JPS60199202A

JPS60199202A - 円形導波線路

Info

Publication number: JPS60199202A
Application number: JP5694284A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Ito; 伊藤　善春; Kunitaka Arimura; 國孝有村; Naohisa Goto; 尚久後藤; Makoto Ando; 真安藤; Tatsuya Shirai; 達也白井; Ryuji Teramoto; 寺本　龍二
Original assignee: Arimura Giken KK
Current assignee: Arimura Giken KK
Priority date: 1984-03-24
Filing date: 1984-03-24
Publication date: 1985-10-08

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。

Description

【発明の詳細な説明】ｌ゛本発明は、放送用アンテナ等に用いて好適の円形導
波線路に関する。

従来の円形導波線路としては、第１，２図に示すような
ものがあり、このラノアル導波線路には、相互に離隔し
て対向するよう配設され一方に電力放射用開口ａを形成
された一対の金属板す、ｃと、これらの金属板す。

Ｃ周縁部を連結する金属製周壁ｄとでその内部に導波空
間ｅが形成されて、この導波空間ｅ内に周壁ｄとの間に
給電電力迂回用隙間ｆを残すようにして、申開金属板ｇ
が設けられており、これにより周壁ｄから矢印Ｐｆで示
すごとく導波空間ｅにおける中央部へ向けて給電電力を
集中させることができるようにしたものが提案されてい
る。

なお、第１．２図中の符号りは同軸線路、１１１は同軸
線路の外部導体、１１２は同軸線路の内部導体、１は終
端抵抗体、ｊは導体整合板を示す。

しｈ化なが呟従来の円形導波線路では、隙間ｒを含む導
波空間ｅのコーナ一部にで、給電電力が反射してしまう
ため、第３図に示すごとく、上下導波空間部間での内部
界が大幅に異なり、これによりこのコーナ一部ｋを通し
ての給電パワーの有効な取り出しをはかれないという問
題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、上記コーナ一部における周壁形状を工夫することによ
り、該コーナ一部で給電電力が反射しないようロして、
給電パワーを有効に取り出せるようにした、円形導波線
路を；是供することを目的とする。

このため、本発明の円形導波線路は、金属壁で囲まれた
導波空間と、同導波空間内においてその周壁との間に給
電電力迂回用隙間を残して配設された中間板と、上記導
波空間に形成された給電用開口に接続される給電部とを
そなえ、上記隙間を含む上記導波空間のコーナ一部での
給電電力の反射を防止すべく、上記コーナ一部の断面形
状か多角形または円の半断面形状あるいは曲線として形
成されたことを持金としている。

以下、図面により本発明の一実施例としての同軸型円形
導波線路について説明すると、第４図はその中央縦断斜
視図、第５図はその中央縦断面図、第６図はその反射係
数特性を示すグラフ、＠７図はその内部異特性を示すグ
ラフ、第８図はその上部空間の半径方向に沿った電力密
度特性を示すグラフ、第９図は他の例を第５図に対応さ
せて示す中央縦断面図、第１０．１１図はそれぞれ第９
図に示すものの作用を説明するためのグラフ、第１２〜
１４図はそれぞれ他の例を第５図に対応させて示す中央
縦断面図であり、各図中、同じ符号はほぼ同様の部分を
示している。

第４．５図に示すごとく、相互に離隔して対向するよう
に一対の金属円板１．２が配設されており、一方の金属
円板１には、電力放射用開口としての複数のスロット（
又はスリン）Ｈａが同心円上あるいは螺旋上等に形成さ
れている。

また、他方の金属円板２には、給電部としての同軸線路
３に接続される給電用開口２ａが形成されている。

そして、これらの金属円板１，２の周縁部を連結する金
属製周壁４が設けられており、これらの金属円板１．２
および金属製周壁４で、その内部に導波空間Ｓが形成さ
れる。

また、この導波空間Ｓ内において、金属円板１，２と平
行な中間金属板６が、周壁４との開に給電電力迂回用隙
間りを残して設けられており、これによりこの中間金属
板６によって導波空間Ｓが２つの導波空間部Ｓ１．Ｓ２
に分割される。

なお、この中間金属板６の取付は、金属円板１に終端抵
抗体７（これは円板の中心に配設される）を介して行な
われたり、途中で絶縁板等を介して行なわれたりし、更
にその取付場所は適宜の個所が選ばれる。

また、導波空間部Ｓ１内には、約４５“のテーバ面をも
った金属製の円錐形状をした整合体５が、その頂部を開
口２ａに向けて配設されている。すなわち整合体５の底
面部は中間金属板６にこれと同心円で取り付けられて、
整合体５の頂部が開口２ａの中心軸線上に存在するよう
になっている。

なお、同軸線路３の外部導体３ａが開口２ａに接続され
、同軸線路３の内部導体３ｂが整合体５の頂部に接続さ
れている。

このようにして、円錐形状の整合体５により、同軸線路
３と導波空間Ｓ（下部導波空間部Ｓｌ）との接続部での
電力反射を防止することができ、しかも同軸線路３と導
波空間Ｓとで電界方向を第５図に矢印Ａ　、　Ｂで示す
ように正確に９０°だけ変えてモード変換をすることが
できるので、例えば給電パワーを有効に下部導波空間部
Ｓ１内へ取り出すことができる。

第６図に開口２ａの部分（給電フネクタの部分）から見
た反射係数特性を示す。この図から反射が少なくなって
給電を有効に行なえることがわかる。

ところで、給電電力迂回用隙間りを含む導波空間Ｓのコ
ーナ一部Ｃの断面形状が、正八角形の半断面形状あるい
は半円状等で形成されているので、このコーナ一部Ｃで
の給電電力の反射を十分に防止でき、このコーナ一部Ｃ
を通じての給電を効果的に行なうことができる。

第７図は下部導波空間部Ｓ１での内部異特性（実線）と
上部導波空間部Ｓ２での内部異特性（破線）とを示すが
、この図から各導波空間部Ｓｌ、Ｓ２での内部界がほぼ
等しくなっていることがわかるが、これはコーナ一部Ｃ
での反射がないことを意味している。

また、中間金属板６は、各導波空間部Ｓｌ、Ｓ２におけ
るインピーダンスＺｄ、Ｚｕが等しくなるような位置１
例えば金属板１．２間を２等分するような位置に設けら
れており、これにより両導波空間部Ｓ１．Ｓ２開のイン
ピーダンス整合をとることがでと、更に効果的な給電が
可能となる。

したがって、上記のようにして下部導波空間部Ｓ１へ効
率よく給電された電力は、矢印Ｐｆで示すように、この
下部導波空間部Ｓ１を通り、周壁４と中間金属板６との
隙間りの部分、即ちコーナ一部Ｃを効率よく迂回して、
上部導波空間部Ｓ２へ至り、その中央部へ向けて伝播し
てゆくのである。

そして、給電電力が上部導波空間部Ｓ２を通過するとき
に、金属円板１に形成されたスロワ）ｌａを通して電力
が放射される。このときの電力密度特性を示すと、第８
図に符号Ｍで示すような特性となる。この特性Ｍは略鋸
歯状になるがこれはスロワ）ｌａを通して電力が放射さ
れるときに急激に電力密度が下がるためであるが、周辺
より給電されているので、この特性Ｍの全体としてのレ
ベルは、終端からの距離Ｒと無関係にほぼなだらかに同
じになる。すなわち、本発明の円形導波線路によれば、
導波空間Ｓ内へ効果的に給電電力を取り込んでから、更
にコーナ一部Ｃで効率よく給電電力を通過させて、しか
も放射に際しては、放射電力がほぼ均一となるため、ア
ンテナ利得も大幅に向上するのである。

また、第９図に示すように、コーナ一部Ｃ′の周壁部に
テーパを施して電波をまわり込みやすくしても、このコ
ーナ一部Ｃ′での給電電力の反射を十分に防止できる。

これは、１１０図に示すように両導波空間部での内部界
がほぼ等しくなることがらもわかる。

なお、第１１図に開口２ａの部分（コネクタ）から見た
反射係数特性を示すが、この図からも円錐形状の整合体
５の作用によって、給電パワーの有効な取り出しがはか
られていることがわかる。

また、第９図中の符号８は終端抵抗体を示す。

さらに、第１２図に示すように、隙間りを含むコーナ一
部Ｃ″の断面形状を、半円形状に形成した場合には、こ
のコーナ一部Ｃ″での給電電力の反射を十分に防止でき
るが、半円形に近いなだらかな曲線である方が反射が少
ない。

なお、第１２図中の符号４′は周壁を示す。

また、導波空間部Ｓｌ、３２のインピーダンスＺｕ、７
．ｄが等しくない場合は、第１３．１４図に示すごとく
、中間金属板６の周縁部１；インピーダンスがＺＩｌｌ
（＝ＪΣｕＺｄ）で長さρが線路波長λの１／４の整合
部（３ａ、（ＳＬ＋を形成して、導波空間部Ｓｌ、Ｓ２
間のインピーダンス整合をとるようにしてもよい。

なお、この場合のコーナ一部Ｃにおける周壁４の各構成
面の大きさは導波空間部Ｓ１．Ｓ２のインピーダンスの
相違に応じて異なっている。

例えば、第１３図に示すものの場合、下部導波空間部Ｓ
１のインピーダンスはコーナ一部Ｃの部分も含めたもの
であり、第１４図に示すものの場合、上部導波空間部Ｓ
２のインピーダンスはコーナ一部Ｃの部分も含めたもの
である。

なお、第５図中の角度ａおよびθはそれぞれ略４５゜で
ある。

また、コーナ一部の断面形状を、例えば正八角形よりも
角数を変えて形成してもよい。

なお、ｔｔＳ１５図に示すごとく、整合体５′の形状を
円錐形状ではなく、縦断面形状の輪郭線りが指数関数等
の変化をするような形状に設定してもよい。そして、こ
のと軽量軸線路３の外部導体３ａの開口２ａへの接続端
部も指数関数等の変化をする形状にしてもよい。

また、整合体５，５′は内部が中空のものでも中実のも
のでもよく、整合体５．５′の全体が金属製でなくても
、少なくとも表面に金属層を有するものであればよい。

さらに、本発明は、給電部を、前述の実施例のように同
軸線路３にする代わりに、導波管９にしたしのにでも同
様にして適用できる（第１６図参照）。

以上詳述したように、本発明の円形導波線路によれば、
金属壁で囲まれた導波空間と、同導波空開内においてそ
の周壁との間に給電電力迂回用隙間を残して配設された
中間板と、上記導波空間に形成された給電用開口に接続
される給電部とをそなえ、上記隙間を含む上記導波空間
のコーナ一部での給電電力の反射を防止すべく、上記コ
ーナ一部の断面形状が多角形または円の半断面形状ある
いは曲線として形成されているので、上記中間板で仕切
られる導波空間部の一方と上記コ−す一部との間での整
合を十分にとることができ、これにより給電電力が上記
コーナ一部で反射されることがなく、効率の良い給電が
可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は従来の円形導波線路を示すもので、第１図
はその中央縦断斜視図、第２図はその中央縦断面図、第
３図はその導波空間の内部界特性を示すグラフであり、
第４〜１４図は本発明の一実施例としての同軸型円形導
波線路を示すもので、第４図はその中央縦断斜視図、第
５図はその中央縦断面図、第６図はその反射係数特性を
示すグラフ、第７図はその内部界特性を示すグラフ、１
８図はその電力密度特性を示すグラフ、第９図は池の例
を第５図に対応させて示す中央縦断面図、第１０．１１
図はそれぞれ第９図に示すものの作用を説明するための
グラフ、第１２〜１４図はそれぞれ他の例を第５図に対
応させて示す中央縦断面図であり、ｔＩＳ１５図は整合
体の変形例を示す部分縦断面図であり、第１６図は本発
明の更に池の実施例としての導波管型円形導波線路を示
す中央縦断面図である。１・・金属円板、１ａ・・スロット、２・・金属円板、
２ａ・・給電用開口、３・・同軸線路、３ａ・・外部導
体、３ｂ・・内部導体、４．４′　・・周壁、５，５′
・・整合体、６・・中間金属板、ｆ３ａ、６ｂ・・整合
体、７．８・・終端抵抗体、９・・導波管、ｃ、ｃ’　
、ｃ”・・コーナ一部、Ｄ・・隙間、Ｓ・・導波空間、
８１゜Ｓ２・・導波空間部。代理人　弁理士　飯沼義彦第１図り第３図ｐ（ｃｍ）第５図第１２図第６図１０５　１１．０　１１．５　１２．０同号皮数（ＧＨ
ｚ）第７図０　５　０　５ｐ（ｃｍ）第８図終鳩甲、（距離Ｒ−外凋１１第９図第１０図ｐ（ｃｍ）第１１図１０．５　１１．０　１１．５　１２．０囚波＆　（Ｇ
Ｈｚ　）第１３図第１４図第１５図

Claims

【特許請求の範囲】

金属壁で囲まれた導波空間と、同導波空間内においてそ
の周壁との間に給電電力迂回用隙間を残して配設された
中間板と、上記導波空間に形成された給電用開口に接続
される給電部とをそなえ、上記隙間を含む上記導波空間
のコーナ一部での給電電力の反射を防止すべく、上記コ
ーナ一部の断面形状が多角形または円の半断面形状ある
いは曲線として形成されたことを特徴とする、円形導波
線路。