(57)【要約】【課題】Ｌ字状の給電プローブを必要とせず、削り出しのみにより容易に製造が可能な導波管電力分配器を得る。【解決手段】方形導波管１と、方形導波管の導波管幅狭面２ａから挿入されたプローブ４とを備えた導波管電力分配器であって、方形導波管１の壁面の一部（導波管幅狭面２ｂおよび導波管幅広面３ａ）から突出するように、かつ挿入された前記プローブに対応する位置に設けられ、方形導波管１内の高周波信号とプローブ４との間に磁界結合が生じるように、方形導波管１内の一部を遮る金属構造部５をさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形導波管と、前記方形導波管の導波管幅狭面から挿入されたプローブとを備えた導波管電力分配器であって、
前記方形導波管の壁面の一部から突出するように、かつ挿入された前記プローブに対応する位置に設けられ、前記方形導波管内の高周波信号と前記プローブとの間に磁界結合が生じるように、前記方形導波管内の一部を遮る金属構造部をさらに備えることを特徴とする導波管電力分配器。
【請求項２】
請求項１に記載の導波管電力分配器において、
前記金属構造部は、前記プローブが挿入される側の導波管幅狭面に対向する導波管幅狭面と、導波管幅広面のうちのいずれか一方の壁面との間に、前記方形導波管内の一部を遮るように設けられた金属壁部で構成され、
挿入された前記プローブの先端と、前記プローブが挿入される導波管幅狭面に対向する前記金属壁部の端面とが接続される
ことを特徴とする導波管電力分配器。
【請求項３】
請求項１に記載の導波管電力分配器において、
前記金属構造部は、前記プローブが挿入される側の導波管幅狭面に対向する導波管幅狭面と、導波管幅広面のうちのいずれか一方の壁面との間に、前記方形導波管内の一部を遮るように設けられた金属壁部で構成され、
挿入された前記プローブの先端と、前記プローブが挿入される導波管幅狭面に対向する前記金属壁部の端面との間に隙間を設ける
ことを特徴とする導波管電力分配器。
【請求項４】
請求項１に記載の導波管電力分配器において、
前記金属構造部は、導波管幅広面のうちのいずれか一方の壁面から突出し、前記方形導波管内の一部を遮るように設けられた突出金属部で構成され、
挿入された前記プローブの先端と、前記プローブが挿入される導波管幅狭面に対向する前記突出金属部の端面との間に隙間を設ける
ことを特徴とする導波管電力分配器。
【請求項５】
請求項１に記載の導波管電力分配器において、
前記金属構造部は、前記プローブが挿入される側の導波管幅狭面に対向する導波管幅狭面と、導波管幅広面のうちのいずれか一方の壁面との間に、前記方形導波管内の一部を遮るように設けられた金属壁部で構成され、
前記金属壁部は、前記プローブが挿入される導波管幅狭面に対向する前記金属壁部の端面から、前記プローブが挿入される導波管幅狭面に対向する導波管幅狭面までを貫通するようにあけられたプローブ挿入孔を有し、
挿入された前記プローブを前記プローブ挿入孔に通し、前記プローブの先端と、前記プローブが挿入される導波管幅狭面に対向した導波管幅狭面の壁面とが接続される
ことを特徴とする導波管電力分配器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の導波管電力分配器を、給電部とすることを特徴とする幅狭面導波管スロットアレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブと導波管内の高周波信号を効率よく結合させて、信号を分配・合成することができる導波管電力分配器、および導波管電力分配器を用いた導波管スロットアレーアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の導波管電力分配器は、方形導波管の導波管幅広面側からプローブを挿入し、このプローブと導波管内の高周波信号の電界もしくは磁界成分と結合させることで、信号を分配・合成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、方形導波管の導波管幅狭面側からプローブを挿入する方式の従来の導波管電力分配器としては、Ｌ字状に曲げられたプローブを導波管幅狭面側から挿入し、そのＬ字プローブの先端を導波管幅広面側の導波管内壁面に接続させるものがある。このような構成とすることで、効率よくプローブと導波管内の高周波信号を結合させて、信号を分配・合成することができる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、方形導波管の導波管幅狭面側からプローブを挿入する方式のさらに別の従来の導波管電力分配器としては、導波管幅広面から突出した金属突出部を設け、この金属突出部に導波管幅狭面側から挿入したプローブの先端を接続するものがある。このような構成とすることで、Ｌ字プローブを使用することなく、導波管内の高周波信号を結合させて、信号を分配・合成することができる（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２２８３８号公報
【特許文献２】特開平２０００−３３２５３１号公報
【特許文献３】特開２００９−１７２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示された従来の導波管電力分配器においては、導波管スロットアレーアンテナの給電部にこの導波管電力分配器を適用する場合に、導波管幅広面側にスロットを配置する必要がある。このため、アレーアンテナの全体寸法が導波管幅広面側の寸法によって決まることとなり、装置が大型化する問題がある。
【０００７】
また、上述した導波管スロットアレーアンテナを素子アンテナとして、その管軸を平行にして複数個並べて配置したアレーアンテナにおいて、管軸に垂直な方向にビーム走査を行う場合には、素子間隔が導波管幅広面側の寸法により決まる。そして、この寸法が、一般には、半波長以上となるために、ビーム走査角によってはグレーティングローブが発生し、放射性能を劣化させる問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に示された従来の導波管電力分配器においては、プローブ形状をＬ字状に加工する必要がある。このため、プローブ製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献３に示された従来の導波管電力分配器においては、プローブ形状をＬ字状に加工する必要はない。しかしながら、短絡用導体パターンを施した誘電体基板を２つのコ字状の金属ブロックにより挟み込むことにより、金属突出部の形成を実現している。このため、製造工程が増えるとともに、挟み込む際の組み立て誤差などによって、特性が劣化するなどの問題がある。また、削り出しのみによって、このような導波管電力分配器を形成するような場合においては、金属突出部を形成すること自体が困難である問題もある。
【００１０】
また、これらの従来の導波管電力分配器では、給電プローブの先端を導波管壁面もしくは金属突出部に接続する必要がある。しかしながら、この接続部の製造が非常に困難であり、製造コストが増大するという問題がある。
【００１１】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、Ｌ字状の給電プローブを必要とせず、削り出しのみにより容易に製造が可能な導波管電力分配器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る導波管電力分配器は、方形導波管と、方形導波管の導波管幅狭面から挿入されたプローブとを備えた導波管電力分配器であって、方形導波管の壁面の一部から突出するように、かつ挿入されたプローブに対応する位置に設けられ、方形導波管内の高周波信号とプローブとの間に磁界結合が生じるように、方形導波管内の一部を遮る金属構造部をさらに備えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る導波管電力分配器によれば、方形導波管の壁面の一部から突出し、方形導波管内の高周波信号とプローブとの間に磁界結合が生じるように、方形導波管内の一部を遮る金属構造部を設けることにより、Ｌ字状の給電プローブを必要とせず、削り出しのみにより容易に製造が可能な導波管電力分配器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における導波管電力分配器を示した斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における導波管電力分配器を示した導波管幅広面に平行な面での断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における図２の導波管電力分配器のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における図２および図３の導波管電力分配器のＢ−Ｂ’断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における導波管電力分配器の、同軸端子８からみたインピーダンス特性のスミスチャートを示した図である。
【図６】本発明の実施の形態１において、方形導波管１を伝搬する高周波信号の基本モードにおける電磁界の様子を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態２における導波管電力分配器を示した斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態２における導波管電力分配器を示した導波管幅広面に平行な面での断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における図８の導波管電力分配器のＡ−Ａ’断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における図８および図９の導波管電力分配器のＢ−Ｂ’断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における導波管電力分配器の、同軸端子８からみたインピーダンス特性のスミスチャートを示した図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における導波管電力分配器を示した斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態３における導波管電力分配器を示した導波管幅広面に平行な面での断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３における図１３の導波管電力分配器のＡ−Ａ’断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３における図１３および図１４の導波管電力分配器のＢ−Ｂ’断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３における導波管電力分配器の、同軸端子８からみたインピーダンス特性のスミスチャートを示した図である。
【図１７】本発明の実施の形態４における導波管電力分配器を示した斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態４における導波管電力分配器を示した導波管幅広面に平行な面での断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態４における図１８の導波管電力分配器のＡ−Ａ’断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態４における図１８および図１９の導波管電力分配器のＢ−Ｂ’断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態４における導波管電力分配器の、同軸端子８からみたインピーダンス特性のスミスチャートを示した図である。
【図２２】本発明の実施の形態５における幅狭面導波管スロットアレーアンテナを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の導波管電力分配器の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における導波管電力分配器を示した斜視図である。また、図２は、本発明の実施の形態１における導波管電力分配器を示した導波管幅広面に平行な面での断面図である。また、図３は、本発明の実施の形態１における図２の導波管電力分配器のＡ−Ａ’断面図である。さらに、図４は、本発明の実施の形態１における図２および図３の導波管電力分配器のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図２は、図３および図４の導波管電力分配器のＣ−Ｃ’断面図にあたる。
【００１７】
これらの図１から図４において、本実施の形態１における導波管電力分配器は、方形導波管１、プローブ４、金属壁部５、同軸線路６、導波管端子７ａ、７ｂ、および同軸端子８で構成される。方形導波管１は、２つの導波管幅狭面２ａ、２ｂと、２つの導波管幅広面３ａ、３ｂとからなる。
【００１８】
また、金属壁部５は、方形導波管１にプローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面（図１から図４では、導波管幅広面３ａ）との間に、導波管内の一部を遮るように設けられており、金属構造部に相当する。また、導波管端子７ａ、７ｂは、方形導波管１に設けられ、同軸端子８は、同軸線路６に設けられている。
【００１９】
導波管幅狭面２ａの中央付近から、同軸線路６の先端に設けられたプローブ４を導波管１に垂直に挿入し、挿入したプローブ４の先端と、プローブ４を挿入する導波管幅狭面２ａと対向する金属壁部５の端面とを、接続点９において接続する。このような構成とすることで、方形導波管１内の高周波信号とプローブ４との間に結合が生じることとなる。
【００２０】
このとき、金属壁部５は、プローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面３ａもしくは３ｂのうちいずれか一方の導波管幅広面（図１から図４では、導波管幅広面３ａ）との間に、方形導波管１内の一部を遮るような形で設けられる。すなわち、方形導波管１の壁面の一部（図１から図４では、導波管幅狭面２ｂおよび導波管幅広面３ａ）から突出し、方形導波管１内の一部を遮るように、金属壁部５が設けられている。
【００２１】
図５は、本発明の実施の形態１における導波管電力分配器の、同軸端子８からみたインピーダンス特性のスミスチャートを示した図である。図５において、インピーダンス特性２０は、従来の導波管電力分配器としてＬ字状の給電プローブを用いた場合の、導波管電力分配器のインピーダンス特性を示している。一方、インピーダンス特性２１は、本実施の形態１におけるインピーダンス特性を示している。
【００２２】
本実施の形態１におけるインピーダンス特性２１は、設計周波数付近においてインピーダンスが１となっており、スミスチャートの中心付近にあることが分かる。これは、図５に示す従来の導波管電力分配器のインピーダンス特性２０とほぼ同様の特性となっており、本実施の形態１における導波管電力分配器が、従来の導波管電力分配器と同等の性能を有していることが分かる。
【００２３】
次に、本実施の形態１における導波管電力分配器の動作原理について説明する。図６は、本発明の実施の形態１において、方形導波管１を伝搬する高周波信号の基本モードにおける電磁界の様子を示した図である。なお、図６は、導波管の管軸方向に垂直な面での断面を示している。また、図中の実線は電界成分を、破線は磁界成分を、それぞれ示す。図６に示すように、方形導波管１を伝搬する基本モードの電界成分は、導波管幅狭面２に平行かつ管軸方向に対して垂直なものとなり、一方、磁界成分は、管軸方向および導波管幅広面３に平行なものとなる。
【００２４】
本実施の形態１では、プローブ４、金属壁部５の導波管幅狭面２ａ側の端面、導波管幅狭面２ａ、および導波管幅広面３ａによって形成されたループ部に磁界成分が鎖交することにより、磁界結合によって導波管内の高周波信号とプローブ４が結合する。
【００２５】
以上のように、実施の形態１によれば、プローブを挿入する側の導波管幅狭面に対向する導波管幅狭面と、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面との間に、導波管内の一部を遮るように金属壁部（金属構造部）を設けている。さらに、挿入されたプローブの先端と、プローブが挿入される導波管幅狭面に対向する金属壁部の端面とを接続している。
【００２６】
このような構成を備えることで、方形導波管内の高周波信号とプローブとの間に磁界結合を生じさせることができ、従来の導波管電力分配器と同等のインピーダンス特性を実現できる。さらに、Ｌ字状の給電プローブを必要とせず、削り出しのみによって容易に製造ができる導波管電力分配器を得ることができる。
【００２７】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、プローブ４の先端と金属壁部５の端面とを接続する構成を備えた導波管電力分配器について説明した。これに対して、本実施の形態２では、プローブ４の先端と金属壁部５の端面との間に隙間を持たせた構成を備えた導波管電力分配器について説明する。
【００２８】
図７は、本発明の実施の形態２における導波管電力分配器を示した斜視図である。また、図８は、本発明の実施の形態２における導波管電力分配器を示した導波管幅広面に平行な面での断面図である。また、図９は、本発明の実施の形態２における図８の導波管電力分配器のＡ−Ａ’断面図である。さらに、図１０は、本発明の実施の形態２における図８および図９の導波管電力分配器のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図８は、図９および図１０の導波管電力分配器のＣ−Ｃ’断面図にあたる。
【００２９】
これらの図７から図１０において、本実施の形態２における導波管電力分配器は、方形導波管１、プローブ４、金属壁部５、同軸線路６、導波管端子７ａ、７ｂ、および同軸端子８で構成される。方形導波管１は、２つの導波管幅狭面２ａ、２ｂと、２つの導波管幅広面３ａ、３ｂとからなる。
【００３０】
また、金属壁部５は、方形導波管１にプローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面（図７から図１０では、導波管幅広面３ａ）との間に、導波管内の一部を遮るように設けられており、金属構造部に相当する。また、導波管端子７ａ、７ｂは、方形導波管１に設けられ、同軸端子８は、同軸線路６に設けられている。
【００３１】
導波管幅狭面２ａの中央付近から、同軸線路６の先端に設けられたプローブ４を導波管１に垂直に挿入し、挿入したプローブ４の先端と、プローブ４を挿入する導波管幅狭面２ａと対向する金属壁部５の端面との間に隙間を設けている。このような構成とすることで、方形導波管１内の高周波信号とプローブ４との間に結合が生じることとなる。
【００３２】
このとき、金属壁部５は、プローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面３ａもしくは３ｂのうちいずれか一方の導波管幅広面（図７から図１０では、導波管幅広面３ａ）との間に、方形導波管１内の一部を遮るような形で設けられる。すなわち、方形導波管１の壁面の一部（図７から図１０では、導波管幅狭面２ｂおよび導波管幅広面３ａ）から突出し、方形導波管１内の一部を遮るように、金属壁部５が設けられている。
【００３３】
図１１は、本発明の実施の形態２における導波管電力分配器の、同軸端子８からみたインピーダンス特性のスミスチャートを示した図である。図１１において、インピーダンス特性２０は、従来の導波管電力分配器としてＬ字状の給電プローブを用いた場合の、導波管電力分配器のインピーダンス特性を示している。一方、インピーダンス特性２２は、本実施の形態２におけるインピーダンス特性を示している。
【００３４】
本実施の形態２におけるインピーダンス特性２２は、設計周波数付近においてインピーダンスが概ね１となっており、スミスチャートの中心付近にあることが分かる。これは、図１１に示す従来の導波管電力分配器のインピーダンス特性２０と比較すると、本発明の実施の形態２における導波管電力分配器が、設計周波数引付近において従来の導波管電力分配器と概ね同等の特性が得られていることを示している。
【００３５】
次に、本実施の形態２における導波管電力分配器の動作原理について説明する。本実施の形態２においても、先の実施の形態１の場合と同様に、プローブ４、金属壁部５の導波管幅狭面２ａ側の端面、導波管幅狭面２ａ、および導波管幅広面３ａによって形成されたループ部に磁界成分が鎖交することにより、磁界結合によって導波管内の高周波信号とプローブ４が結合する。
【００３６】
ただし、本実施の形態２では、プローブ４の先端と金属壁部５の導波管幅狭面２ａ側の端面を接続することなく、両者の間に隙間が設けられている。このため、同軸端子８からみたインピーダンスは、先の実施の形態１のインピーダンス特性２０に容量性を直列に足し合わせたものとなる。
【００３７】
この容量性は、プローブ４の長さと金属壁部５の寸法を調整することで打ち消すことが可能である。従って、設計により、設計周波数付近において、同軸端子８からみたインピーダンスを１とすることができる。この結果、容量性による反射が生じることなく、導波管内の高周波信号とプローブが結合することができる。
【００３８】
以上のように、実施の形態２によれば、プローブを挿入する側の導波管幅狭面に対向する導波管幅狭面と、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面との間に、導波管内の一部を遮るように金属壁部（金属構造部）を設けている。さらに、挿入されたプローブの先端と、プローブが挿入される導波管幅狭面に対向する金属壁部の端面とを接続させることなく、両者間に隙間が設けられている。
【００３９】
このような構成を備えることで、方形導波管内の高周波信号とプローブとの間に磁界結合を生じさせることができ、従来の導波管電力分配器と概ね同等のインピーダンス特性を実現できる。さらに、Ｌ字状のプローブを必要とせず、削り出しのみによって容易に製造ができる導波管電力分配器を得ることができる。
【００４０】
さらに、プローブの先端と金属壁部端面とを接続する必要がないため、先の実施の形態１と比較して、製作工程が少なく、かつ製造が容易な導波管電力分配器を得ることができる。
【００４１】
実施の形態３．
先の発明の実施の形態２では、方形導波管１にプローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面（図７から図１０では、導波管幅広面３ａ）との間に、導波管内の一部を遮るように金属壁部５を設けるとともに、プローブ４の先端と金属壁部５の端面との間に隙間を持たせた構成を備えた導波管電力分配器について説明した。
【００４２】
これに対して、本実施の形態３では、金属構造部として、金属壁部５の代わりに、導波管幅広面３ａ、３ｂのうちいずれか一方から突出する突出金属部を備えた構成の導波管電力分配器について説明する。
【００４３】
図１２は、本発明の実施の形態３における導波管電力分配器を示した斜視図である。また、図１３は、本発明の実施の形態３における導波管電力分配器を示した導波管幅広面に平行な面での断面図である。また、図１４は、本発明の実施の形態３における図１３の導波管電力分配器のＡ−Ａ’断面図である。さらに、図１５は、本発明の実施の形態３における図１３および図１４の導波管電力分配器のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図１３は、図１４および図１５の導波管電力分配器のＣ−Ｃ’断面図にあたる。
【００４４】
図１２から図１５に示すように、先の実施の形態２における金属壁部５の代わりに、導波管幅広面のうちのいずれか一方の壁面から突出し、方形導波管１内の一部を遮るように設けられた突出金属部１０が設けられている。
【００４５】
図１６は、本発明の実施の形態３における導波管電力分配器の、同軸端子８からみたインピーダンス特性のスミスチャートを示した図である。図１６において、インピーダンス特性２０は、従来の導波管電力分配器としてＬ字状の給電プローブを用いた場合の、導波管電力分配器のインピーダンス特性を示している。一方、インピーダンス特性２３は、本実施の形態３におけるインピーダンス特性を示している。
【００４６】
この図１６に示すように、金属壁部５の代わりに突出金属部１０を設けた場合においても、同軸端子８からみたインピーダンス特性を設計周波数付近において１とすることができ、先の実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
分配器
【００４７】
以上のように、実施の形態３によれば、先の実施の形態２における金属壁部５の代わりに、導波管幅広面のうちのいずれか一方の壁面から突出し、方形導波管内の一部を遮るように突出金属部を設けることによっても、先の実施の形態２と同様の効果を得ることができる。さらに、突出金属部は、導波管幅広面のうちのいずれか一方の壁面から突出させることで構成することができ、先の実施の形態２と比較して、さらに製作工程が少なく、かつ製造が容易な導波管電力分配器を得ることができる。
【００４８】
実施の形態４．
先の実施の形態１では、プローブ４の先端と金属壁部５の端面とを接続する構成を備えた導波管電力分配器について説明した。これに対して、本実施の形態４では、金属壁部５にプローブ挿入孔を設け、プローブ挿入孔を通したプローブの先端と、プローブが挿入される導波管幅狭面に対向した導波管幅狭面の壁面とを接続する構成を備えた導波管電力分配器について説明する。
【００４９】
図１７は、本発明の実施の形態４における導波管電力分配器を示した斜視図である。また、図１８は、本発明の実施の形態４における導波管電力分配器を示した導波管幅広面に平行な面での断面図である。また、図１９は、本発明の実施の形態４における図１８の導波管電力分配器のＡ−Ａ’断面図である。さらに、図２０は、本発明の実施の形態４における図１８および図１９の導波管電力分配器のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図１８は、図１９および図２０の導波管電力分配器のＣ−Ｃ’断面図にあたる。
【００５０】
これらの図１７から図２０において、本実施の形態４における導波管電力分配器は、方形導波管１、プローブ４、金属壁部５、同軸線路６、導波管端子７ａ、７ｂ、および同軸端子８で構成される。方形導波管１は、２つの導波管幅狭面２ａ、２ｂと、２つの導波管幅広面３ａ、３ｂとからなる。
【００５１】
また、金属壁部５は、方形導波管１にプローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面（図１７から図２０では、導波管幅広面３ａ）との間に、導波管内の一部を遮るように設けられており、金属構造部に相当する。さらに、金属壁部５は、プローブ４の径よりもわずかに大きな径を有したプローブ挿入孔１１が、プローブ４が挿入される導波管幅狭面２ａに対向する金属壁部５の端面から、プローブ４が挿入される導波管幅狭面２ａに対向する導波管幅狭面２ｂまでを貫通するようにあけられている。
【００５２】
また、導波管端子７ａ、７ｂは、方形導波管１に設けられ、同軸端子８は、同軸線路６に設けられている。
【００５３】
導波管幅狭面２ａの中央付近から、同軸線路６の先端に設けられたプローブ４を導波管１に垂直に挿入し、挿入したプローブ４を金属壁部５にあけられたプローブ挿入孔１１に挿入し、さらに、挿入したプローブ４の先端と、プローブ４を挿入する導波管幅狭面２ａに対向する導波管幅狭面２ｂの壁面とを、接続点１２において接続する。このような構成とすることで、方形導波管１内の高周波信号とプローブ４との間に結合が生じることとなる。
【００５４】
このとき、金属壁部５は、プローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面３ａもしくは３ｂのうちいずれか一方の導波管幅広面（図１７から図２０では導波管幅広面３ａ）との間に、方形導波管１内の一部を遮るような形で設けられる。すなわち、方形導波管１の壁面の一部（図１７から図２０では、導波管幅狭面２ｂおよび導波管幅広面３ａ）から突出し、方形導波管１内の一部を遮るように、金属壁部５が設けられている。
【００５５】
さらに、プローブ挿入孔１１は、金属壁部５の導波管幅狭面２ａ側の端面から、導波管幅広面に平行に、プローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂまで貫通するようにあけられた孔であり、プローブ４の径よりもわずかに大きな径を有するようにしている。
【００５６】
図２１は、本発明の実施の形態４における導波管電力分配器の、同軸端子８からみたインピーダンス特性のスミスチャートを示した図である。図２１において、インピーダンス特性２０は、従来の導波管電力分配器としてＬ字状の給電プローブを用いた場合の、導波管電力分配器のインピーダンス特性を示している。一方、インピーダンス特性２４は、本実施の形態４におけるインピーダンス特性を示している。
【００５７】
本発明の実施の形態４におけるインピーダンス特性２４は、設計周波数付近においてインピーダンスが概ね１となっており、スミスチャートの中心付近にあることが分かる。これは、図２１に示した従来の導波管電力分配器のインピーダンス特性２０とほぼ同様の特性となっており、本実施の形態４における導波管電力分配器が、従来の導波管電力分配器と同等の性能を有していることが分かる。
【００５８】
次に、本実施の形態４における導波管電力分配器の動作原理について説明する。本実施の形態４においても、先の実施の形態１の場合と同様に、プローブ４、金属壁部５の導波管幅狭面２ａ側の端面、導波管幅狭面２ａ、および導波管幅広面３ａによって形成されたループ部に磁界成分が鎖交することにより、磁界結合によって導波管内の高周波信号とプローブ４が結合する。
【００５９】
ただし、本実施の形態４では、プローブ４の先端と金属壁部５の導波管幅狭面２ａ側の端面を接続することなく、プローブ４をプローブ４の径よりもわずかに大きな径を有したプローブ挿入孔１１に挿入し、導波管幅狭面２ｂと接続している。このため、同軸端子８からみたインピーダンスは、先の実施の形態１のインピーダンス特性２０に容量性を並列に足し合わせたものとなる。
【００６０】
この容量性は、プローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂの壁面と金属壁部５の導波管幅狭面２ａ側の端面との間の距離を調整することで打ち消すことが可能である。従って、設計により、設計周波数付近において、同軸端子８からみたインピーダンスを１とすることができる。この結果、容量性による反射が生じることなく、導波管内の高周波信号とプローブ４が結合することができる。
【００６１】
以上のように、実施の形態４によれば、プローブを挿入する側の導波管幅狭面に対向する導波管幅狭面と、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面との間に、導波管内の一部を遮るように金属壁部（金属構造部）を設けている。さらに、金属壁部は、プローブの径よりもわずかに大きな径を有したプローブ挿入孔が設けられており、挿入されたプローブをプローブ挿入孔に挿入し、プローブの先端とプローブを挿入する導波管幅狭面に対向した導波管幅狭面の壁面とを接続している。
【００６２】
このような構成を備えることで、方形導波管内の高周波信号とプローブとの間に磁界結合を生じさせることができ、従来の導波管電力分配器と概ね同等のインピーダンス特性を実現できる。さらに、Ｌ字状の給電プローブを必要とせず、導波管壁面とプローブ先端との接続を容易にし、さらに削り出しのみによって容易に製造ができる導波管電力分配器を得ることができる。
【００６３】
実施の形態５．
本実施の形態５では、上述した実施の形態１〜４における導波管電力分配器を、給電部とする幅狭面導波管スロットアレーアンテナについて説明する。
【００６４】
図２２は、本発明の実施の形態５における幅狭面導波管スロットアレーアンテナを示した図である。図２２（ａ）は、本実施の形態５における幅狭面導波管スロットアレーアンテナの斜視図を示しており、図２２（ｂ）は、本実施の形態５における幅狭面導波管スロットアレーアンテナの断面図を示しており、さらに、図２２（ｃ）は、本実施の形態５における図２２（ｂ）の幅狭面導波管スロットアレーアンテナのＢ−Ｂ’断面図を示している。なお、図２２（ｂ）は、本発明の実施の形態５における図２２（ｃ）の幅狭面導波管スロットアレーアンテナのＡ−Ａ’断面図にあたる。
【００６５】
図２２において、本実施の形態５における幅狭面導波管スロットアレーアンテナは、方形導波管１、プローブ４、金属壁部５、同軸線路６、導波管端子７ａ、７ｂ、同軸端子８、スロット１３、アイリス１４、および導波管短絡壁面１５で構成される。方形導波管１は、２つの導波管幅狭面２ａ、２ｂと、２つの導波管幅広面３ａ、３ｂからなる。
【００６６】
また、金属壁部５は、方形導波管１にプローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面（図２２では、導波管幅広面３ａ）との間に、導波管内の一部を遮るように設けられており、金属構造部に相当する。このように、図２２の幅狭面導波管スロットアレーアンテナは、先の実施の形態１における同軸導波管変換部構造を備えている。
【００６７】
このとき、同軸線路６の先端に設けられたプローブ４は、スロット１３が設けられた側の導波管幅狭面２ｂと反対側の導波管幅狭面２ａのほぼ中央付近から導波管１の内部に挿入される。また、金属壁部５は、プローブ４を挿入する側の導波管幅狭面２ａに対向した導波管幅狭面２ｂと、導波管幅広面３ａもしくは３ｂのうちいずれか一方の導波管幅広面（図２２では導波管幅広面３ａ）との間に、方形導波管１の一部を遮るような形で設けられる。
【００６８】
先の実施の形態１と同様に、挿入したプローブ４の先端と、プローブ４を挿入する導波管幅狭面２ａ側の金属壁部５の端面とを、接続点９において接続することで、方形導波管１内の高周波信号とプローブ４との間に結合が生じることとなる。
【００６９】
また、スロット１３は、導波管幅狭面２ｂ上に導波管管軸に垂直に設けられる。このとき、導波管左右にそれぞれ設けられたスロット１３の個数は、同一である（つまり、スロット１３は合計で偶数個となる）。また、導波管の管内波長をλｇとした場合、各スロットの間隔は、λｇ／２としており、導波管の両端にあるスロット１３は、導波管短絡壁面１５からλｇ／４の距離の位置に配置する。
【００７０】
また、導波管の各スロット１３の近傍には、それぞれ２つずつスロット１３を挟むような形でアイリス１４が設けられている。そして、２つのアイリス１４のうち、一方は、導波管幅狭面２ｂと導波管幅広面３ａとの間に導波管内の一部を遮るように設けられ、もう一方は、導波管幅狭面２ｂと導波管幅広面３ａとの間に導波管内の一部を遮るように設けられる。また、各スロット１３から放射される電磁界の位相を同位相とするために、アイリス１４の配置は、隣り合うスロットで互い違いとし、さらに、導波管中心に対してアイリス１４の配置は、点対称な位置に配置している。
【００７１】
次に、本実施の形態５における幅狭面導波管スロットアレーアンテナの動作について説明する。図２２に示すような定在波励振導波管スロットアレーアンテナでは、各スロット１３の並列アドミタンスをＹ、スロット１３の個数をＮ（Ｎは偶数とする）とすると、導波管中心からλｇ／４離れた位置から左右それぞれを見た時のアドミタンスＹｉｎ’は、下式（１）のようになる。
Ｙｉｎ’＝Ｎ／２×Ｙ                                                  （１）
【００７２】
例えば、プローブ４を導波管のちょうど中央から導波管１の内部に挿入した場合、同軸端子８から見たアドミタンスＹｉｎは、上式（１）で表わされるアドミタンスが並列に接続されていると考えると、下式（２）で表わされる。
Ｙｉｎ＝２×Ｙｉｎ’＝ＮＹ                                            （２）
【００７３】
本実施の形態５では、プローブ４の長さ、金属壁部５の寸法、プローブ４を導波管幅狭面２ａに挿入する位置を調整することで、上式（２）を満たすように、同軸端子８から見たアドミタンスを調整できる。これにより、反射が生じることなく、導波管内の高周波信号とプローブ４が結合することができる。
【００７４】
以上のように、実施の形態５によれば、幅狭面導波管スロットアレーアンテナのスロットが設けられた側の幅狭面と反対側の幅狭面のほぼ中央からプローブを導波管に挿入する。さらに、導波管のプローブを挿入する位置に対応して、プローブを挿入する側の導波管幅狭面に対向する導波管幅狭面と、導波管幅広面のうちいずれか一方の壁面との間に、導波管内の一部を遮るように金属壁部を設ける。さらに、挿入されたプローブの先端と、プローブを挿入する導波管幅狭面側の金属壁部の端面とを接続する構成を備えている。これにより、Ｌ字状の給電プローブを必要とせず、さらに削り出しのみによって容易に製造ができる幅狭面導波管スロットアレーアンテナを得ることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態５における図２２に示した例では、同軸導波管変換部構造として、先の実施の形態１に示した構造を用いたが、先の実施の形態２ないし４に示した構造を用いた場合にも、同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７６】
１  方形導波管、２、２ａ、２ｂ  導波管幅狭面、３、３ａ、３ｂ  導波管幅広面、４  プローブ、５  金属壁部（金属構造部）、６  同軸線路、７ａ、７ｂ  導波管端子、８  同軸端子、９  接続点、１０  突出金属部（金属構造部）、１１  プローブ挿入孔、１２  接続点、１３  スロット、１４  アイリス、１５  導波管短絡壁面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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