JPS6152004A - 楕円コルゲート給電器 - Google Patents

楕円コルゲート給電器

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JPS6152004A
JPS6152004A JP59174666A JP17466684A JPS6152004A JP S6152004 A JPS6152004 A JP S6152004A JP 59174666 A JP59174666 A JP 59174666A JP 17466684 A JP17466684 A JP 17466684A JP S6152004 A JPS6152004 A JP S6152004A
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JP
Japan
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corrugated
corrugate
horn
mode
waveguide
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JP59174666A
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Seiichi Yamawaki
山脇 成一
Tomoki Kobuchi
知己 小渕
Noboru Toyama
昇 外山
Kazuyoshi Masamoto
和義 正源
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NEC Corp
Japan Broadcasting Corp
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NEC Corp
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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    • 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
    • H01Q13/0225Corrugated horns of non-circular cross-section
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12Hollow waveguides
    • H01P3/123Hollow waveguides with a complex or stepped cross-section, e.g. ridged or grooved waveguides

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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、橢円コルゲート導波管あるいは橢円コルゲー
トホーンに関し、特にそのコルゲージコンの溝の深さの
設計法に関するものである。
C従来の技術] 従来、橢円コルゲート導波管あるいは橢円コルゲートホ
ーンのコルゲーションの溝の深さを決定する明確な設計
手法はなく、一般的にバランスドハイブリッドモードは
コルゲージコンの溝の深さが自由空間波長(λ)の1/
4〜1/2の範囲で発生するという概念的な考え方の基
に設計していた。
しかしながら、この方法の場合完全なバランスドハイブ
リッドモードが得られないため、良好に調整されたもの
でも主偏波に対して一30dB程度の交差偏波成分が発
生した。そのだめ、この方法によって設計しだ橢円コル
ゲートホ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、WARC−BS’79の交差
偏波基準を満足するのが難かしい欠点があった。また、
逆に実検的にバランスドハイブリッド条件が成り立つコ
ルゲーションの溝の深さを決定するのは、ハイブリッド
条件が橢円の長軸励振モード(oddモード)及び短軸
励振モード(evenモード)の2条件があシ、コルゲ
ーションの溝の組合せは無数に有るだめほとんど不可能
であった。
[発明の目的コ したがって、本発明の目的は、上述した欠点を除去し、
完全なパランストハイブリッド条件が成立する血円コル
ゲート等波管あるいはホーンを簡単に設計できるように
することにある。
[発明の構成コ 本発明による岡円コルゲート導波管あるいはホーンは、
岡円コルゲートの溝の中の電磁界成分と岡円内部の電磁
界成分が、コルゲーションの歯の先端で橢円の周方向の
電界Eηと磁界Hηが零となる条件でコルゲートの溝の
深さを設計する。これにより、従来コルゲートの溝の深
さを近似的にλ/4〜λ/2として設計していたものを
厳密解で設計できるようにした。
[実施例] 以下図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第4図は本発明によるコルゲートの溝の深さを決定する
に当って用いる橢円柱座標系を示す。本図は岡円コルゲ
ート導波管の横断面を示す。橢円柱座標系(ξ、η、z
)と直角座標系(xr)’+z)との間には次の関係が
成立する。
hは定数で橢円の共焦点間の1/2でちる。又、第4図
において、ξ1で囲まれた橢円は橢円コルゲート導波管
内部の境界1を示す。ξ0で囲まれた橢円は岡円コルゲ
ート導波管のコルゲートの溝の最深部の境界2を示す。
仁の条件において各々の境界の長軸半径a1. aO及
び短軸半径b1.bOは次のように表わされる。
又、各々の橢円の雌芯率をel、eo とすると次のよ
うな関係が成り立つ。
次に、第1図は岡円コルゲート導波管4の縦断面及び開
口部の断面を示す。図において、ξ〇−ξ1はコルゲー
トの溝の深さでsb、wはコルゲートの溝の幅、pはコ
ルゲートのピッチを示す。又、第2図は岡円コルゲート
ホーンの断面を示す。第3図(a)及び(b)は岡円バ
ランスドハイブリッドモードのevenモード図及びo
ddモード図をそれぞれ表わす。図中の矢印の方向は各
々のモードの′電界方向を示す。又、eHEll及び0
HE11  の添字eはeven、 oはoddを示す
。更に、第5図はコルゲートの溝部分を拡大し、その境
界部分のZ方向の電界E2と溝内6の周方向の磁界H7
の関係を示した図である。又、YOutはコルゲートの
歳の先端のアドミッタンスを示す。
バランスドハイブリッド条件が成9立つためには、ξ=
ξ1となるコルゲートの歯の先端1で岡円コルゲート導
波管4の電磁界の接線方向成分E、。
Eη、Hηが遵徳でなければならない。
又、コルゲートの溝の幅WがW〈λ/2という条件を考
慮すると、ξ1〈ξくξ0のコルゲートの溝内6では橢
円心波管内に存在可能なモードTffモードは存在でき
ない。したがって、ξ=ξ1の境界で開田導波管内の電
磁界とコルゲート溝の中の電磁界が連続でバランスドハ
イブリッドモードを発生させるためKは、第5図のY。
utがY。ut=H777EziOの条件が、even
モード及びoddモードの両方のモードに対して成立す
る。すなわち、Ez4=Oよ、9Hη=0である。さら
に、前記のようにTEモードは溝内6で存在できないの
で、Eη=0である。橢円柱座標系を用いてマックスウ
ェルの電磁界方程式を展開しマシュー函数を用いて整理
するとξ=ξ1の境界で次の特性方程式が成シ立つ。
(参照文献:マックスウェルの電磁界方程式:%式%: マシュー関数: ”Tables Relating 
 t。
M athieu Functrons ; Char
acterlstic。
Values、   coefficients、  
 and   joining   fac−tors
”U、S、Depertment  of  Comm
erceNational Bureau of 5t
andards発行AppliedMathemati
cs  5eries・59. 196”7)e V 
e 11モードでは oddモードでは たてし、p:ハイブリソドモードの次数、設計上はp=
iとする。
ql: (kh)2/4 に:2π/λ λ:波長 Jop:奇・第1種変形マシュー函数 Jop′:奇・第10変形マシ−−数の1次数分Nop
:奇・第2種変形マシーー函数 Nop′:奇・第2種変形マシーー函数の1次数分、T
ep =偶・第1種変形マシュー函数Jep′:偶・第
10変形マシーー函数の1次数分Ne、 :偶・第2種
変形マンーー函数Nep’:偶・第2種変形マシーー函
数の1次数分(4)、 (s)式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崇件でち
る。この条件を用いてξ1.ξ0Iq1の値を求め、前
記(17,(2)。
(3)式の関係からao−a!、 I)0−blを求め
ることにより、開田コルゲートの長短軸方向の与の深さ
が決定できる。この設計例を第6図に示す。図に示され
ているように、雌芯率が大きくなるとevenモードの
条件式(3)とoddモードの条件式(4)の結果が完
全に一致する点は無いが、両式の結果の平均の溝の深さ
で設計することによシ、はぼ完全なパランストハイブリ
ッドモードを発生できる開田コルゲート導波管1 ある
いは開田コルゲートホーンが得られる。
口発明の効果] この条件を利用することにょシ、従来開田コルゲートの
溝の完全な設計が不可能でちるため良好な特性を有する
鼎円コルゲートs波管あるいは橢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)はぼ完全なバラン
スドハイブリッドモード紮有する岡円コルゲート導波管
、必るいは開田コルゲートホーンが設計できるようにな
った。
以上のようにして設計嘔れる本発明の開田コルゲートホ
ーンを橢円開口を有するバ之ボラ反射にRアンテナに用
いノζ場会、従来の5のよシ非常に効率の良い、しかも
メ差偏波成分の非常に少ない(解析では主偏波に比べて
約50dB以下)アンテナを実現できる1、シたがって
、本発明による開田コルゲートホーンを放送衛星搭載用
の橢円反射鏡アンテナあるいはレーダーアンテナの一次
放射器として応用した場合、特に円偏波励振とした場合
、従来よシ開ロ効率のλれた(80ダ程度)、シかも前
記したよりに交遅偏波特注サイドローブ特性の良いアン
テナが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の開国コルゲート4波管の断面図、第2
図は本発明の開田コルゲートホーンの断面図、第3図は
橢円コルゲートパランストハイブリッドモードのeve
nモード及びoddモードを示す図、第4図は本発明の
設計に用いた岡円柱座標系の図、第5図は本発明による
コルゲートの溝のBz、Hηの関係を示す図、第6図は
本発明によるコルゲート溝の設計例を示すグラフである
。 なお図において、 1・・・・・・コルゲートの歯の先端、2・・・・・・
コルゲートの溝の奥、3・・・・・・コルゲーション部
、4・・・・・・開田コルゲート導波管、5・・・・・
・開田コルゲートホーン、6−°゛・・・コルゲーショ
ンの溝の中、7・・・・・・開田導波管内部を示す。 ・手続補正書(方式) 59.12.25 昭和  年  月  日 特許庁長官 殿       喚 1、事件の表示   昭和59年特 許願第17466
6号2、発明の名称   楕円コルゲート導波管あるい
はホーン3、補正をする者 事件との関係       出 願 人 。 東京都港区芝五丁目33番1号 電話 東京(03)456−3111(大代表)  ′
(連絡先 口本電気株式会社?−1゛許部)5、補正命
令の日付  昭和59年11月27日(発送日)6、補
正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 7、補正の内容 明細書第6頁第11行〜同第7頁第3行の[(参考・・
・・・・1967)Jを以下のとお9補正する。 「マックスフェルの電磁界方程式に関する参照文献とし
ては、1974年6月24−30日にフ゛り゛ペストで
開催された6マイクロウエーブコミーニケーシ百ン”に
関する第5回セミナーにジャンセン等が提出した論文「
テーキエラリー ボラライズドホーン アンテナ ウィ
ズ ア/ アシ/メトリカル パターy J (Jan
sen 、 J 、K 、M and Jeuken 
。 M、E、J、:”C1rcularly polari
zed horn antennawith an a
symmetrical pattern−Paper
 presentedat Fifth Co11 、
on Microwave Communicatio
n。 Budapest、 24−30 、June 197
4)がある。 マシェー関数に関する参照文献としては、1967年に
米商務省標準局が発行した1アプライド マセマテック
ス シリーズ・59#中の「テーブル方式■ ズ リレイティング トウ マシエー ファンクション
ズ;キャラクタリスティック、ヴァリューズ、コーエフ
ィシェ/ツ、アンド ジョイニングファクターズ」(T
ables Relating to Mathieu
Funct 1ons ; Characterist
 ic 、 Values 、 coef f ic 
1ents 。 and joining factors’U、8.D
epertment ofCommerce Nati
onal Bureau of 5tandards発
行Applied Mathematics 5eri
es C59、1967)がある。」 、 −、、/

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 橢円コルゲート導波管あるいはホーンの長軸及び短軸方
    向のコルゲーションの溝の深さをコルゲーションの歯の
    先端で橢円の周方向の電界Eη及び磁界Hηが零となる
    ようにしたことを特徴とする橢円コルゲート導波管ある
    いはホーン。
JP59174666A 1984-08-22 1984-08-22 楕円コルゲート給電器 Expired - Fee Related JPH0770886B2 (ja)

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US06/767,495 US4673905A (en) 1984-08-22 1985-08-20 Corrugated elliptical waveguide or horn
EP85110517A EP0172570B1 (en) 1984-08-22 1985-08-21 Corrugated elliptical waveguide or horn
DE8585110517T DE3584555D1 (de) 1984-08-22 1985-08-21 Elliptischer wellenleiter oder hornstrahler mit rillenstruktur.

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EP0172570B1 (en) 1991-10-30
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