(57)【要約】【課題】簡単な構成で一様な放射パターンが得られ、交差偏波のレベルを低くすることが可能なホーンアンテナを提供する。【解決手段】基本モードであるＴＥ１１モードの電波から高次モードであるＴＭ１１モードの電波を発生させるための１対又は２対以上の導体１Ｂをホーンの内部に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本モードであるＴＥ１１モードの電波から高次モードであるＴＭ１１モードの電波を発生させるための１対又は２対以上の導体をホーンの内部に備えることを特徴とするホーンアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のホーンアンテナであって、
対となる導体は共に同一形状であり、ホーンの奥行き方向に沿った同一位置にあることを特徴とするホーンアンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のホーンアンテナであって、
前記導体の形状は円柱、楕円柱又は角柱の何れかであることを特徴とするホーンアンテナ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のホーンアンテナであって、
前記１対又は２対以上の導体のうちの少なくとも１対の導体は、当該ホーンアンテナの同一断面部の内部に備わることを特徴とするホーンアンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のホーンアンテナであって、
前記１対又は２対以上の導体のうちの少なくとも一対の導体は、当該ホーンアンテナのテーパ部の内部に備わることを特徴とするホーンアンテナ。
【請求項６】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のホーンアンテナであって、
前記１対又は２対以上の導体のうちの一部の対の導体は、当該ホーンアンテナの同一断面部の内部に備わり、他の対の導体は、テーパ部に備わることを特徴とするホーンアンテナ。
【請求項７】
ホーンアンテナにおける電波発生方法において、
ホーンの内部に備わる導体が、基本モードであるＴＥ１１モードの電波から高次モードであるＴＭ１１モードの電波を発生することを特徴とする電波発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーンアンテナ及びそれにおける電波発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホーンアンテナは、ホーンから電波が出射したり、ホーンに電波が入射したりするものであり、先端部が角錐の形状となっているものを角錐ホーンアンテナといい、先端部が円錐の形状となっているものを円錐ホーンアンテナという。
【特許文献１】特開２００２−３６８５２９号公報
【特許文献２】特開２００１−００７６４１号公報
【特許文献３】特開平１１−３５５０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ホーンアンテナは、放射パターンの一様性が高く、交差偏波のレベルが低いほど優れている。
【０００４】
特許文献１に示されるホーンアンテナは、高次モードの最適な発生量、位相を得るために複雑なＳ字曲線となっている。
【０００５】
このようなＳ字曲線の設計は難しく、また製作も困難である。
【０００６】
なお、特許文献２に記載されている発明では、誘導体棒が４本であり、従って、この発明は、ＴＭ０１モード波を利用したモノパルス装置において、ＴＭ０１モードを励振させるものである。
【０００７】
また、特許文献３に記載されている発明では、プローブが４本であり、従って、この発明も、ＴＭ０１モード波を利用したモノパルス装置において、ＴＭ０１モードを励振させるものである。
【０００８】
そこで本発明は、簡単な構成で一様な放射パターンが得られ、交差偏波のレベルを低くすることが可能なホーンアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、基本モードであるＴＥ１１モードの電波から高次モードであるＴＭ１１モードの電波を発生させるための１対又は２対以上の導体をホーンの内部に備えることを特徴とするホーンアンテナが提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、ホーンアンテナにおける電波発生方法において、ホーンの内部に備わる導体が、基本モードであるＴＥ１１モードの電波から高次モードであるＴＭ１１モードの電波を発生することを特徴とする電波発生方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、導体により最適な発生量、位相となるＴＭ１１モードの電界を発生させ、主偏波パターンの回転対称性の向上、交差偏波発生量の低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１３】
本発明のホーンアンテナは、回転対称性、交差偏波特性を改善させるため、ホーン（すなわち、テーパ(taper)部）、あるいは円形導波管（同一断面部）内部に、基本モードであるＴＥ１１モードの電波の電界面に２本の円柱導体を平行に配置し、高次モードであるＴＭ１１モードの電波を発生させる。
【００１４】
ホーン、あるいは円形導波管の直径は、高次モードであるＴＭ１１モードが伝搬する径とする。ＴＥ１１モードが入力されると、円柱導体によりＴＭ１１モードが発生する。
【００１５】
最適なＴＭ１１モード発生量を得るために、円柱導体の太さ、および長さを決定する。また、最適なＴＥ１１モードに対するＴＭ１１モードの位相を得るために、円柱導体から開口部までの距離を決定する。
【００１６】
［構成の説明］
図１は本発明の第一の実施例によるホーンアンテナを示す断面図である。このホーンアンテナは、円形導波管１Ａ、ＴＭ１１発生用円柱導体１Ｂを含む。このホーンアンテナには、開口部１Ｃが設けられている。
【００１７】
［動作の説明］
高次モードが伝搬する直径となっているホーンあるいは円形導波管１Ａの内部に円柱導体１Ｂがある場合、高次モードが発生する。高次モードの一つであるＴＭ１１モードが伝搬するホーンあるいは円形導波管１Ｂ内部のＴＥ１１モードの電界面１Ｄに２本の円柱導体を並べることによりＴＭ１１モードが発生し、開口部１ＣよりＴＥ１１モードとＴＭ１１モードがホーンより放射される。
【００１８】
最適なＴＭ１１モード発生量は、円柱導体１Ｂの長さＬ２、円柱導体１Ｂの直径Ｄを変化させることにより得ることが出来る。最適なＴＭ１１モード発生量を得るための長さＬ２及び直径Ｄを決定するためには、長さＬ２及び直径Ｄが異なる複数の試作品を作ったり、長さＬ２及び直径Ｄを変化させてシミュレーションをする。
【００１９】
開口部１ＣにおけるＴＥ１１モードに対するＴＭ１１モードの最適な位相差は、円柱導体１Ｂから開口部１Ｃまでの距離Ｌ１を変化させることにより得ることが出来る。最適な位相差を得るための距離Ｌ１を決定するためには、距離Ｌ１が異なる複数の試作品を作ったり、距離Ｌ１を変化させてシミュレーションをする。
【００２０】
この結果、ＴＭ１１モードの最適な発生量と位相を得ることが可能となり、主偏波パターンの回転対称性の向上、交差偏波発生量の低減を得ることが出来る。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の第一の実施例である。このホーンアンテナは、円形導波管１Ａ、１対の円柱導体１Ｂ、開口部１Ｃを含む。図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は背面図、図１（ｃ）は背面図におけるＴＥ１１モードの電界面、図１（ｄ）は背面図におけるＴＭ１１モードの電界面、図１（ｅ）は背面図におけるＴＥ１１モード＋ＴＭ１１モード（合成モード）の電界面を示す図である。
【実施例２】
【００２２】
図２は本発明の第二の実施例の断面図である。このホーンアンテナは、円形導波管２Ａ、２対の円柱導体２Ｂ、開口部２Ｃを含む。
【００２３】
第一の実施例では、円柱導体１Ｂによる電波の反射が発生する場合がある。これに対し、第二の実施例では、円柱導体１Ｂを複数段設けることにより、各段による反射波を相殺し、反射量の改善を図ることができる。
【００２４】
図２は円柱導体２Ｂを２段配置し、円柱導体２Ｂ間の距離Ｌ３を適切な距離（すなわち、管内波長／４の奇数倍）とすることにより、反射量の改善を図る構成となっている。
【００２５】
なお、円柱導体１Ｂの段数は２段でなく、３段以上であってもよい。
【実施例３】
【００２６】
図３は本発明の第三の実施例の断面図である。このホーンアンテナは、円形導波管（すなわち、同一断面部）３Ａ、円柱導体３Ｂ、開口部３Ｃ、円錐部（すなわち、テーパ部）３Ｄを含む。円柱導体３Ｂは、円錐部３Ｄの内部に配置されている。
【実施例４】
【００２７】
図４は本発明の第四の実施例の断面図である。このホーンアンテナは、円形導波管（すなわち、同一断面部）４Ａ、円柱導体４Ｂ、開口部４Ｃ、円錐部（すなわち、テーパ部）４Ｄを含む。円柱導体４Ｂは、円錐部４Ｄの内部に配置されている。
【００２８】
なお、図４では、円柱導体４Ｂの段数は２段となっているが、３段以上であってもよい。
【実施例５】
【００２９】
図５は本発明の第五の実施例の断面図である。このホーンアンテナは、円形導波管（すなわち、同一断面部）５Ａ、円柱導体５Ｂ、開口部５Ｃ、円錐部５Ｄ（すなわち、テーパ部）を含む。円柱導体５Ｂは、円形導波管５Ａの内部に配置されている。
【実施例６】
【００３０】
図６は本発明の第六の実施例の断面図である。このホーンアンテナは、円形導波管６Ａ（すなわち、同一断面部）、円柱導体６Ｂ、開口部６Ｃ、円錐部６Ｄ（すなわち、テーパ部）を含む。円柱導体６Ｂは、円形導波管６Ａの内部に配置されている。また、図６では、円柱導体６Ｂは２段あるが、３段以上あってもよい。
【実施例７】
【００３１】
図７は本発明の第七の実施例の断面図である。このホーンアンテナは、円形導波管７Ａ、円柱導体７Ｂ、開口部７Ｃ、円錐部７Ｄを含む。一部の円柱導体（左側の一対の円柱導体）はホーンアンテナのテーパ部の内部に備わるが、他の円柱導体（右側の一対の円柱導体）はホーンアンテナの同一断面部に備わる。
【実施例８】
【００３２】
実施例１乃至実施例７では円柱導体を利用したが、この代わりに、楕円柱導体、角柱導体など他の形状の導体を利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のホーンアンテナは、ホーンアンテナを使用した衛星通信用アンテナ、地上マイクロ波アンテナに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は、本発明の第一の実施例であるホーンアンテナの断面図であり、（ｂ）は、本発明の第一の実施例であるホーンアンテナの背面図であり、（ｃ）は、背面図におけるＴＥ１１モードの電界面を表す図であり、（ｄ）は、背面図におけるＴＭ１１モードの電界面を表す図であり、（ｅ）は、背面図におけるＴＥ１１モード＋ＴＭ１１モードの電界面を表す図である。
【図２】本発明の第二の実施例である円柱導体を複数段配置したホーンアンテナの断面図である。
【図３】本発明の第三の実施例である円錐部を付け、１対の円柱導体を円錐部の内部に配置したホーンアンテナの断面図である。
【図４】本発明の第四の実施例である円錐部を付け、２対の円柱導体を円錐部の内部に配置したホーンアンテナの断面図である。
【図５】本発明の第五の実施例である円錐部を付け、１対の円柱導体を円形導波管内部（すなわち、同一断面部）に配置したホーンアンテナの断面図である。
【図６】本発明の第六の実施例である円錐部を付け、２対の円柱導体を円形導波管内部（すなわち、同一断面部）に配置したホーンアンテナの断面図である。
【図７】本発明の第五の実施例である円錐部を付け、１対の円柱導体を円形導波管内部（すなわち、同一断面部）に配置し、２対の円柱導体を円形導波管内部（すなわち、同一断面部）に配置したホーンアンテナの断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａ  円形導波管
１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ  円柱導体
１Ｃ、２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ、６Ｃ、７Ｃ  開口部
３Ｄ、４Ｄ、５Ｄ、６Ｄ、７Ｄ  円錐部
【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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