようなtanαの傾斜を有する直線である。反対の循環方
向電流に対応する電流軌跡は、−αの角度を有する。
一定位相線すなわち等位相線は次のように定められる； KgＺ＋ms/a＝０ ここにおいて、ｓ＝導波管壁面上の周辺距離であり、 tanαph＝s/z＝−Kga/m ＝−２πa/mλｇ 一定の等位相線もらせんであるが、反対方向で異なるピ
ッチ角度αphを有する。反対の循環方向電流に対する一
定位相線は、シリンダ素子に対して、電流軌跡に対称な
方向である。このような等位相線50の１つが第５図に示
されている。
ッチ角度αphを有する。反対の循環方向電流に対する一
定位相線は、シリンダ素子に対して、電流軌跡に対称な
方向である。このような等位相線50の１つが第５図に示
されている。
αとαphの大きさは、概して等しくないことに留意しな
ければばらない。それらが等しくなるのは、遮断された
波長λｃが導波管内の波長λｇに等しいときである。こ
れは、所定の導波管モードの中間動作帯域で発生する。
また電流軌跡および一定位相線は一般に直交しない。遮
断されることで、電流軌跡は完全に周辺方向であり、一
定位相線は完全に縦になる（α＝90°およびαph＝０
°）。遮断されることにより、波は循環し、導波管中を
伝播しない。遮断されずに、周波数または導波管の半径
“a"が無限大に近付くにつれて、 α→０° αph→90° になる。波は横方向の位相波面で自由空間速度で導波管
の軸方向に伝播する。
ければばらない。それらが等しくなるのは、遮断された
波長λｃが導波管内の波長λｇに等しいときである。こ
れは、所定の導波管モードの中間動作帯域で発生する。
また電流軌跡および一定位相線は一般に直交しない。遮
断されることで、電流軌跡は完全に周辺方向であり、一
定位相線は完全に縦になる（α＝90°およびαph＝０
°）。遮断されることにより、波は循環し、導波管中を
伝播しない。遮断されずに、周波数または導波管の半径
“a"が無限大に近付くにつれて、 α→０° αph→90° になる。波は横方向の位相波面で自由空間速度で導波管
の軸方向に伝播する。
ポインティングベクトル×の方向は、が完全に単
位法線ベクトルのように横方向なので、電流軌跡と同
じ方向である。
位法線ベクトルのように横方向なので、電流軌跡と同
じ方向である。
したがって導波管の壁面において、 ＝×と、av ＝1/2Re×＊ とは平行である。
ｒ＝ａで、Ｅφ＝０ tanS＝（Ｓφ／Sz） ＝（−Hz＊/Hφ） これは、tanαと同一である。
第５図に示されている展開された導波管において、＋α
および−αに対する電流軌跡（−ｍおよび＋ｍ）は、逆
向きの循環波に対応し、単純な直線になる。電磁気に関
するほとんど全ての参考文献において、ｅ±jmφの変動
のかわりに、cosmφまたはsinmφの円周方向変動に対応
するこれらの簡単な電流軌跡が重畳された場合、図示さ
れる電流軌跡は妨害パターンとなる。cosmφまたはsinm
φ変動の電流軌跡は、構造的に非常に複雑であり、Z,φ
および時間の関数として変化し、一般に楕円偏波であ
る。前の循環波の場合は、円形導波管のあらゆる場所に
形成される円形の孔は、電流軌跡に平行に直線偏波され
る。第６図に示されているRCを表している実線52および
LCを表している破線54に対する電流軌跡は、スロット56
がRC電流軌跡（実線）と平行に形成されるならば、それ
は電流を遮断せず、RC波に結合されないことを示してい
る。しかしながらスロット56はLC（破線）に対応する電
流軌跡を遮断し、それ故結合して自由空間中に放射す
る。偏波は本質的に傾斜した直線である。能動素子がス
ロットの反対方向に存在しない場合、それは正確に傾斜
した直線となる。同様に別のスロットがLC波の電流軌跡
と平行に形成される場合、それはRC波に結合される。こ
のような配列は第７図に示されている。このように２つ
の循環波の間の相対的な振幅および位相を独立的に制御
することによって、任意の偏波を放射することができ
る。主モードTE11対してこれは、例えば直交偏波モード
変換器およびスロット導波管に給電する４分の１波長プ
レート円形偏波装置の使用によって、容易に実行するこ
とができる。直交偏波モード変換器の一方のポートは、
円偏波のある方向に対して使用され、他方のポートは別
の方向に対して使用される。一般に２つのモードに対す
るスロットは互いに直交しないが、独立しており（外部
の相互結合を無視しまた独立的に制御できるので）、適
切な組合せによって、全ての偏波を発生させることがで
きる。
および−αに対する電流軌跡（−ｍおよび＋ｍ）は、逆
向きの循環波に対応し、単純な直線になる。電磁気に関
するほとんど全ての参考文献において、ｅ±jmφの変動
のかわりに、cosmφまたはsinmφの円周方向変動に対応
するこれらの簡単な電流軌跡が重畳された場合、図示さ
れる電流軌跡は妨害パターンとなる。cosmφまたはsinm
φ変動の電流軌跡は、構造的に非常に複雑であり、Z,φ
および時間の関数として変化し、一般に楕円偏波であ
る。前の循環波の場合は、円形導波管のあらゆる場所に
形成される円形の孔は、電流軌跡に平行に直線偏波され
る。第６図に示されているRCを表している実線52および
LCを表している破線54に対する電流軌跡は、スロット56
がRC電流軌跡（実線）と平行に形成されるならば、それ
は電流を遮断せず、RC波に結合されないことを示してい
る。しかしながらスロット56はLC（破線）に対応する電
流軌跡を遮断し、それ故結合して自由空間中に放射す
る。偏波は本質的に傾斜した直線である。能動素子がス
ロットの反対方向に存在しない場合、それは正確に傾斜
した直線となる。同様に別のスロットがLC波の電流軌跡
と平行に形成される場合、それはRC波に結合される。こ
のような配列は第７図に示されている。このように２つ
の循環波の間の相対的な振幅および位相を独立的に制御
することによって、任意の偏波を放射することができ
る。主モードTE11対してこれは、例えば直交偏波モード
変換器およびスロット導波管に給電する４分の１波長プ
レート円形偏波装置の使用によって、容易に実行するこ
とができる。直交偏波モード変換器の一方のポートは、
円偏波のある方向に対して使用され、他方のポートは別
の方向に対して使用される。一般に２つのモードに対す
るスロットは互いに直交しないが、独立しており（外部
の相互結合を無視しまた独立的に制御できるので）、適
切な組合せによって、全ての偏波を発生させることがで
きる。
円偏波に対して、２つのモードのためのスロットの間の
位相は90°ではないが、しかしスロットの間の物理的な
角度２αに等しい。このようなスロットが導波管に沿っ
て公称λｇの間隔をあけて配置されているならば、導波
管の軸に対して高い指向性を有する側壁を具備した直線
アレイとなる。このような直線アレイが導波管周辺の近
くで反復されるならば、放射された電力が無指向性であ
る意味において、アンテナは横方向の平面において無指
向性である。しかしながら、偏波はφの関数として変化
する。例えばRCのような、ある方向が角度＋αのスロッ
トに結合してe-jm φの位相を有し、角度−αのスロット
がe+jm φの位相を有するならば、２つのモードに対応す
るスロットの間の相対的な位相は、導波管に関して観察
すると2mφで変化する。偏波はある方向の円偏波から変
化して直交偏波、反対の方向の円偏波、直線偏波を経て
円偏波に戻り、その間で種々の楕円偏波になる。このサ
イクルは、φでの１回転に対してｍ回反復される。
位相は90°ではないが、しかしスロットの間の物理的な
角度２αに等しい。このようなスロットが導波管に沿っ
て公称λｇの間隔をあけて配置されているならば、導波
管の軸に対して高い指向性を有する側壁を具備した直線
アレイとなる。このような直線アレイが導波管周辺の近
くで反復されるならば、放射された電力が無指向性であ
る意味において、アンテナは横方向の平面において無指
向性である。しかしながら、偏波はφの関数として変化
する。例えばRCのような、ある方向が角度＋αのスロッ
トに結合してe-jm φの位相を有し、角度−αのスロット
がe+jm φの位相を有するならば、２つのモードに対応す
るスロットの間の相対的な位相は、導波管に関して観察
すると2mφで変化する。偏波はある方向の円偏波から変
化して直交偏波、反対の方向の円偏波、直線偏波を経て
円偏波に戻り、その間で種々の楕円偏波になる。このサ
イクルは、φでの１回転に対してｍ回反復される。
第８図に示されている別の形態は、軸方向にほぼ間隔が
λｇに等しく、周辺に設けられた縦方向のスロット58を
有するものである。この形態の場合、各スロット58はRC
およびLC波の両方に等しく結合する。パターンは前記の
ように側面に現れる。周辺平面において、パターンは、
cosmφにしたがったマルチローブである。ｍ＝１に対し
てそれは、２つの正反対の極大と２つの正反対の極小と
を有する８個のパターンを描く。RCとLC波の間の相対的
な位相を変化することによって、このパターンをφで回
転させることができる。このアレイは方向探知に使用で
きる。
λｇに等しく、周辺に設けられた縦方向のスロット58を
有するものである。この形態の場合、各スロット58はRC
およびLC波の両方に等しく結合する。パターンは前記の
ように側面に現れる。周辺平面において、パターンは、
cosmφにしたがったマルチローブである。ｍ＝１に対し
てそれは、２つの正反対の極大と２つの正反対の極小と
を有する８個のパターンを描く。RCとLC波の間の相対的
な位相を変化することによって、このパターンをφで回
転させることができる。このアレイは方向探知に使用で
きる。
前述された導波管スロットアレイは、広い側面の放射に
対して公称λｇの軸方向間隔を有する。導波管のλｇを
自由空間のλに等しく（またはハンセンウッドヤード条
件に対するよりも僅かに小さく）するために、導波管44
（第３図）を誘電体負荷することによって、端部放射が
達成できる。導波管端部に誘電体負荷がされていること
を除いて、第７図に示されている種類のスロットアレイ
を考えると、スロットは軸的にλｇで間隔をあける必要
はなく、任意の間隔にすることができる。またこのよう
なアレイが、導波管の周辺において反復されるならば、
端部の位相形成に影響を与えることなく軸方向に互い違
いに配置することができる。原理的には、このようなア
レイは、任意に偏波された波を端部放射するアンテナを
提供することができる。また導波管の開いた端部におけ
るフィールドが、スロットからの放射と同じ位相および
偏波なので、導波管を整合された負荷で終端させる必要
はない。第９図を参照すると、誘電体を（短いポリロッ
ドのように）延在させることができ、より良好なインピ
ーダンス整合を空間に対して行うため、先細にしてもよ
い。
対して公称λｇの軸方向間隔を有する。導波管のλｇを
自由空間のλに等しく（またはハンセンウッドヤード条
件に対するよりも僅かに小さく）するために、導波管44
（第３図）を誘電体負荷することによって、端部放射が
達成できる。導波管端部に誘電体負荷がされていること
を除いて、第７図に示されている種類のスロットアレイ
を考えると、スロットは軸的にλｇで間隔をあける必要
はなく、任意の間隔にすることができる。またこのよう
なアレイが、導波管の周辺において反復されるならば、
端部の位相形成に影響を与えることなく軸方向に互い違
いに配置することができる。原理的には、このようなア
レイは、任意に偏波された波を端部放射するアンテナを
提供することができる。また導波管の開いた端部におけ
るフィールドが、スロットからの放射と同じ位相および
偏波なので、導波管を整合された負荷で終端させる必要
はない。第９図を参照すると、誘電体を（短いポリロッ
ドのように）延在させることができ、より良好なインピ
ーダンス整合を空間に対して行うため、先細にしてもよ
い。
S.コンブリートによる文献（′The Herical Slot Anten
na′,IEEE Third Int.Conf.Antenna Propagat.,ICAP198
3,P.1.）には、２つの連続らせんワイヤアンテナであ
り、横電磁界（TEM）同軸線における新規の連続らせん
スロットアンテナが記載されている。TEM同軸線は、ゼ
ロ番目の周辺モードに対応する。コンブリートのらせん
スロットは、ある意味ではｍ＝１のモードに対するこの
説明において記載されたものと類似する同軸線の外側に
らせん電流シートを生成する。ある方向のモードの電流
軌跡に沿ってカット形成される導波管中の連続らせんス
ロットは、このモードに対してほとんど影響を及ぼさな
いが、反対方向のモードから強い放射を引き起こす。こ
のらせんスロットは、放射モードに対する一定の等位相
線にほぼ沿っている（上記において論じられているよう
に、単一のらせんに対して周辺位相変動を元に戻す傾向
がある。｜α｜＝｜αph｜および（λｇ＝λｃ）のとき
に、これが実現する。）。しかしながら、多重らせんが
使用されるならば周辺位相変動は維持される。これは、
適切な軸的位相が端部放射に対して維持されている間
に、φ方向において、らせんかららせんへの適切な位相
進行が存在するためである。端部パターンは一方向の円
偏波である。
na′,IEEE Third Int.Conf.Antenna Propagat.,ICAP198
3,P.1.）には、２つの連続らせんワイヤアンテナであ
り、横電磁界（TEM）同軸線における新規の連続らせん
スロットアンテナが記載されている。TEM同軸線は、ゼ
ロ番目の周辺モードに対応する。コンブリートのらせん
スロットは、ある意味ではｍ＝１のモードに対するこの
説明において記載されたものと類似する同軸線の外側に
らせん電流シートを生成する。ある方向のモードの電流
軌跡に沿ってカット形成される導波管中の連続らせんス
ロットは、このモードに対してほとんど影響を及ぼさな
いが、反対方向のモードから強い放射を引き起こす。こ
のらせんスロットは、放射モードに対する一定の等位相
線にほぼ沿っている（上記において論じられているよう
に、単一のらせんに対して周辺位相変動を元に戻す傾向
がある。｜α｜＝｜αph｜および（λｇ＝λｃ）のとき
に、これが実現する。）。しかしながら、多重らせんが
使用されるならば周辺位相変動は維持される。これは、
適切な軸的位相が端部放射に対して維持されている間
に、φ方向において、らせんかららせんへの適切な位相
進行が存在するためである。端部パターンは一方向の円
偏波である。
円形導波管における電流軌跡およびTE乃至Ｚモードに対
する等位相線によって提供されるアンテナ構造がいくつ
か例示されている。Ｚに対して全ての横磁界（TM）モー
ドは、縦方向の電流を有する。これは、×がＺ成分
だけを有するためである。
する等位相線によって提供されるアンテナ構造がいくつ
か例示されている。Ｚに対して全ての横磁界（TM）モー
ドは、縦方向の電流を有する。これは、×がＺ成分
だけを有するためである。
ただ１つの循環波と結合するように方向を定められるス
ロットは、導波管を伝播するその循環波の逆方向および
順方向の散乱を引起こす。理想的な場合には、逆方向散
乱（反射）波および順方向散乱波は、入射波のそれに平
行な電流軌跡を有する。すなわち散乱波のらせん方向
は、入射波のらせん方向と同じままである。したがっ
て、このような導波管スロットアレイの構造において、
反対の循環波に対する結合はほとんど無視することがで
き、スロットアレイ構造の通常の方法が使用できる。し
かしながら、導波管を介する平面短絡は反対方向の波を
反射する。対照的で不完全な終端負荷も反対方向の波を
反射する。第６図、第７図および第８図のｍ＝１（T
E11）の主モードを使用する構造の定在波または共振ス
ロットアレイが設けられるならば、簡単な横方向の平面
短絡は動作しない。その代わりに、先に説明されたよう
な偏波反転短絡を使用しなければならない。このタイプ
の短絡は、垂直に反射された波の偏波を反転して入射波
と同じらせん方向にする。したがって、スロットはこの
反射波と結合し、通常型の定在波アレイが形成される。
ロットは、導波管を伝播するその循環波の逆方向および
順方向の散乱を引起こす。理想的な場合には、逆方向散
乱（反射）波および順方向散乱波は、入射波のそれに平
行な電流軌跡を有する。すなわち散乱波のらせん方向
は、入射波のらせん方向と同じままである。したがっ
て、このような導波管スロットアレイの構造において、
反対の循環波に対する結合はほとんど無視することがで
き、スロットアレイ構造の通常の方法が使用できる。し
かしながら、導波管を介する平面短絡は反対方向の波を
反射する。対照的で不完全な終端負荷も反対方向の波を
反射する。第６図、第７図および第８図のｍ＝１（T
E11）の主モードを使用する構造の定在波または共振ス
ロットアレイが設けられるならば、簡単な横方向の平面
短絡は動作しない。その代わりに、先に説明されたよう
な偏波反転短絡を使用しなければならない。このタイプ
の短絡は、垂直に反射された波の偏波を反転して入射波
と同じらせん方向にする。したがって、スロットはこの
反射波と結合し、通常型の定在波アレイが形成される。
スロットがある方向に結合されるように形成され、また
いかなる反対方向のものも望ましくない適用において、
望ましくない方向のものと結合するスロットは、これを
消去する吸収フィルタとして使用することができる。こ
のことは、第６図に示されているような吸収材料60でこ
れらのスロットを満たし、あるいは裏打ちすることによ
り実現される。
いかなる反対方向のものも望ましくない適用において、
望ましくない方向のものと結合するスロットは、これを
消去する吸収フィルタとして使用することができる。こ
のことは、第６図に示されているような吸収材料60でこ
れらのスロットを満たし、あるいは裏打ちすることによ
り実現される。
上記において円形導波管が主に論じられてきたが、本発
明は第６図に示されているような円形導波管62に具体化
してもよい。
明は第６図に示されているような円形導波管62に具体化
してもよい。
本発明にしたがって形成されたアンテナは、偏波の迅速
性が望ましい単一ラインソースアンテナ用に適用しても
よい。例えば電子戦、通信、ビーコンおよび方向探知等
には、全て本発明にしたがって形成されたアンテナを使
用することができる。
性が望ましい単一ラインソースアンテナ用に適用しても
よい。例えば電子戦、通信、ビーコンおよび方向探知等
には、全て本発明にしたがって形成されたアンテナを使
用することができる。
上記の説明は、単に例示として記載されるものである。
当業者は、本発明の技術的範囲を逸脱することなく形態
の変形およびその詳細を認識するであろう。したがっ
て、本発明は添付された請求の範囲によってのみ限定さ
れるものである。
当業者は、本発明の技術的範囲を逸脱することなく形態
の変形およびその詳細を認識するであろう。したがっ
て、本発明は添付された請求の範囲によってのみ限定さ
れるものである。
Claims (5)
- 【請求項１】|1|以上の周辺モードのエネルギが伝播さ
れる円形導波管であって、前記エネルギが前記導波管に
関してらせん状の電流軌跡を有し、前記伝播されたエネ
ルギが第１の循環モードのエネルギおよび第２の循環モ
ードのエネルギを含んでいる円形導波管と、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第１の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第２の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いる第１のスロットと、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第２の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第１の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いる第２のスロットと、 前記第１および第２のそれぞれのスロットと実質的に同
じであり、少なくとも第２の対が全方向性であるビーム
を生じるように第１および第２のスロットと共同するよ
うに導波管において形成される少なくとも第２の対のス
ロットと、 伝播されるエネルギの直交偏波されたモードを円形導波
管に与えるモード変換手段と、 円形導波管を通って伝播されたエネルギを円偏波にする
円偏波手段と、 ビームのパターンを変化させるために、直交偏波モード
変換器に供給されたエネルギの相対的な振幅および位相
を制御する制御手段とを具備していることを特徴とする
パターンが変化されるエネルギのビームを供給するスロ
ット導波管アンテナ。 - 【請求項２】|1|以上の周辺モードのエネルギが伝播さ
れる円形導波管であって、その端部に導波管中を伝播す
るエネルギに対する偏波反転短絡回路を供給する短絡回
路手段が配置され、前記エネルギが前記導波管に関して
らせん状の電流軌跡を有し、前記伝播されたエネルギが
第１の循環モードのエネルギおよび第２の循環モードの
エネルギを含んでいる円形導波管と、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第１の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第２の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いる第１のスロットと、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第２の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第１の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いる第２のスロットと、 伝播されるエネルギの直交偏波されたモードを円形導波
管に与えるモード変換手段と、 円形導波管を通って伝播されたエネルギを円偏波にする
円偏波手段と、 ビームのパターンを変化させるために、直交偏波モード
変換器に供給されたエネルギの相対的な振幅および位相
を制御する制御手段とを具備していることを特徴とする
パターンが変化されるエネルギのビームを供給するスロ
ット導波管アンテナ。 - 【請求項３】|1|以上の周辺モードのエネルギが伝播さ
れる円形導波管であって、前記エネルギが前記導波管に
関してらせん状の電流軌跡を有し、前記伝播されたエネ
ルギが第１の循環モードのエネルギおよび第２の循環モ
ードのエネルギを含んでいる円形導波管と、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第１の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第２の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いる第１のスロットと、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第２の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第１の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いる第２のスロットと、 互いにほぼλｇの距離で分離され、前記第１のスロット
と実質的に同じ方向を有してそれと整列されている前記
導波管に形成されたスロットの第１のアレイと、 互いにほぼλｇの距離で分離され、前記第２のスロット
と実質的に同じ方向を有してそれと整列されている前記
導波管に形成されたスロットの第２のアレイと、 前記第１および第２のアレイのそれぞれのスロットと実
質的に同じであり、少なくとも第２の対が全方向性であ
るビームを生じるようにスロットの第１および第２のア
レイと共同するように導波管において形成される少なく
とも第２の対のスロットのアレイと、 伝播されるエネルギの直交偏波されたモードを円形導波
管に与えるモード変換手段と、 円形導波管を通って伝播されたエネルギを円偏波にする
円偏波手段と、 ビームのパターンを変化させるために、直交偏波モード
変換器に供給されたエネルギの相対的な振幅および位相
を制御する制御手段とを具備していることを特徴とする
パターンが変化されるエネルギのビームを供給するスロ
ット導波管アンテナ。 - 【請求項４】管内の波長λｇが自由空間における波長λ
にほぼ等しいように誘電体により負荷されて、エネルギ
が縦型アンテナアレイ方向に伝播され、|1|以上の周辺
モードのエネルギが伝播される円形導波管であって、前
記エネルギが前記導波管に関してらせん状の電流軌跡を
有し、前記伝播されたエネルギが第１の循環モードのエ
ネルギおよび第２の循環モードのエネルギを含んでいる
円形導波管と、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第１の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第２の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いるスロットの第１のアレイと、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第２の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第１の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いるスロットの第２のアレイと、 伝播されるエネルギの直交偏波されたモードを円形導波
管に与えるモード変換手段と、 円形導波管を通って伝播されたエネルギを円偏波にする
円偏波手段と、 ビームのパターンを変化させるために、直交偏波モード
変換器に供給されたエネルギの相対的な振幅および位相
を制御する制御手段とを具備していることを特徴とする
パターンが変化されるエネルギのビームを供給するスロ
ット導波管アンテナ。 - 【請求項５】|1|以上の周辺モードのエネルギが伝播さ
れる円形導波管であって、前記エネルギが前記導波管に
関してらせん状の電流軌跡を有し、前記伝播されたエネ
ルギが第１の循環モードのエネルギおよび第２の循環モ
ードのエネルギを含んでいる円形導波管と、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第１の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第２の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いるスロットの第１のアレイと、 前記導波管に形成されたスロットであって、そのスロッ
トの長手方向が第２の循環モードの前記エネルギのらせ
ん電流に関してゼロ度よりも大きな角度を有しており、
前記スロットの長手方向が第１の循環モードの前記エネ
ルギのらせん電流と平行になるような方向に形成されて
いるのスロットの第２のアレイと、 前記第１および第２のアレイのそれぞれのスロットと実
質的に同じであり、少なくとも第２の対が全方向性であ
るビームを生じるようにスロットの第１および第２のア
レイと共同するように導波管において形成される少なく
とも第２の対のスロットのアレイと、 伝播されるエネルギの直交偏波されたモードを円形導波
管に与えるモード変換手段と、 円形導波管を通って伝播されたエネルギを円偏波にする
円偏波手段と、 ビームのパターンを変化させるために、直交偏波モード
変換器に供給されたエネルギの相対的な振幅および位相
を制御する制御手段とを具備していることを特徴とする
パターンが変化されるエネルギのビームを供給するスロ
ット導波管アンテナ。
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| US07/006,533 US4825219A (en) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | Slot antenna in circular waveguide |
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|---|---|
| JPH01501911A JPH01501911A (ja) | 1989-06-29 |
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-
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1988
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