JPS6313566B2 - - Google Patents

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JPS6313566B2
JPS6313566B2 JP54119769A JP11976979A JPS6313566B2 JP S6313566 B2 JPS6313566 B2 JP S6313566B2 JP 54119769 A JP54119769 A JP 54119769A JP 11976979 A JP11976979 A JP 11976979A JP S6313566 B2 JPS6313566 B2 JP S6313566B2
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JP
Japan
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corrugated
conical horn
corrugated conical
horn
frequency band
Prior art date
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JP54119769A
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English (en)
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JPS5643803A (en
Inventor
Toshio Sato
Hiroo Mizusawa
Fumio Takeda
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Mitsubishi Electric Corp
KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Kokusai Denshin Denwa KK, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Kokusai Denshin Denwa KK
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Priority to US06/186,308 priority patent/US4358770A/en
Priority to GB8029689A priority patent/GB2060265B/en
Publication of JPS5643803A publication Critical patent/JPS5643803A/ja
Publication of JPS6313566B2 publication Critical patent/JPS6313566B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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

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  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、コルゲート円すいホーンを用い多
周波数帯を共用するアンテナ給電系の改良に関す
るものである。
従来のこの種のアンテナ給電系について述べる
まえに、まずコルゲート円すいホーンの特性につ
いて説明する。第1図はコルゲート円すいホーン
の概略形状を示すもので、図中1はコルゲート円
すいホーン、2はコルゲート溝、3はコルゲート
円すいホーンを励振する円形導波管、4は分波器
である。
図から明らかなように、コルゲート円すいホー
ン1は通常の円すいホーンの内壁に一定の間隔で
周方向に溝を設けた構造となつている。
コルゲート円すいホーン1は、コルゲート溝2
の入口からコルゲート溝2の底をみたときのアド
ミタンスが容量性サセブタンスを呈するときにす
なわち、コルゲート溝の深さが(2n―1)λ/
4から2(n―1)λ/4のときにその放射パタ
ーンが低サイドロープになり、また、放射電界の
振幅分布が回転対称になるとともに交差偏波成分
が少なくなるので、反射形アンテナの高能率化、
低サイドローブ化に有用である。ここでλは波
長、nは整数である。
この特性は、円形導波管3の基本波である
TE11モードが、コルゲート円すいホーン1内で、
コルゲート溝2により、いわゆるコルゲート円す
いホーン1の混成モード、EH11モードに変換さ
れることによる。
ところで円形導波管3と、コルゲート円すいホ
ーン1とを接続するときに、とくに問題となるの
は、一定間隔で多数設けられるコルゲート溝2の
ため、コルゲート円すいホーン1が一種の周期構
造回路の性質をもち、円形導波管のほとんどのモ
ードに対し帯域通過フイルタの特性を呈すること
である。
たとえば、円形導波管3がTE11モードの他に
高次モードも伝搬している場合を考える。いま、
コルゲート円すいホーン1のEH11モードの通過
帯域を使用周波数においてTE11モードがEH11
ードに変換されコルゲート円すいホーン1を伝搬
するように設計しても、必ずしも円形導波管3を
伝搬している高次モードに対してコルゲート円す
いホーン1が通過性を呈するとはかぎらない。高
次モードに対してコルゲート円すいホーン1が阻
止特性を呈すると、高次モードはコルゲート円す
いホーン1により円形導波管3側に反射される
が、円形導波管3を励振している分波器4部など
に存在するしや断点によりさらに完全反射され
る。
このため、高次モードに対し、分波器4部に生
じるしや断点とコルゲート円すいホーン1との間
が共振器を構成することになり、いわゆる高次モ
ードの閉じ込め共振が生じる。この共振は伝搬特
性に歪みを発生させる原因となる。
上述の閉じ込め共振は、発生機構からも明らか
なようにコルゲート円すいホーン1を広帯域に使
用する場合、多周波数帯にわたつて使用する場合
に発生しやすい。
これを避けるため従来のコルゲート円すいホー
ン1を用いる多周波数帯共用アンテナ給電系では
以下に詳述するように構成されていた。
なお、以下説明の便宜上、二つの周波数帯域を
考え低周波数帯の周波数と波長を、それぞれ、
L,λL、高周波数帯の周波数と波長を、それぞ
れ、H,λHとし2L Hとする。
第2図に従来の一実施例を示す。図中5はL
端子、6はH用端子であり、A―A′は分波器4と
コルゲート円すいホーン1との接続面を表し、h
はコルゲート溝2の深さを示す。
分波器4はコルゲート円すいホーン1側より順
次低い周波数帯の波を分波する構造となつてい
る。このため分波器4のコルゲート円すいホーン
1側の内径はLの周波数範囲のうちの高い周波数
の波、およびHの波に対してオーバサイズ導波管
となる可能性があり、上述の閉じ込め共振が分波
器4とコルゲート円すいホーン1との間で生じる
可能性がある。
これを避けるため、従来の、コルゲート円すい
ホーン1を用いる多周波数帯共用アンテナ給電系
においては、まず伝搬可能な高次モード波の数を
できるだけ少なくするためコルゲート円すいホー
ンと分波器との接続面A―A′の内径をできるだ
け小さく選び、つぎに、コルゲート溝2の深さh
を λH/2>hλH/4 ……(1) でかつ、λLに対して小さく選んでいる。
このように設計すると、まず、Lの波に対して
はコルゲート溝2の深さhが浅いため、コルゲー
ト溝2のLにおいて呈するアドミタンスが大きな
誘導性サセプタンスを呈するのでコルゲート円す
いホーン1が通常の円すいホーンとほぼ同様に働
き、Lの周波数のうちの高い周波数で発生する高
次モードに対してしや断特性を示さず、閉じ込め
共振を防ぐことができる。
つぎに、少数のHで発生する高次モードに対し
てはコルゲート溝2の寸法、形状を適当に選び閉
じ込め共振を防いでいる。
この従来の実施例においては、上述のように閉
じ込め共振を防ぐことができ、かつHの波に対し
ては良好な放射パターンを得ることができるが、
Lの波に対してはコルゲート溝2の深さが浅す
ぎ、すなわち、コルゲート溝2の呈するアドミタ
ンスが誘導性サセプタンスを呈するため、コルゲ
ート円すいホーン1の利点を生かした良好な放射
パターンを得ることができない欠点がある。
この発明は上述の欠点を除去するため、コルゲ
ート溝2の深さを、使用する多周波数帯の最低周
波数帯の波長に対し4分の1波長から2分の1波
長の深さに、かつコルゲート円すいホーン1と分
波器4との接続面A―A′の内直径を閉じ込め共
振が生じないようにコルゲート溝2の深さが4分
の3波長と1波長との間の長さになる周波数の波
長の2.6倍以上にすることにより、各周波数帯の
放射パターンの改善を図るとともに、高次モード
の閉じ込め共振を防ぐもので以下にその詳細を述
べる。
第3図にこの発明の一実施例を示す。第2図の
従来の実施例と比べると、コルゲート溝2の深さ
hが深く、 λL/4<h<λL/2 ……(2) と選ばれていること、および、コルゲート円すい
ホーン1と分波器4との接続面A―A′の内直径
が2.63λHと大きく選ばれていることに特徴があ
る。
この発明の実施例では、まず、コルゲート溝2
の深さが各周波数帯LHで容量性サセプタンス
を呈するように選ばれているため、各周波数帯に
おける放射パターンが、コルゲート円すいホーン
1の特性を生かした良好な特性となる利点があ
る。
つぎに高次モードの閉じ込め共振であるが、L
の周波数範囲のうちの高い周波数の高次モードに
対しては、周波数が低いため発生する高次モード
数が少ないので、従来の実施例と同様にコルゲー
ト溝2の寸法、形状を選定することにより閉じ込
め共振を防ぐことができる。
一方Hの波に対しては、多くの高次モードが発
生する。しかし、この発明の実施例においてはコ
ルゲート円すいホーン1の始まる内径Dを
2.63λHとHの波の波長に対して大きくし、コル
ゲート円すいホーン1の高次モード波に対して呈
するしや断減衰量を小さくするように設計してい
る。
このような設計が可能なことは次のことから明
らかである。コルゲート円すいホーン1と分波器
4との接続部の内径が小さいと、この部分を伝搬
し得る高次モードの数が少ない。このため、分波
器4側で発生した高次モードは、コルゲート円す
いホーン1部を伝搬する少数のモードのうちの円
形導波管モードに対応した高次モードに変換され
ないとコルゲート円すいホーン1でしや断され
る。
これに対し、接続部の内径が大きいと、分波器
4側および、コルゲート円すいホーン1側に多数
の高次モードが伝搬し得るようになる。このた
め、分波器4側で発生した特定の高次モードは、
コルゲート円すいホーン1を伝搬する多数のモー
ドのうちのいずれかの電磁界分布の似たモードに
変換され伝搬する可能性が大くなり、コルゲート
円すいホーン1の呈するしや断減衰量が小さくな
る。
しや断減衰量が小さくなると、高次モードに対
して、分波器4とコルゲート円すいホーン1とで
形成される共振器のQが低くなり、伝搬特性に与
える閉じ込め共振の影響を小さくすることができ
る。
さて、このコルゲート円すいホーン1の呈する
各高次モードに対するしや断減衰量を理論的に求
めることは、コルゲート円すいホーン1の形状が
伝搬軸方向に変化することにより難しい。そこ
で、実験的にしや断減衰量が小さくなり、閉じ込
め共振が生じなくなる内径を求めた。
閉じ込め共振の有無は、コルゲート円すいホー
ン1と分波器4部との接続点の反射電力の周波数
特性を観測し、共振周波数において反射波の位相
が大きく変化するため生じる反射電力のスパイク
状変化の有無により判定できる。
第4図にコルゲート溝2の深さhが3/4λoのコ ルゲート円すいホーン1を内直径が2.6λoの分波
器4に接続したときのVSWR(電圧定在波比)の
周波数特性を示す。
なお、この実験においては、内直径1.8λoの位
置において導波管に不連続を設け、高次モードを
故意に発生させている。ここでλoはoにおける
波長である。
VSWRの周波数特性にスパイク状の変化はな
く、コルゲート円すいホーン1と分波器4との接
続部内直径を2.6λo以上に選べば、コルゲート円
すいホーン1の呈するしや断減衰量が小さいこと
がわかる。
なお、以上は、周波数帯をL Hの2周波数帯と
して説明したが、上述のしや断減衰量は周波数が
高くなるほど減少するので、コルゲート溝2の呈
するアドミタンスが容量性サセプタンスを呈する
多数の周波数帯を用いる場合にも適用できること
は明らかである。
以上のように、この発明にかかるコルゲート円
すいホーン1を用いる多周波数帯共用アンテナ給
電系では、コルゲート円すいホーン1の始まる内
直径を大きく選ぶことにより閉じ込め共振を防ぐ
ことができ、かつ、コルゲート溝2が容量性サセ
プタンスを呈するような複数の周波数帯において
良好な放射パターンを得ることができる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はコルゲート円すいホーンの一部破断し
た構造図、第2図は従来の実施例を示す一部破断
した構造図、第3図はこの発明の一実施例を示す
一部波断した構造図、第4図は周波数特性図であ
る。 図中、1はコルゲート円すいホーン、2はコル
ゲート溝、4は分波器である。なお、図中同一あ
るいは相当部分には同一符号を付して示してあ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コルゲート円すいホーンと、前記ホーンに接
    続される多周波数帯共用分波器とからなるアンテ
    ナ給電系において、前記コルゲート円すいホーン
    のコルゲート溝の深さが、前記多周波数帯の最低
    周波数帯において4分の1波長から半波長の深さ
    で、かつ前記コルゲート円すいホーンと前記多周
    波数帯共用分波器との接続面の内直径が、少なく
    ともコルゲート溝の深さが4分の3波長と1波長
    との間の長さになる周波数の波長の2.6倍以上に
    選定されたことを特徴とするアンテナ給電系。
JP11976979A 1979-09-18 1979-09-18 Antenna power feeding system Granted JPS5643803A (en)

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JPS5643803A JPS5643803A (en) 1981-04-22
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