JPS61154204A - コルゲート変換器 - Google Patents

コルゲート変換器

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JPS61154204A
JPS61154204A JP28163184A JP28163184A JPS61154204A JP S61154204 A JPS61154204 A JP S61154204A JP 28163184 A JP28163184 A JP 28163184A JP 28163184 A JP28163184 A JP 28163184A JP S61154204 A JPS61154204 A JP S61154204A
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JP
Japan
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elliptical
corrugated
waveguide
elliptic
mode
Prior art date
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JP28163184A
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English (en)
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JPH0351322B2 (ja
Inventor
Seiichi Yamawaki
山脇 成一
Tomoki Kobuchi
知己 小渕
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02Waveguide horns
    • H01Q13/0208Corrugated horns

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Waveguides (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、楕円反射鏡アンテナの一次放射器として適用
する楕円コルゲートアンテナに関する。
特に、滑らかな管壁を有する楕円導波管の導波管モード
を楕円コルゲートバランスドハイブリッドモードに不整
合無しに変換できる整合装置に関するものである。
〔概要〕
本発明は、楕円コルゲート導波管または楕円コルゲート
ホーンにおいて、 楕円コルゲート導波管または楕円コルゲートホーンと楕
円導波管との間にコルゲーションの歯の先端で電磁波の
進行方向の電界成分が零に近位する条件を適用して設計
した溝の深さのコルゲーションを数段設けた楕円コルゲ
ート部を設けることにより、 楕円導波管の導波管モードを楕円コルゲートノ\ランス
トハイブリッドに不整合なL7に変換するようにしたも
のである。
〔従来の技術〕
従来楕円コルゲート導波管または楕円コルゲートホーン
と滑かな管壁を有する楕円導波管部とを不整合無しに導
波管モードのTEモードまたはTMモードから楕円コル
ゲートバランストノベイブリッドモードへ変換する整合
装置に関する明確な設計手法はなく、一般的に整合装置
はコルゲーションの溝の深さが自由空間波長(λ)の2
として2段から3段のコルゲーション部分を接続するこ
とによって設計していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このような従来の方法では、良好なTEモード
からバランスドハイブリッドモードへの変換が得られな
いため良好に調整されたものでも楕円コルゲートの長軸
励振成分と短軸励振成分とで整合度合に差があり、その
ために円偏波励振したとき楕円偏波率が0゜2dB以下
にするのは困難であった。そのために、従来の方法によ
って設計した楕円コルゲートポーンを放送衛星搭載用の
反射鏡アンテナの一次放射器として用いた場合にWAR
C−BS’79  (1979年12GIIz帯の放送
衛星に関する世界無線通信主管庁会議)の交差偏波基準
を満足するのが難しい欠点があった。また逆に実験的に
楕円コルゲートまたは楕円コルゲートの整合を楕円コル
ゲーションの溝の深さを適当に交換しながら最適条件を
決定するのは、組合せが無数にありほとんど不可能であ
った。
本発明は以上の問題点を解決するもので、滑かな管壁の
楕円導波管の導波管モードを楕円コルゲートバランスド
ハイブリッドモードに不整合なしに変換できる楕円開口
面コルゲートアンテナを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、一方の開口面が滑かな管壁の楕円導波管に結
合され、他方の開口面が空中線に結合され、管壁に楕円
周方向の薄い歯が多数段設けられた楕円開口面コルゲー
トアンテナにおいて、上記一方の開口面と上記楕円導波
管との間に、管壁に楕円周方向の薄い歯が数段設けられ
、その薄い歯の間の溝の深さがその薄い歯の先端で電磁
波の進行方向の電界成分がほぼ零となる条件に定められ
た楕円開口コルゲート部を結合した構造を特徴とする。
本発明は楕円開口面コルゲートアンテナが楕円コルゲー
ト導波管または楕円コルゲートホーンであることができ
る。
〔作用〕
本発明は、楕円コルゲートa波管または楕円コルゲート
ホーンと楕円導波管との間にコルゲーションの歯の先端
で電磁波の進行方向の電界成分がほぼ零となる条件を適
用して設計した溝の深さのコルゲーションを数段設けた
楕円コルゲート部を結合した構造とすることにより、滑
かな管壁の楕円導波管の導波管モードを楕円コルゲート
バランスドハイブリッドモードに不整合なしに変換する
ことができる。
〔実施例〕
本発明の実施例について図面を参照して説明する。第5
図は本発明の整合部のコルゲーションの溝の深さを決定
するのに用いる楕円柱座標系を示す図であり、楕円コル
ゲート導波管の横断面を示す。楕円柱座標系(ξ、η、
2)と直角座標系(X%Y%Z)との間には次の関係が
成立する。
hは定数で楕円の共焦点間の2である。また第5図にお
いて変数ξがξ1の楕円は楕円コルゲート導波管のコル
ゲーションの歯の先端1の境界を示す、変数ξがξ。の
楕円は楕円コルゲート導波管のコルゲーションの溝の最
深部2の境界を示す。
この条件において各々の境界の長軸半径al、a6およ
び短軸半径b+、beは次のように表わされる。
また、各々の楕円の偏心率をe、 、eoとすると次の
ような関係が成り立つ。
次に第1図は本発明一実施例楕円コルゲート導波管の縦
断面図である。第1Mにおいて、1はコルゲーションの
先端、2はコルゲーションの溝の最深部、3はコルゲー
ションの溝の深さ、4は楕円コルゲートの内部、5は楕
円コルゲート導波管のコルゲーションの溝、6は滑かな
管壁の導波管、7は整合部、8は楕円コルゲートa波管
、Pはコルゲーションのピッチ、Wはコルゲーションの
溝の幅、Zは伝搬方向、Zou tはコルゲーションの
歯の先端1におけるインピーダンスおよびE、は伝搬方
向Zの電界を示す。第2図は本発明の楕円コルゲートa
波管の整合部の横断面図である。第2図において、変数
値ξ。およびC1の楕円の間の部分は整合部コルゲーシ
ョンの溝の深さを示す。
第3図は本発明の他の実施例楕円コルゲートホーンの縦
断面図である。第3図において、第1図と同一の部分は
同一の符号で示す。5′は楕円コルケートホーンの講お
よび9は楕円コルゲートホーンを示す。
ここで楕円導波管モード(TEモードまたは1Mモード
)から滑かに楕円コルゲートバランスドモード(eHE
モードまたはoHEモード)に変換するためには、コル
ゲーションの歯の先端1 (変数値ξ、の楕円でインピ
ーダンスZoutが零すなわち電界E2が零という条件
が成立たなければならない。ここでeHEモードの添字
eはevenモード(偶モード)を示し、oHEモード
の添字0はoddモード(奇モード)を示す。またコル
ゲーションの溝の幅Wがλ/2より小さいという条件を
考慮すると、コルゲーションの溝内3では楕円導波管6
内に存在可能なモードTEモードは存在できない。した
がって変数値ξ、の楕円の境界で楕円導波管6内の電磁
界とコルゲーションの溝3の中の電磁界とが連続でイン
ピーダンスZoutが零、すなわち電界Ellが零の条
件がevenモードおよびocldモードの両方のモー
ドに対して成立する。
楕円座標系を用いてマックスウェルNm界方程式を展開
し、マチウ関数を用いて整理すると、変数値ξ、の楕円
の境界で次の特性方程式が成立つ。
eνenモードでは oddモードでは ただし、 P : ハイブリッドモードの次数、設計上はP=1と
する。
q’  :   (kh)” /4 k : 2π/λ λ : 波長 Jop  :  奇・第1種変形マチウ関数Nop  
:  奇・第2種変形マチウ関数Jep  :  偶・
第1種変形マチウ関数Nep  :  偶・第2種変形
マチウ関数マチウ関数を用いて電磁界方程式を展開する
内容については (1)Tables Relating to Mat
hieu Functions。
National Bureau of 5tanda
rds、 Applied Ma−thematics
  5eries、59゜!21Jansen%J、に
、計1.andJenken、M、E、J、:C4rc
u−Iarly Po1arized horn an
tenna with an asymmetrica
l pattern″、Paper presente
d atFifth Co1). on Microw
ave Communication。
Budapest、24−30 June1974゜に
詳しい記載がある。
式(4)、(5)の両方の特性方程式が成立する条件が
完全なバランスドハイブリッド条件である。この条件を
用いて変数値ξ1、ξ。  q+ の値を求め式(1)
、(2)、(3)の関係から長軸半径a0、al の差
ao−alおよび短軸半径す、、b、の差す、−b、を
求めることにより楕円コルゲートの長短軸方向の溝の深
さが決定できる。第6図は本発明の整合部の設計例を示
す図である。第6図に示すように、変数値Q+ が小さ
くなるとevenモードの条件式(3)とoddモード
の条件式(4)の結果が完全に−致する点は無いが、両
式の結果の平均の溝の深さで設計することにより、滑か
な導波管モードを楕円コルゲートハランスドハイブリノ
ドモードヘスムーズに変換できる楕円コルゲート導波管
、または楕円コルゲートホーンの整合部7が得られる。
整合部7のコルゲートの溝の深さの数は通常2段から3
段あれば良い。この条件を利用することにより従来楕円
コルデー1)波管または楕円コルゲートホーンの整合を
良好に取ることが不可能であるために、良好な整合特性
を有する楕円コルゲート導波管および楕円コルゲートホ
ーンが実現不可能であったが、本発明によりTEモード
またはTMモードからHEモードへほぼ完全な整合が取
れる整合部を実現することができる。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように、滑らかな管壁の楕円導
波管の導波管モードを楕円バランスドハイブリッドモー
ドに不整合なしに変換できる(Iれた効果がある。した
がって、本発明の整合部を有する楕円コルゲートホーン
を楕円開口を有するパラボラ反1=1鏡アンテナに用い
た場合には、従来のものに比較して整合特性の良いアン
テナを実現できる。したがって、放送衛星搭載用の楕円
反射鏡アンテナまたはレーダアンテナの一次放射器とし
て本整合部を有する楕円コルゲートホーンを通用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例楕円コルゲート導波管の整合部
の縦断面図。 第2図はその横断面図。 第3図は本発明一実施例楕円コルゲートホーンの整合部
の縦断面図。 第4凹はその横断面図。 第5図は本発明の整合部のコルゲートの溝の深さを決定
するのに用いる楕円柱座標系を示す図。 第6区は本発明の整合部の設計例を示す図。 1・・・コルゲーションの歯の先端、2・・・コルゲー
ションの溝の最深部、3・・・コルゲーションの溝の深
さ、4・・・コルゲートの内部、5・・・楕円コルゲ−
ト導波管のコルゲーションの溝、5′・・・楕円開口コ
ルゲートホーンのコルゲーションの溝、6・・・滑かな
管壁の導波管、7・・・接合部、8・・・楕円コルゲー
ト導波管、9・・・楕円開口コルゲートホーン。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一方の開口面が滑かな管壁の楕円導波管に結合さ
    れ、他方の開口面が空中線に結合され、管壁に楕円周方
    向の薄い歯が多数段設けられた楕円開口面コルゲートア
    ンテナにおいて、 上記一方の開口面と上記楕円導波管との間に、管壁に楕
    円周方向の薄い歯が数段設けられ、その薄い歯の間の溝
    の深さがその薄い歯の先端で電磁波の進行方向の電界成
    分がほぼ零となる条件に定められた楕円開口コルゲート
    部を結合した構造を特徴とする楕円開口面コルゲートア
    ンテナ。
  2. (2)楕円開口面コルゲートアンテナが楕円コルゲート
    導波管である特許請求の範囲第(1)項に記載の楕円開
    口面コルゲートアンテナ。
  3. (3)楕円開口面コルゲートアンテナが楕円コルゲート
    ホーンである特許請求の範囲第(1)項に記載の楕円開
    口面コルゲートアンテナ。
JP28163184A 1984-12-26 1984-12-26 コルゲート変換器 Granted JPS61154204A (ja)

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JPH0351322B2 JPH0351322B2 (ja) 1991-08-06

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