JPS6166402A - 空中線装置 - Google Patents

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、２枚の平行曲面導体で構成される空隙レンズ
空中線に、前記曲面導体の任意の１枚の焦点近傍におい
てあけた小孔により、もしくは小孔の中心部に前記空隙
レンズ内を伝搬するＴＥＭモードの電磁波の電界を者し
く乱さない程度に短い中心導体を突出させることにより
、電磁結合を行なって、給電線から供給される電磁波を
前記空隙レンズ内に送り込む複数個の給電器を装着し、
それぞれの給電器に対応する複数のファンビームを広い
周波数帯域にわたり、任意の方向に全方位にわたり発生
し、かつ方位角を精度よく設定できる空中線装置に関す
る。

（従来の技術及びその問題点） 従来、空隙レンズを用いた空中線装置としては、本出願
人の特許出願（特開昭５８−１２３２０７号）がある。

この場合には、空隙レンズの空隙内に空隙幅を一杯に占
有する給電器を並べて給電していたために、反対側から
給電したとき空隙レンズ内に伝搬してくるＴＥＭモード
の電磁波を該給電器がブロックしてしまい、そのため空
隙レンズ開口から放射される７７ンビームの方位角は１
／４求限（０度〜９０度）内に限定されていた。

従って、従来の空隙レンズ空中線を用いて全方位にわた
り７７ンビームを発生するためには４個の空隙レンツ：
２中線が必要であった。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明は、こ
の給電器相互の空隙レンズ内での電磁波のブロックをな
くし、１個の空隙レンズを用いて全方位にわたりファン
ビームからなるマルチビームを広い周波数帯域において
発生可能であって、しかも設計ならびに調整の容易な空
中線装置を提供しようとするものである。

本発明は、空隙レンズと、該空隙レンズの一方の平行曲
面導体焦点近傍にあけた小孔もしくは小孔の中心に配置
した短い中心導体を経由して、前記空隙レンズを伝搬す
るＴＥＭモードの電磁波に電磁的に結合して、給電線か
ら供給される電磁波を前記空隙レンズに送り込む複数の
給電器を有しており、これにより前記レンズ開口を含む
平面内の全方位にわたり任意に複数のファンビームを発
生させることが可能である。また、使用可能な周波数帯
域が広いことも大きな特徴となっている。

（＊地側） 以下、本発明に係る空中線装置の実施例を図面に従って
説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は給電器部分の構成を、第２図は全体構成を示す。これ
らの図において、空隙レンズは２枚の平行曲面導体Ａ、
Ａ’　とそれらの周縁部に取り付けられた整合用の７レ
ア４とからなり、本実施例では下側の曲面導体Ａの方か
ら給電するために第１図の給電器を曲面導体Ａに設けて
いる。すなわち、空隙レンズの焦点もしくは焦点に近い
位置の曲面導体Ａにあけた小孔２を突き抜けて同軸線の
芯線１を２＋ｎ＋１１程度空隙レンズ内（曲面導体Ａと
Ａ′の間の空隙）に突き出し、平行曲面導体間の空隙を
伝搬するＴＥＭモードの電磁波に電磁結合させる。前記
芯線１の突き出し長さは前記空隙幅の１／２以下に設定
する。同軸線のｇｌ端Ｃは外部の給電線へ接続するため
の端子である。短い芯線１を包むＢはテフロン等の同軸
線の絶縁体である。

なお、同軸線の外部導体は曲面導体Ａに接続する。

本実施例では給電器の個数は６０個であり、空隙レンズ
の中心部に対して６度間隔に配置しである。

以」―のＦＭ成において、芯、ｆｌａ　１からなる結合
部を有するそれぞれの給電器を用いて所定の電磁波を空
隙レンズに給電すれば、同紬給電線内を伝搬するＴＥＭ
モードの電磁波は前記２枚の平行曲面導体Ａ、Ａ’の間
の空隙を伝搬するＴＥＭモードの電磁波に変換されてレ
ンズ内に送り出され、レンズ周縁部の７レア４より、そ
れぞれの給電器に対応する方向に７７ンビームが空間に
放射される。

すなわち、１個の給電器にないし１個のファンと−ムが
形成され、同時に複数の給電器をＭＪ振すれば、複数の
ファンビームが同時に得られる。

また、小孔２を若干大きめにあけて芯線１が空隙レンズ
の円周方向に微小移動できるようにすれば、前記ファン
ビームの先端を精度良く方位設定することができる。

第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示し、第３図
は給電器部分の構成を、第４図は全体構成を示す。これ
らの図において、空隙レンズの焦点もしくは焦点に近い
位置の曲面導体Ａに小孔２を近接して２個形成し、かつ
２個の小孔２の配列をレンズ径方向に設定する。そして
、２個の小孔２を突ト抜けて同軸線の芯線１，１′を２
＋＋ｕ＋＋程度空隙レン【内（曲面導体ＡとＡ′の間の
空隙）に突き出し、電磁結合させる。芯線１を包むＢは
テフロン等の同細線の絶縁体である。近接して（約１２
−１３＋ｎ＋ａ）２個配置した芯線１，１′は３ｄＢカ
ツプラー（方向性結合器）３を経由して同軸線の他端子
Ｃに接続する。第３図の芯線１及び１′のうち、空隙し
、ンズの中心部に近い方を電磁波の位相角度で９０度遅
らせるように接続する。このように接続すると、芯線１
側の結合部及び芯線１′側の結合部の位相干渉により空
隙レンズの中心部に向かって指向性が生ずる。なお、本
実施例の場合も給電２；の個数は６０個であり、空隙レ
ンズの中心部に灯して６度間隔に配置した。

以りの構成において、芯、ｌｉ　１　、１　’　を有す
る給電器を用いて所定の電磁波を空隙レンズに給電すれ
ば、同軸給電線内を伝搬するＴ　Ｅ　Ｍモードの電磁波
は面記２枚の平行曲面導体Ａ、Ａ’の間の空隙を伝搬士
るＴＩＥＭモードの電磁波に変換されてレンズ内に送り
出され、レンズ周縁部の７レア４より、それぞれの給電
器に対応する方向に対して各ファンビームが空間に放射
される。この場合、芯線１側の結合部及び芯線１′側の
結合部の位相干渉により空隙レンズの中心部に向かって
指向性が生ずるため、バックローブを低減できる利点が
ある。また小孔２を若干大きめにあけて芯線１゜１′が
空隙レンズの円周方向に微小移動できるようにすれば、
前記ファンビームの先端を精度良く方位設定することが
できる。

第５図及び第６図は本発明の第３実施例であって、第６
図は第５図の作用を説明するためのものである。この第
３実施例では、サイドローブを低減するために、第２図
に示す空隙レンズの芯線１を配置した結合部（小孔２）
の近傍に、空隙レンズの中心を共有するように円環形状
に電波吸収体５を配置した構造としている。第６図で、
たと乏ば、Ｆ点の給電器から給電された電磁波は、同図
のＦ→Ｇ、Ｆ−Ｈのように空隙レンズ内を屈折しながら
伝搬するが、Ｆ点の給電器に対応する空隙レンズのファ
ンビームの主ビームはＦ→Ｇのように反対側の開口に到
達する電磁波の各成分によって形成され、これらの電磁
波は円環形状の電波吸収体５をほぼ垂直に、比較的短相
離で横切って伝搬する。これに対し、サイドローブレベ
ルに影響するＦ−１１の側方へ拡散伝搬する電磁波は同
図からあきらかなように円環状の電波吸収体５を斜めに
横切るなめ、比較的長距離にわたり電波吸収体による減
衰作用を受ける。

その結果、Ｆ→Ｈへ伝搬した電磁波は相対的に弱エリ、
従って、その方向へのサイドローブのレベルらそれにつ
れて低下する。

以」二か本発明の実施例の構成及び動作原理であるが、
以下に実測結果を述べる。

実測例では、空隙レンズの半径を２５９ｍｍ、７レア４
の鏡面部分の母線の長さは７０ｍｍ、７レア４の水平面
に対する傾斜角度を２６度とする。

第７図は第１図及び第２図に示した第１実施例の場合の
隣接する：’、　ｆｌ、’ｌのファンビームの水平面指
向性を実測した結果である。給電点は６０個あるか、本
シ）コ中線装置は空隙レンズの中心に関し完全に軸対称
であるので、隣接する３本のビームを示せば他も全く同
様である。実測結果は３ＧＨｚ〜１６ＧＨｚにわたり、
良好なビームパターンが得られることを示しており、指
向性の周波数帯域は極めて広いと言える。

第８図（Ｂ）は第３図及び第４図に示した第２実施例の
場合にバックローブを低減できることを示した実測結果
である。周波数は７ＧＨｚ、給電点（小孔２）の位置は
空隙レンズの円周より中心に向かって、曲面導体上で測
って４０＋１１１１１内側に入った位置とした。第８図
（Ａ）は第１図の給電器を用いて、第２図の空隙レンズ
空中線を構成した第１実施例の場合の指向性であり、第
８図（Ｂ）は第３図の給電器を用いて第４図の空隙レン
ズ空中線を構成した第２実施例の場合の指向性である。

同図（Ａ）と（Ｂ）とを比較することにより、バックロ
ーブ（同図（Ｂ）のＰの部分）が同図（Ａ）の相当部分
のレベルより大幅に低下し、バックローブのレベル低減
が可能であることを示している。

第９図（Ｂ）は第１図に示す給電器を用い第５図のＬう
に電波吸収体５を装荷した第３実施例の場合の測定結果
である。周波数は１０ＧＨｚとした。

給電点は第８図の場合と同様である。これを、電波吸収
体を装荷しない場合の同図（Ａ）の指向性と比較すると
、同図（Ｂ）の指向性では、同図（Ａ）のＱで示したサ
イドローブのピーク部分が３〜４ｄＢ低下していること
が確認できる。すなわち、電波吸収体を装荷した場合の
サイドローブレベルは同図（Ｂ）の図中の［（に示すレ
ベル差で与えられ、明らかに同図（Ａ）のサイドローブ
レベルよりも改善されている。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の空中線装置は、マルチビ
ームを極めて広い周波数帯域にわたり発生可能で、ビー
ム方位の微調整が容易で、サイドローブ【・ベルの改善
ができる利点を有しており、実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空中線装置の第１実施例で用いる
１個の小孔により給電する給電器の斜視図、第２図は第
１尖施例の全体構成の断面及び上側の曲面導体を省略し
た平面を示す構成図、第３図は本発明の第２実施例で用
いる２個の小孔により給電する給電器の斜視図、第４図
は第２実施例の全体構成の断面及び上側の曲面導体を省
略した平面を示す構成図、第５図は本発明の第３実施例
であってサイドローブ低減に有効な電波吸収体の装荷位
置を示す構成図、第６図は電波吸収体の装荷によりサイ
ドローブが低減する原理を示すだめの説明図、第７図乃
至第９図は本発明の各実施例に関する指向性の実測例を
示すグラフである。 １・・・芯線、２・・・小孔、３・・・３ｄＢカツプラ
ー、４・・・フレア、５・・・電波吸収体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２枚の平行曲面導体により構成される空隙レンズ
   と、前記２枚の平行曲面導体のうちの任意の１枚の曲面
   導体の焦点近傍にあけた小孔を経由して又は小孔の中心
   に配置した短い中心導体であって前記平行曲面導体間の
   空隙幅の１／２以下の長さを有するものを経由して、前
   記平行曲面導体間の空隙を伝搬するＴＥＭモードの電磁
   波に電磁的に結合して、給電線から供給される電磁波を
   前記平行曲面導体間の空隙レンズに送り込む複数の給電
   器を備え、それぞれの給電器に対応するファンビームを
   前記レンズ開口から発生させる空中線装置であって、前
   記レンズ開口を含む平面内の全方位にわたり任意に複数
   のファンビームを発生させ得ることを特徴とする空中線
   装置。
2. （２）前記給電器１個に対し前記空隙レンズの焦点近傍
   にあける小孔を２個以上とし、前記給電線から方向性結
   合器を経由してこれらの小孔に電磁的に結合させること
   により、これらの小孔の位置から前記空隙レンズの中心
   部に向かう指向性を前記レンズ内に発生させて、前記空
   隙レンズ開口から放射されるファンビームの指向性のバ
   ックローブ又はサイドローブを低減させることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の空中線装置。
3. （３）前記空隙レンズの小孔の近傍に、前記空隙レンズ
   の中心と同心の円環状の電波吸収体を配置し、前記空隙
   レンズの開口から放射されるファンビームの指向性のサ
   イドローブを低減させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の空中線装置。