JPS5928705A - 平面アレイアンテナ - Google Patents
平面アレイアンテナInfo
- Publication number
- JPS5928705A JPS5928705A JP796383A JP796383A JPS5928705A JP S5928705 A JPS5928705 A JP S5928705A JP 796383 A JP796383 A JP 796383A JP 796383 A JP796383 A JP 796383A JP S5928705 A JPS5928705 A JP S5928705A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- mode
- plane
- array antenna
- slit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、平面アレイアンテナ、特に２種類の導波管を
共有Ｈ面に設けた軸方向スリットによシミ磁結合させた
平面アレイアンテナに関するものでおる。
共有Ｈ面に設けた軸方向スリットによシミ磁結合させた
平面アレイアンテナに関するものでおる。
従来技術と問題点
通常ダイボールアレイ或はスロットアレイを励振する為
に、第１図に示すようにダイボールｄｐ或はスロットを
給電線８ｐによルコーボレートフィード方式によｐ励振
する構成が一般に採用されている。しかし、このような
平面アレイアンテナでは、構成が複雑となシ、且つ大型
となる欠点がおった。
に、第１図に示すようにダイボールｄｐ或はスロットを
給電線８ｐによルコーボレートフィード方式によｐ励振
する構成が一般に採用されている。しかし、このような
平面アレイアンテナでは、構成が複雑となシ、且つ大型
となる欠点がおった。
又数１０ＧＨｚ以上の超高周波帯では、給電線の損失が
大きくなって効率が低下し、且つ給電線の寸法の精度が
厳しいものとなシ、製作が困難となると共に高価になる
欠点がｂった。
大きくなって効率が低下し、且つ給電線の寸法の精度が
厳しいものとなシ、製作が困難となると共に高価になる
欠点がｂった。
発明の目的
本発明は、構成が簡単で且つ小澄化が可能でおると共に
低コストの平面プレイアンテナを提供することを目的と
するものである。以下実施例について詳細に説明する。
低コストの平面プレイアンテナを提供することを目的と
するものである。以下実施例について詳細に説明する。
発明の実施例
第２図は本発明の実施例の平面アレイアンテナの概略斜
視図でるり、１は低次モード例えばＴＥｌ。
視図でるり、１は低次モード例えばＴＥｌ。
モードを伝搬させる標準寸法の方形導波管、２は高次モ
ードのＴ Ｅｎ ｏモード（ｎ＞１）を伝搬させる大型
の導波管でろって、その両端はＢ蔽されている。第２図
に於ては、大型の導波管２として、’ｌ’Ｅｓｏモード
を伝搬させる導波管を示している。又３はスロットで必
シ、各スロットがアンテナエレメントを構成している。
ードのＴ Ｅｎ ｏモード（ｎ＞１）を伝搬させる大型
の導波管でろって、その両端はＢ蔽されている。第２図
に於ては、大型の導波管２として、’ｌ’Ｅｓｏモード
を伝搬させる導波管を示している。又３はスロットで必
シ、各スロットがアンテナエレメントを構成している。
導波管１と大型の導波管２とのそれぞれ一つのＨ面を、
太部の導波管２の全長にわたって共用されている。大型
の導波管２の軸方向の長さはビーム幅で定まシ、軸方向
と垂直な長さは波長によシ定まる。
太部の導波管２の全長にわたって共用されている。大型
の導波管２の軸方向の長さはビーム幅で定まシ、軸方向
と垂直な長さは波長によシ定まる。
第３図は導波管１のみの概略斜視図を示し、４は共有Ｈ
面に形成された軸方向のスリットで６Ｄ、大型の導波管
２の全長にわたって形成されている。
面に形成された軸方向のスリットで６Ｄ、大型の導波管
２の全長にわたって形成されている。
なお図示されていないが、大型の導波管２の共有Ｈ面に
もスリットが形成されているものでらる。
もスリットが形成されているものでらる。
第４図は第２図０Ａ−Ａ’線の断面図、第５図は第４図
０Ｂ−Ｂ’線の断面図でろって、第２図及び第３図と同
一符号は同一部分を示すものである。
０Ｂ−Ｂ’線の断面図でろって、第２図及び第３図と同
一符号は同一部分を示すものである。
第５図に於て、５は無反射終端素子でらシ、導波管１の
一端から給電し、他端を無反射終端とすることによシ、
導波管１と大型の導波管２とがスリット４によって電磁
結合されているから、大型の導波管２に形成されたアン
テナエレメントを容易に励振することができる。
一端から給電し、他端を無反射終端とすることによシ、
導波管１と大型の導波管２とがスリット４によって電磁
結合されているから、大型の導波管２に形成されたアン
テナエレメントを容易に励振することができる。
＼＼
Ｆ）ガン発振器等の高周波発振器を用いて、導波管・ブ
１の開口部にＴＥ、ｏモードの高周波電力を供給すると
、このＴＥ、ｏモードは、スリット４を介して大型の導
波管２に供給され、その際ＴＥｎｏモード（ｎ＞１）Ｋ
変換され、軸方向にｎ列に形成式れたスロット３から電
波が放射される。ｍ２図に於ては、ルー６の場合を示し
ている。
、このＴＥ、ｏモードは、スリット４を介して大型の導
波管２に供給され、その際ＴＥｎｏモード（ｎ＞１）Ｋ
変換され、軸方向にｎ列に形成式れたスロット３から電
波が放射される。ｍ２図に於ては、ルー６の場合を示し
ている。
導波管１と大型の導波管２との共有Ｈ面にスリット４を
形成した第７図に示す断面構成に於て、導波管２は幅α
、高さｂの大きさ、導波管１は幅Ｃ１高さｂの大きさで
、スリット４０幅を８とすると、これらの導波管１，２
０位相定数が中心周波数で等しいように寸法を定めるも
のでメジ、中心角周波数ω。に於て次式が導波管２の全
長にわたって成立するように、α、Ｃを定める。
形成した第７図に示す断面構成に於て、導波管２は幅α
、高さｂの大きさ、導波管１は幅Ｃ１高さｂの大きさで
、スリット４０幅を８とすると、これらの導波管１，２
０位相定数が中心周波数で等しいように寸法を定めるも
のでメジ、中心角周波数ω。に於て次式が導波管２の全
長にわたって成立するように、α、Ｃを定める。
ωｔ−１・μ−（−！！−ｌ−！！−）２−ωトＣ４・
μ＋ −（−！Ｌ）２ ・・・・・・・・・（１）但
し、Ｓ、μは導波管２内の誘電率及び透出率、ε１゜磁
界との両方が軸方向成分をもつノ・イブリッド・モード
となシ、無限個の次数のＴＥモードとＴＭモードとの和
で表現され、又一つの共通の位′４月定数をもつことに
なる。しかし、導波管１には高次モードが入シ離（、Ｔ
Ａ７＋ｏモードが他のモードに比較して極めて強いもの
となる。一方導波管２の全長にわたって（１）式が成立
するので、導波管１のＴ Ｅ ＋。
μ＋ −（−！Ｌ）２ ・・・・・・・・・（１）但
し、Ｓ、μは導波管２内の誘電率及び透出率、ε１゜磁
界との両方が軸方向成分をもつノ・イブリッド・モード
となシ、無限個の次数のＴＥモードとＴＭモードとの和
で表現され、又一つの共通の位′４月定数をもつことに
なる。しかし、導波管１には高次モードが入シ離（、Ｔ
Ａ７＋ｏモードが他のモードに比較して極めて強いもの
となる。一方導波管２の全長にわたって（１）式が成立
するので、導波管１のＴ Ｅ ＋。
モードの位相定数に近い値を位相定数としてもつＴＥ、
、。モードが特に強く結合され、他のモードよシ強勢と
なる。なお第７図に於て、スリット４の中心を座標中心
として各部の位置を示すもので、ａ、ｆｌｄ導波管１，
２の中心の位置ずれ址を示すものでるる。
、。モードが特に強く結合され、他のモードよシ強勢と
なる。なお第７図に於て、スリット４の中心を座標中心
として各部の位置を示すもので、ａ、ｆｌｄ導波管１，
２の中心の位置ずれ址を示すものでるる。
第８図は、α” ２８．０２ ｍｍ ＋ ｂ−！＞ １
７５徂ｍ、Ｃ＝７．１１ｍｔａ、ｄ＝５−５５ｍｍ、ａ
＝ｆ＝０＋ａ＝４．０ｍｍ、ε＝２．５６ε０゜ε１−
ε０．μ＝μｍ＝μ０として、位相定数の周波数に対す
る変化（分散特性）のｉ１′算結果を示すもので、導波
管１単独のＴＨ；＋ｏモードについては曲線Ａ、専波管
２単独のＴＥｅｏモードについては曲線Ｂで示すもので
ある。従って曲線Ａ、Ｂが交差する近傍の周″比較を示
すもので、曲線Ａは導波管１９曲線Ｂは導波管２につい
てのものでるり、導波管１は７“Ａ’ＩＯモードの振幅
が最大となシ、導波管２はＴ Ｅ ｇ ｏモードの振幅
が最大となる。
７５徂ｍ、Ｃ＝７．１１ｍｔａ、ｄ＝５−５５ｍｍ、ａ
＝ｆ＝０＋ａ＝４．０ｍｍ、ε＝２．５６ε０゜ε１−
ε０．μ＝μｍ＝μ０として、位相定数の周波数に対す
る変化（分散特性）のｉ１′算結果を示すもので、導波
管１単独のＴＨ；＋ｏモードについては曲線Ａ、専波管
２単独のＴＥｅｏモードについては曲線Ｂで示すもので
ある。従って曲線Ａ、Ｂが交差する近傍の周″比較を示
すもので、曲線Ａは導波管１９曲線Ｂは導波管２につい
てのものでるり、導波管１は７“Ａ’ＩＯモードの振幅
が最大となシ、導波管２はＴ Ｅ ｇ ｏモードの振幅
が最大となる。
第１０図は導波管１のスリット６の影譬を含めた電界分
布の耐算結釆を示すもので、スリット４は前述の如く中
心に対して上２゜０．ｔｎの幅番を有し、又導波管１は
中心に対して土工５５ｍｍ０幅０を有するものである。
布の耐算結釆を示すもので、スリット４は前述の如く中
心に対して上２゜０．ｔｎの幅番を有し、又導波管１は
中心に対して土工５５ｍｍ０幅０を有するものである。
廖方向の電界ｔＥｚ＋の曲線で示されるようにＴＥ＋ｏ
モードが強勢であることが判る。
モードが強勢であることが判る。
又Ｘ方向はＩＥｚｌの曲線で示されている。
又第１１図は導波管２の電界分布の計算結果を示すもの
で、導波管２は中心に対して±１４．０１ｍｍの幅ａを
有するもので、２方向のｖＬ界ｌ″ｌ：１Ｅｚｌの曲線
で示され、９次モードが伝搬されることが判る。
で、導波管２は中心に対して±１４．０１ｍｍの幅ａを
有するもので、２方向のｖＬ界ｌ″ｌ：１Ｅｚｌの曲線
で示され、９次モードが伝搬されることが判る。
又２方向の電界はＩＥｚｌの曲線で示されている。
く＼
゛頌前述の実施例は４波管２の伝搬モードのＴ Ａｌ’
ｎｏの′５Ｉ′ ｙｌ＝９の場合についてのものでらるが、（１）式の条
件からも判るように、任意の次数とすることができるも
のである。従って本発明によれば、平面プレイアンテナ
を、導波管１の一端よシ給電し、他端を無反射終端とす
ることによシ、大型の導波管２に形成した各アンテナエ
レメントを容易に励振することができ、超高周波帯に於
ても、直線状の導波管１をスリット４により結合させる
構成でらるから、低損失の給電を行なうことができると
共に、製作も容易となシ、低コストの平面プレイアンテ
ナを提供することができる。
ｎｏの′５Ｉ′ ｙｌ＝９の場合についてのものでらるが、（１）式の条
件からも判るように、任意の次数とすることができるも
のである。従って本発明によれば、平面プレイアンテナ
を、導波管１の一端よシ給電し、他端を無反射終端とす
ることによシ、大型の導波管２に形成した各アンテナエ
レメントを容易に励振することができ、超高周波帯に於
ても、直線状の導波管１をスリット４により結合させる
構成でらるから、低損失の給電を行なうことができると
共に、製作も容易となシ、低コストの平面プレイアンテ
ナを提供することができる。
第６図は本発明の他の実施例の断ｍＪ図でｈＤ、大型の
導波管として、プリント基板６即ち誘電体７の外部をと
りまく導体８＋ ８’、 Ｂｔｔを有する構成を用いた
ものでわる。導波管１のＨ面と大型の導波管を構成する
プリント基板乙の一方のＨ面即ち導体８′とを、プリン
ト基板乙の全長にわたって共有するように設け、その共
有８面にスリン［・４を形成して電磁結合させ、プリン
ト基板乙の他のＨ面即ち導体８にスロット６を形成した
ものである。
導波管として、プリント基板６即ち誘電体７の外部をと
りまく導体８＋ ８’、 Ｂｔｔを有する構成を用いた
ものでわる。導波管１のＨ面と大型の導波管を構成する
プリント基板乙の一方のＨ面即ち導体８′とを、プリン
ト基板乙の全長にわたって共有するように設け、その共
有８面にスリン［・４を形成して電磁結合させ、プリン
ト基板乙の他のＨ面即ち導体８にスロット６を形成した
ものである。
この実施例によると、誘電体７を用いることによって、
第３図〜第５図に示す実施例の大型の導波管２に比較し
て、その高さを低くすることができ、小型の平面アレイ
アンテナを構成することができる。
第３図〜第５図に示す実施例の大型の導波管２に比較し
て、その高さを低くすることができ、小型の平面アレイ
アンテナを構成することができる。
発明の詳細
な説明したよｆ）ＶＣ，、本発明は、低次そ−ドを伝搬
させる方形導波管１の一端より給電し、他端を無反射終
端とし、その方形導波管１のＨ面とそのＨ面とを共有す
る大型の導波管２（プリント基板６）を設けて、その共
鳴Ｈ面に大型の導波管の全長にわたるスリット４を形成
して電磁結合させ、方形導波管１に伝搬される低次モー
ドを高次モードに変換して大型の導波管に伝搬させ、こ
の大型の導波管の他のＨ面に形成したスロット６から電
波を放射させるもので１ハ第１図に示すようなアレイア
ンテナと同一の特性を示す低コストの平面アレイアンテ
ナを提供することができる。又（１）式を満足させるこ
とによ）、導波管１から大型の導波管２（プリント基板
６）をＴＥ、Ｌｏモードの振幅が他のモードの振幅に比
較して充分大きくなるよ′９に励振することができる。
させる方形導波管１の一端より給電し、他端を無反射終
端とし、その方形導波管１のＨ面とそのＨ面とを共有す
る大型の導波管２（プリント基板６）を設けて、その共
鳴Ｈ面に大型の導波管の全長にわたるスリット４を形成
して電磁結合させ、方形導波管１に伝搬される低次モー
ドを高次モードに変換して大型の導波管に伝搬させ、こ
の大型の導波管の他のＨ面に形成したスロット６から電
波を放射させるもので１ハ第１図に示すようなアレイア
ンテナと同一の特性を示す低コストの平面アレイアンテ
ナを提供することができる。又（１）式を満足させるこ
とによ）、導波管１から大型の導波管２（プリント基板
６）をＴＥ、Ｌｏモードの振幅が他のモードの振幅に比
較して充分大きくなるよ′９に励振することができる。
なお前述の実施例に於ては、低次モードとしてＴ Ｅ
１ｏモード、高次モードとしてＴＥｔ＞ ｏモードとし
て説明したが、低次モードとしては例えは７’ Ｅ 、
ｏモード、高次モードとしてＴ Ｅ ｓ。モードとする
ことも勿論可能でメジ、その他の七−ドとすることもで
きる。
１ｏモード、高次モードとしてＴＥｔ＞ ｏモードとし
て説明したが、低次モードとしては例えは７’ Ｅ 、
ｏモード、高次モードとしてＴ Ｅ ｓ。モードとする
ことも勿論可能でメジ、その他の七−ドとすることもで
きる。
第１図はコーホレートフィード方式による給電の説明図
、第２図は本発明の実施例の概略斜視図、第３図はＴＥ
＋ａモードを伝搬させる導波管の概略斜視図、第４図
は第２図のＡ−Ａ’線の断面図、第５図は第４図のＢ
−Ｂ’線の断面図、第６図は本発明の他の実施例の断面
図、第７図は導波管の説明用の断面図、第８図は計箕に
よる分散特性曲線図、鉛９図は針算によるモード振幅比
較特性曲線図、第１Ω図及び第１１図ｆ′ｉ、耐葺によ
る電界分布曲線図である。 １は導波管、２は大型の導波管、６はスロット、４はス
リット、５は無反射終端素子、６はプリント基板、７は
誘電体である。 特許出願人 稲 垣 直 樹 代理人弁理士 玉蟲久五部外２名 第１図 第２図 □ ３ ＠ Ｍ
４ ［１ｉｉ１第 ５ 図 、３ （５ 第 ６ 図 ４） 第 ７ 図 第８図 周ａ数 〔ＧＨ２〕 １゜ ０（モート次数）
、第２図は本発明の実施例の概略斜視図、第３図はＴＥ
＋ａモードを伝搬させる導波管の概略斜視図、第４図
は第２図のＡ−Ａ’線の断面図、第５図は第４図のＢ
−Ｂ’線の断面図、第６図は本発明の他の実施例の断面
図、第７図は導波管の説明用の断面図、第８図は計箕に
よる分散特性曲線図、鉛９図は針算によるモード振幅比
較特性曲線図、第１Ω図及び第１１図ｆ′ｉ、耐葺によ
る電界分布曲線図である。 １は導波管、２は大型の導波管、６はスロット、４はス
リット、５は無反射終端素子、６はプリント基板、７は
誘電体である。 特許出願人 稲 垣 直 樹 代理人弁理士 玉蟲久五部外２名 第１図 第２図 □ ３ ＠ Ｍ
４ ［１ｉｉ１第 ５ 図 、３ （５ 第 ６ 図 ４） 第 ７ 図 第８図 周ａ数 〔ＧＨ２〕 １゜ ０（モート次数）
Claims (3)
- （１）低次モードを伝搬させる方形導波管と、該方形導
波管によシ伝搬される低次モードを高次モードに変換し
、該高次モードを伝搬させる中心周波数で該方形導波管
と位相定数の等しい大型の導波管とのそれぞれの一つの
Ｈ面を該大型の導波管の全長にわたって共有させ、該共
侑させたＨ面に軸方向のスリットを設けて前記方形導波
管と前記大型の専一波管とを電磁結合させると共に、前
記大型の導波管の他のＨ面にスロットを複数設け、該ス
ロットから電磁波を放射する構成としたことを特徴とす
る平面アレイアンテナ。 - （２）前記低次モードがＴＥ１ｏモードでう夛、前記高
次モードが７’ＡＩ’ｎ ｏモード（？＄＞１）でるる
ことを特徴とする請求 アンテナ。 - （３）前記大型の導波管は， ｇ＊体の外部を導体がと
ルまく構成であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の平面アレイアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP796383A JPS5928705A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 平面アレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP796383A JPS5928705A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 平面アレイアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928705A true JPS5928705A (ja) | 1984-02-15 |
| JPH0324805B2 JPH0324805B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=11680122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP796383A Granted JPS5928705A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 平面アレイアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928705A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5475394A (en) * | 1991-01-30 | 1995-12-12 | Comsat Corporation | Waveguide transition for flat plate antenna |
| CN111025454A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 清华大学 | 光纤模式转换器件 |
-
1983
- 1983-01-20 JP JP796383A patent/JPS5928705A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5475394A (en) * | 1991-01-30 | 1995-12-12 | Comsat Corporation | Waveguide transition for flat plate antenna |
| CN111025454A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 清华大学 | 光纤模式转换器件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0324805B2 (ja) | 1991-04-04 |
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