JPS605603Y2 - 広帯域円偏波励振器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は広帯域にわたって円偏波を得ることができる
円偏波励振器に関するものである。

従来の円偏波励振器として知られているものを第１図、
第２図に示す。

第１図、第２図において、１は円形導波管、２は誘電体
板、３は入射した直線偏波の電界ベクトル、４は電界ベ
クトル３の誘電体板２に平行な成分、５は電界ベクトル
３の誘電体板２に垂直な成分、６は電波の入射方向を示
す矢印、７は出力方向を示す矢印である。

いま、第２図の３で示した直線偏波の’１７Ｅ１１モー
ドを矢印６で示す方向から入射したとする。

この波は第２図に示す誘電体板２に平行な成分（以下平
行成分と言う）４と誘電体板２に垂直な成分（以下垂直
成分と言う）５の互いに垂直の二つのＴＥ□１モードの
偏波に分解できる。

この二つの偏波は誘電体がある部分では位相速度が異り
平行成分４の偏波の方が位相速度が遅くなる。

従って、この部分を通過する間に平行成分４と垂直成分
５の偏波で９０°の位相差ができるように誘電体２の大
きさや誘電率を選ぶと出力側７では互いに垂直の偏波が
時間的に９０°の位相差を持つことになるから、これを
合皮した波は振幅一定の波が回転しながら進行するＴＥ
１□モードの円偏波となる。

しかしながら、平行成分４と垂直成分５の偏波で９００
の位相が出来るのは原理的にはある単一の周波数の時だ
けであり、その他の周波数では９０°にはならない。

従って、円偏波率も悪くなるので広い周波数の範囲にお
いて、円偏波を得ることは不可能である。

この考案はこのような欠点を解消するためになされたも
ので、広い周波数の範囲において、円形導波管内のＴＥ
１１モードの円偏波を直接励振することの出来る円偏波
励振器を提供するものである。

以下第３図、第４図、第５図に示すこの考案の一実施例
を用いてこの考案を詳細に説明する。

第３図、第４図において８はアルキメデス形スパイラル
アンテナ、ログスパイラルアンテナなどの広帯域スパイ
ラルアンテナ、９はアンテナキャビティ、１０は接栓支
持体、１１は同軸接栓で広帯域スパイラルアンテナ８の
給電用ケーブルを接続するもの、１３，１４は互に隔離
してスパイラル状に配置された一対の素子、１５は円形
導波管１に取付けられた接続用フランジである。

なお、同軸接栓１１と素子１３および１４の間には平衡
、不平衡変換器（図示せず）が設けられ通常の方法で素
子１３と素子１４は逆位相で励振されている。

第５図はこの発明の円偏波励振器の動作説明のために第
３図、第４図の主要部を拡大して画いた説明用詳細図で
、１６はある瞬間における素子１３上の高周波電流の方
向を示す矢印、１７は同じく素子１４上の高周波電流の
方向を示す矢印、１８は円形導波管１内のＴＥ１１モー
ドの電界分布、ｒは広帯域スパイラルアンテナ８の中心
からの距離を示す。

今、第５図に示す様に広帯域スパイラルアンテナ８では
素子１３と素子１４とは逆位相で励振されているので、
中心からの距離ｒが次式を満たす様になる。

円周付近の素子１３上の高周波電流および素子１４上の
高周波電流は矢印１６．１７に示す様に同一方向となる
。

この方向の揃った高周波電流は、１８で示される円形導
波管１内のＴＥ１□全１□の電界ベクトルに平行な電流
成分を持っているので、円形導波管１内のＴＥ□１モー
ドを励振することが出来る。

この方向の揃った高周波電流は時間とともに回転するの
で、それに励振されるπ□□モードの電界も回転する。

従って、広帯域スパイラルアンテナ８の素子１３．１４
で、円形導波管１内のＴＥ１１モード円偏波を励振する
ことが出来る。

また広帯域スパイラルアンテナ８には動作周波数範囲内
のいずれの周波数に対しても前述の様な素子上の電流の
方向が揃う位置（式（１）を満足する円周付近の素子上
）が存在するので、広帯域スパイラルアンテナ８の動作
周波数範囲のいずれの周波数に対してもπ□□モード円
偏波を励振することが出来る。

なお、円形導波管１の長さは伝播損失が許される範囲で
長くすることが望ましい。

さらに第３図に示す円偏波励振器のフランジ１５に円偏
波電磁ホーンを取り付ければ、広帯域円偏波電磁ホーン
アンテナとすることが出来る。

以上のように、この考案は円形導波管の一方の開口部に
互に隔離してスパイラル状に配置された一対のアンテナ
素子を取付け、このアンテナ素子を互に逆位相に励振し
て上記円形導波管内にＴＥｌ、モードの円偏波を励振す
るようにしているので、数オクターブの広い周波数範囲
において動作する円偏波励振器を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の円偏波励振器を示す説明図、第２図は第
１図に示す円偏波励振器の側面図、第３図はこの考案に
なる広帯域円偏波励振器の一実施例を示す側面図、第４
図は第３図に示す一実施例の正面図、第５図はこの考案
の動作を説明するための主要部の拡大図である。 図中１は円形導波管、８は広帯域スパイラルアンテナ、
１３．１４は互に隔離してスパイラル状に配置された一
対の素子のうち一方の素子である。 なお、図中同一符号は夫々同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 円形導波管と、この円形導波管の一方の開口部に取付け
   られ互に隔離してスパイラル状に配置された一対の素子
   を有するアンテナとを備え上記アンテナの各素子を中心
   からの距離ｒがｒ＝８２？ｒ （但し入：動作周波数の波長、π：円周率）を満たすよ
   うに配置すると共に、互に逆位相に励振して上記円形導
   波管内にＴＥ１１モードの円偏波を励振することを特徴
   とした広帯域円偏波励振器。