JPS62199102A - 電磁ホ−ン - 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〕 本発明は異なる周波数を有する複数の電磁波の照射特性
の低下および交差偏波の劣化を抑制した電磁ホーンに関
する。

〔従来の技術〕

例えば、パラボラアンテナの一次放射器として使用され
る電磁ホーンとして、例えば、第３図（ａ）、（ｂ）お
よび第４図（ａｌ、伽）に示すものがある（例えば、米
国特許第３，２１２，０９６号明細書）。

第３図（ａ）、山）における電磁ホーンは、一端に円形
導波管（図示せず）と接続されるフランジ１２を、他端
にホーン開口部１３を形成された円筒形のホーン部１１
を有して）＞る。

この電磁ホーンにおいて、図の右側に位置する導波管か
らホーン部１１内へ伝搬してきた電磁波はホーン開口部
１３より空間に放射される。ここで、ホーン開口部１゛
３からの放射特性は円形導波管の伝搬モードに従ったも
のとなる。

しかし、この電磁ホーンによれば、伝搬モードとして電
磁分布がホーン中心軸Ｃに対して回転対称ではない基本
モードのＴ　Ｅ　＋　＋モー。

ドが用いられることが一般的であるため、放射特性は中
心軸Ｃに対して非対称となり、そのため、パラボラアン
テナの一次放射器として使用されると、照射効率の低下
や交差偏波の劣化となって現れる。

第４図（ａ）、（ｂｌはオープンコルゲートホーンの電
磁ホーンを示し、前述した照射効率の低下を抑えたもの
である。この電磁ホーンは円筒状のホーン部１５と、該
ホーン部１５の一端に形成された円形導波管が接続され
るフランジ１６と、ホーン部１５の他端に形成される導
体溝部１７より構成される。導体溝部１７は、円環状に
複数の導体溝１８が半径方向へ同心円状に形成され、そ
の深さが使用周波数の波長の約×に設定されたチョーク
構造がとられている。

以上の構成において、図の右に位置する導波管からホー
ン部１５内を伝搬してきた電磁波は、ホーン開口部１９
より空間に放射される。このとき、ホーン開口部１８と
該ホーン開口部１８よりの放射波によって励振される導
体溝１８での電磁界分布によって放射特性が定まるが、
前述したチョーク構造がとられているため、円形導波管
内の境界条件の制約は導体溝１８の部分には無い。従っ
て、導体溝１８を含めた全体の電磁界分布は第３図の電
磁ホーンに比べて回転対称に近い放射特性が得られ、同
時に、円形ホーン外壁上の不要誘起電流も抑制されるた
めに低サイドローブの特性にすることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の電磁ホーンによれば、近年の技術動向で
ある単一のアンテナによって２つ以上の周波数の電磁波
を送受信しようとすると次の問題点が生じる。

まず、第３図（ａ）、山）の電磁ホーンによれば、例え
ば、ｆｌ、ｆ２の２つの周波数（例えば、ｆｌ　＜ｆ２
＝２ｆｔ　）で利用しようとするとき、ホーン開口径を
ｆ、に合わせると、ｒ２の周波数においては、ＴＥＡ、
モード波やＴＭ、、モード波等の高次モード波が発生し
、これが放射されるため、放射パターンの対称性を損ね
るだけでなく、高いサイドロープをもたらして照射効率
の低下と交差偏波の劣化をさらに促進する。

また、第４図（ａ）、（ｂ）の電磁ホーンにおいても、
溝の深さをｆ３、ｆ！の１つの周波数にしか合わせられ
ないため、他の周波数に対しては、同じように、照射効
率の低下や交差偏波の劣化をもたらす不具合がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、複数の周波
数帯に対して良好な放射パターンおよび低交差偏波特性
が得られるようにするため、複数の周波数の電磁波に対
して復モードホーンとして動作するホーンの開口部外周
上に周波数の低い電磁波に対してチョーク構造を有する
導体溝を配置した電磁ホーンを提供するものである。

本発明の電磁ホーンによれば、その中心軸に垂直および
平行な第１および第２の導体溝を設けることが好ましく
、第１の導体溝がホーン外壁の円周方向に流れる不要電
流を力・ノドし、第２の導体溝がホーン外壁上を軸方向
に流れる不要電流をカントする。また、高い周波数の電
磁波に対しては、ホーン開口面において基本モード波と
高次モード波が同相になるようにすることに゛よってア
ンテナ能率の低下、交差偏差特性の劣化等が防止される
。

〔実施例〕

以下、本発明による電磁ホーンを詳細に説明する。

第１図（ａｌ、（ｂ）は本発明の一実施例（マルチフレ
アー型の例）を示し、ホーン開口部２を一端に有した円
錐状のマルチフレアーホー７１　（所定のフレアー角を
有したフレア一部１ａを内面に有する）と、マルチフレ
アーホーン１の開口部２の外周に設けられた第１の導体
溝３と、導体：ａ３に隣接してマルチフレアー１の外壁
に設けられる導体溝４より構成される。導体溝３の底面
は中心軸Ｃに対して垂直に同心状になっており、また、
導体溝４の底面は中心軸Ｃに対して平行に形成されてい
る。導体溝３の深さｌ、および導体溝４の深さ１２ば、
いずれも使用周波数の内の低い方の周波数（ｆ、）の波
長の約×に設定されてチョーク構造を成している。また
、マルチフレアーホーン１は低い方の周波数の電磁波に
対して、例えば、Ｔ　Ｅ　＋　Ｉモード波のみを伝搬し
、内面のフレア一部１ａは高い方の周波数の電磁波の基
本モード、例えば、ＴＥ■モード波の位相と高次モード
、例えば、ＴＭ。

モード波の位相が開口部２において同位相になるように
フレアー角および長さが決められている。

以上の構成において、フランジ１２を介して接続された
導波管（図示せず）からマルチフレアーホーン１へ伝搬
してきた電磁波はホーン開口部２より空間に放射される
。導体溝３および４は共に低い方の周波数の電磁波に対
してチョーク構造を成しているため、ホーン開口部２の
外周上を円周方向に流れる不要電流は導体溝３によって
カットされる。これによって、不要電流の再放射による
ホーン前方への放射特性の劣化を防ぐことができる。

また、ホーン外壁上を流れる不要電流は導体溝４によっ
てカットされ、ホーン後方に電磁波が洩れるのを防止し
てサイドロープレベルを低く抑える。

以上によって、周波数ｆ、におけるホーン前方の放射特
性は回転対称に近くなり、低交差偏波の特性が得られる
と共に、ホーン後方のサイドロープレベルを低く抑える
ことができる。

前述した通り、マルチフレアーホーン１は使用周波数の
低い方の周波数ｒ１においてはＴＥ、、モード波のみを
伝搬し、また、使用周波数の内の高い方の周波数ｆ、に
おいてはＴＥ、、モード波ときＴＭ１１モード波を開口
面で同相になるように合成する構造を有している。この
ため、周波数ｆ２において低サイドロープが得られると
共に、回転対称な放射特性を得ることができる。

尚、以上の説明では、複モードホーンとしてマルチフレ
アーホーンを使用したが、第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ
）に示すように、各種の複モードホーンを使用すること
ができる。即ち、第２図（ａ）に示したフレアーアイリ
ス型にあってはホーンのフレア角を変えることによって
Ｔ　Ｍ　ｒ　ｌ波を発生させることができると共に、ア
イリスでもＴＭ、波を発生させることができる。第２図
（ｂ）のステップ型にあっては、ホーン内のステップ変
換部でＴＭ、、波を発生させるも、のであり、第２図（
Ｃ）の誘電体装荷型にあったは、ホーン内に装荷した誘
電体５によってＴ　Ｍ　＋　＋波を発生させることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上の説明した通り、本発明の電磁ホーンによれば、複
モードホーンの外壁上にホーンの中心軸に対し水平な溝
と垂直な溝を設け、各々の溝の深さを低い側の周波数の
Ａ波長にし、かつ、高い方の周波数の基本モードと高次
モードを開口面において同位相にしたため、周波数の異
なる２つの周波数域における回転対称性の向上が図れる
と共に、交差偏波特性に優れた放射特性を得ることがき
る。

したがって、本発明による電磁ホーンを、例えば、単一
焦点パラボラアンテナの一次放射器に用いることによっ
て、２つの相異なる周波数の各々において、高利得にし
て低サイドロープ、且つ低交差偏波特性を持つアンテナ
を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、（ｂ）は本発明の一実施例を示す側面図
および正面図、第２図（ａ）、（ｂｌ、（Ｃ）は本発明
が適用可能な各種電磁ホーンの一例を示す断面図、第３
図（ａ）、（ｂｌは従来の電磁ホーンの一種である円形
ホーンを示す側面図および正面図、第４図（ａｌ、（ｂ
）は従来の電磁ホーンの一種であるオープンコルゲート
ホーンを示す側面図および正面図。 符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）異なる周波数の複数の電磁波を同時に送受信する
   電磁ホーンにおいて、 前記異なる周波数の低い周波数において基 本モード波のみを伝搬し、前記異なる周波数の高い周波
   数において開口面で同位相となる基本モード波と高次モ
   ード波を伝搬する複モードホーンと、 前記複モードホーンの外周に設けられ、底 面が中心軸と直交する第１の面および平行な第２の面に
   位置し、かつ、深さが前記低い周波数の波長の１／４に
   設定された第１および第２の導体溝を設けたことを特徴
   とする電磁ホーン。