JPS62171301A - Slot array antenna system - Google Patents

Slot array antenna system

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JPS62171301A
JPS62171301A JP1436286A JP1436286A JPS62171301A JP S62171301 A JPS62171301 A JP S62171301A JP 1436286 A JP1436286 A JP 1436286A JP 1436286 A JP1436286 A JP 1436286A JP S62171301 A JPS62171301 A JP S62171301A
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dielectric
horn
array antenna
slot
slot array
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JP1436286A
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Kouji Yano
耕治 箟
Tadashi Ozaki
尾崎 匡
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Furuno Electric Co Ltd
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Furuno Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve the vertical directivity of a slot array antenna system and to reduce its size by providing a dielectric which has a forward projection part at the aperture end of a horn and employing an inside/outside double structure for the dielectric. CONSTITUTION:A slot waveguide 1 is fitted to the base part 2 of the horn 2. The horn 2 direct a radio wave radiated from the slot waveguide 1 in one direction. The dielectric 3 further converges the radio wave which is directed by the horn 2 and is fitted to the aperture end of the horn 2 in a shield state. This dielectric 3 has an circular arc part 3a curved about the slot waveguide 1 at the aperture end position of the horn and the projection part 3b projecting forward from the upper and lower center positions of the circular arc part 3a, and is formed in the inside/outside double structure on the whole while consisting of an inside dielectric 3i and an outside dielectric 3o almost in the same shape. The inside dielectric 3i and outside dielectric 3o overlap each other at their upper and lower edges and have a constant gap 5 at other respective parts.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、主としてレーダアンテナとして使用するスロ
ットアレイアンテナ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a slot array antenna device mainly used as a radar antenna.

〈従来の技術〉 従来、レーダ用のスロットアレイアンテナ装置としては
、第2図に示すにうに、金属製ホーン21の基部にスロ
ット導波管22を設けたらの23が一般的である。
<Prior Art> Conventionally, as a slot array antenna device for radar, a slot waveguide 23 is generally used, as shown in FIG. 2, in which a slot waveguide 22 is provided at the base of a metal horn 21.

に、スロット導波管の萌方に誘電体を設けたスロットア
レイアンテナ装置31.41が既に提案されている(特
開昭56−31205号公報)。
In addition, a slot array antenna device 31.41 in which a dielectric material is provided at the end of a slot waveguide has already been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 31205/1983).

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、第2図に図示のスロットアレイアンテナ装置
23においては、ホーン21の開口面寸法B。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the slot array antenna device 23 shown in FIG. 2, the aperture size B of the horn 21.

を大きくすることによって、垂直指向性を鋭くすること
ができろ。しかしながら、開口寸法B、を大きくずろと
、開口寸法B2ばかりでなく、必然的にホーン21のv
り方への突出寸法り、が長大となるので、全体が大型と
なり、レーダアンテナとして使用する場合、その旋回駆
動用に大型強力なモータが必要となり、不経済である。
The vertical directivity can be sharpened by increasing the . However, if the aperture size B is greatly shifted, not only the aperture size B2 but also the v of the horn 21 will inevitably change.
Since the projecting dimension in the direction of rotation becomes long, the whole becomes large, and when used as a radar antenna, a large and powerful motor is required to drive the rotation, which is uneconomical.

また、このようなスロットアレイアンテナ装置23にお
いては、ポーン21の開口角度を広角にすることによっ
て、開口寸法B、を拡大し、指向性を鋭くずろことがで
きるのであるが、その場合は、ホーン21の開口寸法B
2に比べて突出寸法1,2が短かいので、ポーン21か
ら出る電波の波頭面が開口面と平行にならず、アンテナ
効率が低下するという不都合が生じる。
In addition, in such a slot array antenna device 23, by widening the aperture angle of the pawn 21, the aperture size B can be enlarged and the directivity can be sharply shifted. 21 opening size B
Since the protruding dimensions 1 and 2 are shorter than those of the pawn 21, the wave front surface of the radio waves emitted from the pawn 21 is not parallel to the aperture surface, resulting in a disadvantage that the antenna efficiency is reduced.

このように、第2図に示したタイプのスロットアレイア
ンテナ装置23では、指向性やアンテナ効率を低下させ
ることなく、小型化を図ることか困難であった。
As described above, it is difficult to miniaturize the slot array antenna device 23 of the type shown in FIG. 2 without reducing the directivity or antenna efficiency.

これに対して、ホーンの開口寸法を拡大することなく、
充分な指向性が得られろ乙のとして提案されたのが、第
3図および第4図にそれぞれ示したスロットアレイアン
テナ装置31.41である。
On the other hand, without expanding the horn opening size,
Slot array antenna devices 31 and 41 shown in FIGS. 3 and 4 were proposed in order to obtain sufficient directivity.

第3図に図示のもの31は、前面がσt1放された角形
で金属製のフレーム32の基部にスロット導波管33を
取り付けるととらに、フレーム32の開口端に、前方へ
の突出部を有する誘電体34を取り付けたものである。
The device 31 shown in FIG. 3 has a slot waveguide 33 attached to the base of a rectangular metal frame 32 whose front surface is σt1 apart, and a forward protrusion at the open end of the frame 32. A dielectric material 34 having a dielectric material 34 is attached thereto.

また、第4図のものは、金属製のポーン42の基部にス
ロット導波管43を設けろととらに、ホーン42の内面
部に前方へ互いに平行に突出する一対の板状の誘電体4
4.44を取り付けたちのである。
In addition, in the one shown in FIG. 4, a slot waveguide 43 is provided at the base of a metal pawn 42, and a pair of plate-shaped dielectrics 4 are provided on the inner surface of the horn 42 and project parallel to each other forward.
4.44 was installed.

上記の各スロットアレイアンテナ装置31.41におい
ては、誘電体34.44がメインローブを形成する作用
をするので、指向性か鋭くなり、そのためポーン等の開
[]寸法を大幅に拡大する必要がなくなる。
In each of the slot array antenna devices 31, 41 described above, the dielectric 34, 44 acts to form a main lobe, so the directivity becomes sharp, and therefore it is necessary to significantly enlarge the open dimensions of the pawns, etc. It disappears.

しかしながら、このようなスロットアレイアンテナ装置
31.41では、ホーン等の開口寸法が短寸に抑えられ
る乙のの、その代わり、誘電体34.44の前方への突
出寸法L3. L4がかなり長くなり、この誘電体34
 、 j4の突出部のために全体の占有スペースか大き
くなるばかりか、重量が増す。また、前方に長く突出す
る誘電体34.44をホーン等に固定するために、強力
な取付手段を必要とする、等の問題がある。
However, in such a slot array antenna device 31.41, the opening size of the horn etc. is suppressed to a short size, but instead, the forward protrusion size L3. L4 becomes quite long and this dielectric 34
, j4 protrusions not only increase the overall space occupied but also increase weight. Another problem is that a strong attachment means is required to fix the dielectric members 34, 44 that protrude long forward to a horn or the like.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた乙のであって
、誘電体を用いながら誘電体を前方に長く突出さU・る
ことなく、指向性をさらに尖鋭化して、アンテナ全体の
小型化、軽量化を図り、レーダアンテナとして使用する
場合の旋回駆動手段を簡略化、小型化することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and uses a dielectric material without protruding the dielectric material forward for a long time, sharpens the directivity, and miniaturizes the entire antenna. The object of the present invention is to reduce the weight and simplify and downsize the turning drive means when used as a radar antenna.

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の目的を達成するために、基部にスロッ
ト導波管が設けられたホーンの開口端に、誘電体を遮蔽
状に取り付け、該誘電体には上下中央位置で前方に突出
する突出部を形成し、かつ該誘電体を空気層らしくは充
填物層を間に挟んだ内外2重構造としてスロットアレイ
アンテナ装置を(1が成した。
Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention has a dielectric material attached to the open end of a horn having a slot waveguide at its base in a shielding manner. A slot array antenna device (1) was constructed by forming a protruding portion protruding forward at the vertical center position, and using the dielectric material as an inner and outer double structure with a filling layer sandwiched between them, which is similar to an air layer.

〈実在例〉 以下、本発明を図面に示す実施例に括ついて詳細に説明
する。
<Actual Example> The present invention will be described in detail below with reference to the embodiment shown in the drawings.

第1図は本発明の一実施例の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention.

この実施例のスロットアレイアンテナ装置は、波JtX
としてのス【Jシト導波管1と、金属2Iすのホーン2
ど、F rt I) (ガラス横141:強化プラスチ
ック)のような1誘電体3とから構成されている。
The slot array antenna device of this embodiment has a wave JtX
As [J-shito waveguide 1 and metal 2I-suno horn 2]
(Glass side 141: Reinforced plastic) 1 dielectric material 3.

スロット導波管lは、矩形導波管の短辺面に放射素子と
してスロット4を形成した乙のである。
The slot waveguide 1 is a rectangular waveguide with a slot 4 formed as a radiating element on the short side surface.

このスロット導波管1は、ポーン2の1.(部2aに取
り付けられている。ボーア2は、スロット導波管1から
放射される電波を一方向に向かイつU゛る作用をする。
This slot waveguide 1 is connected to the 1. (The Bohr 2 acts to direct the radio waves emitted from the slot waveguide 1 in one direction.

誘電体3は、首記ポーン2により方向付けられた電波を
さらに収束するためのらので、ポーン2の開口端に遮蔽
状に取り付けられている。
The dielectric 3 serves to further converge the radio waves directed by the pawn 2, and is attached to the open end of the pawn 2 in a shielding manner.

この誘電体3は、Σ1;−ン2の開口端位置でスロット
導波管1を中心に湾曲する円弧部3aと、この円弧部3
aの上下中央位置から前方に突出する突出部3bとを有
する形状で、かつ全体が内外2重構造であって、互いに
ほぼ同形の内側誘電体31と外側誘電体30とからなっ
ている。内側誘電体3Iと外側誘電体30とは、上下端
縁で互いに重合しているほかは、それ以外の部分では各
部一定の間隔5をCfシている。すなわち、内外筒誘電
体3i 、 +30間には空気層が介在している。なお
、内外両温電体3i、3o間の間隔5内には、発泡ウレ
タンを充填することがある。図中、符号6は、直交偏波
抑圧用格子である。
This dielectric 3 has a circular arc portion 3a that curves around the slot waveguide 1 at the open end position of the Σ1;
It has a shape having a protruding portion 3b protruding forward from the vertical center position of a, and has an inner/outer double structure as a whole, and is composed of an inner dielectric 31 and an outer dielectric 30 that are substantially the same shape as each other. The inner dielectric 3I and the outer dielectric 30 are overlapped with each other at the upper and lower edges, and are otherwise spaced apart from each other by a constant distance 5 Cf. That is, an air layer exists between the inner and outer cylindrical dielectrics 3i and +30. Note that the space 5 between the inner and outer thermoelectric bodies 3i and 3o may be filled with foamed urethane. In the figure, reference numeral 6 is a grating for orthogonal polarization suppression.

上記t1カ成によれば、誘電体3の突出寸法りを余ζ)
延長することなく、充分な垂直指向性か得られる。本件
発明考が、図示の実施例と同構造の乙の■を、誘電体を
一枚仮構造としたスロットアレイアンテナ装置■と、誘
′)−4体を全く取り除L)たらの(第2図に示した構
造のもの)■と比較して垂直指向性の計測を行なったと
ころ、次のような結果が得られた。その場合、計測対象
である3種のスロットアレイアンテナ装置■■■におい
て、共通ずる部分は同形同大の構造を有する。ホーンの
開口寸法は上下に180 mm、誘電体の突出寸法は2
10mmとした。放射電波の周波数は3050MIrz
で、電界強度か3dBのレベルを越える角度範囲を計測
した。
According to the above t1 configuration, the protrusion dimension of the dielectric 3 is the extra ζ)
Sufficient vertical directivity can be obtained without any extension. The present invention proposes a slot array antenna device (■) having the same structure as the illustrated embodiment, a slot array antenna device (■) with a temporary structure made of a single dielectric material, and a (L) The vertical directivity was measured in comparison with the structure shown in Figure 2) (2), and the following results were obtained. In that case, in the three types of slot array antenna devices to be measured, the common sliding portions have structures of the same shape and size. The opening dimension of the horn is 180 mm vertically, and the protrusion dimension of the dielectric is 2
It was set to 10 mm. The frequency of radiated radio waves is 3050MIrz
The angle range where the electric field strength exceeds the 3 dB level was measured.

■ポーンのみ(誘電体なし)    37゜■誘電体が
一枚構造       29゜■実施例のもの    
      24゜(内外筒誘電体3i、3o間には空
気が介在)この計測結果から、ホーン2の開口端に前方
への突出部3bを有する誘電体3を設けるとともに、そ
の誘電体3を内外2重構造にすることによって、垂直指
向性が向上することが分かる。
■Pone only (no dielectric) 37゜■Single dielectric structure 29゜■Example
24° (air is present between the inner and outer cylindrical dielectrics 3i and 3o). From this measurement result, a dielectric 3 having a forward protrusion 3b is provided at the open end of the horn 2, and the dielectric 3 is connected to the inner and outer cylindrical dielectrics 3i and 3o. It can be seen that vertical directivity is improved by creating a layered structure.

一般に、ホーンの開口端に前方への突出部を有する誘電
体を設けることによって、垂直指向性が向上することは
、この事実を利用するアンテナ装置(第2図および第3
図に示したらの)か提案されていることがらら明らかな
ように、既に知られた事実である。これは、誘電体の突
出部に入射する電波が屈折し、その入射fr1に応じた
経路差を生じるためである、と考えられている。すなわ
ち、誘電体の突出部に大きい入射角で入射した電波は、
小さい入射角で入射した電波より経路差が大きくなり、
この経路差によりザイドローブが低減されろとと乙に、
強ツノなメインローブが形成されろ。
In general, vertical directivity is improved by providing a dielectric body with a forward protrusion at the open end of the horn.
As is clear from what has been proposed (as shown in the figure), this is already a known fact. This is thought to be because the radio waves incident on the protrusion of the dielectric are refracted, resulting in a path difference depending on the incidence fr1. In other words, a radio wave that is incident on a protrusion of a dielectric at a large angle of incidence is
The path difference is larger than that of radio waves incident at a small angle of incidence,
I asked Party B to reduce Zydrobe due to this path difference.
Form a main lobe with strong horns.

上記実施例においては、誘電体3が内外2重構造である
ため、誘電体3による主ビームの形成作用かさらに強化
され、それによって、垂直指向性が一段と向上したもの
と考えられる。
In the above embodiment, since the dielectric body 3 has a dual structure inside and outside, the main beam forming effect of the dielectric body 3 is further strengthened, and it is considered that the vertical directivity is thereby further improved.

〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、ポーンの開口端に前方
への突出部を有する誘電体を設けるとともに、その誘電
体を内外2重構造にすることによって、垂直指向性が向
上し、そのため、ポーンの開口寸法や誘電体の前方への
突出寸法を大きくすることなく、優れた垂直指向性が得
られる。したかりて、アンテナ全体の占有スペースが小
さくなって小型化、軽量化が可能となり、レーダアンテ
ナとして使用する場合は、旋回駆動用モータ等の駆動手
段を簡略化、小型化することができる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, a dielectric body having a forward protrusion is provided at the open end of the pawn, and the dielectric body has a dual structure inside and outside, thereby improving vertical directivity. Therefore, excellent vertical directivity can be obtained without increasing the aperture size of the pawn or the forward protrusion size of the dielectric. Therefore, the space occupied by the antenna as a whole becomes smaller, making it possible to make it smaller and lighter. When used as a radar antenna, the drive means such as a swing drive motor can be simplified and made smaller.

また、誘電体か内外2重構造となっているので、誘電体
をその2重部分を介してポーンに取り付け、誘電体とホ
ーンとの結合を強固にすることができろ。
In addition, since the dielectric has a dual structure inside and outside, the dielectric can be attached to the pawn via the double portion to strengthen the connection between the dielectric and the horn.

なお、内外両誘電体間に発泡ウレタンのような発泡剤を
充填−4−ろと、誘電体の全体が補強され、不測の変形
か防止される。
Note that by filling a foaming agent such as foamed urethane between both the inner and outer dielectrics, the entire dielectric is reinforced and accidental deformation is prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図ないし第
4図は、いずれら従来例の縦断面図である。 l・・・スロット導波管、2 ・ホーン、3・・誘電体
、3a・・円弧部、3b・・突出部、31・内側誘電体
、3o・・外側1誘電体。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are longitudinal sectional views of conventional examples. 1: Slot waveguide, 2: Horn, 3: Dielectric, 3a: Arc portion, 3b: Projection, 31: Inner dielectric, 3o: Outer 1 dielectric.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基部にスロット導波管が設けられたホーンの開口
端に、誘電体を遮蔽状に取り付け、該誘電体には上下中
央位置で前方に突出する突出部を形成し、かつ該誘電体
を空気層もしくは充填物層を間に挟んだ内外2重構造と
したことを特徴とするスロットアレイアンテナ装置。
(1) A dielectric is attached to the open end of a horn having a slot waveguide at its base in a shielding manner, and the dielectric has a protrusion that protrudes forward at the vertical center position, and the dielectric A slot array antenna device characterized by having an inner and outer double structure with an air layer or a filling layer sandwiched therebetween.
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