(57)【要約】伝送ライン構造における１つ以上のポイントタイプのソースとラインソースとの間での変換を行う方法及びシステム。伝送ライン経路制御部が、第１の平行プレート導波管セクションと第２の平行プレート導波管セクションとの間に挿入される。その伝送ライン経路制御部は各導波管の一端が結合される曲がった側面を有している。その伝送ライン経路制御部はさらに導波管スロットを有し、その導波管スロットの１つの側面は曲がった側面の一部であり、その伝送ライン経路制御部に結合される導波管終端に結合している。その伝送ライン経路制御部に結合されていない導波管の終端部は、ポイントタイプのソースとラインソースを夫々形成する。
2005536143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送ライン構造における１つ以上のポイントタイプのソースとラインソースとの間での変換を行う方法であって、
第１の平行プレート導波管セクションと第２の平行プレート導波管セクションとの間に伝送ライン経路制御部を挿入する工程を有し、
前記伝送ライン経路制御部は各導波管の一端が結合される曲がった側面を有し、
前記伝送ライン経路制御部はさらに導波管スロットを有し、
該導波管スロットの１つの側面は前記曲がった側面の一部であり、
前記導波管スロットはさらに前記伝送ライン経路制御部に結合される導波管終端に結合しており、
前記方法はさらに、前記１つ以上のポイントソースの異なる波動経路各々と前記ラインソースの対応する場所との間に所望の経路長を得るために前記曲がった側面を調整する工程を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
第１の平行プレート導波管セクションと前記第１の導波管の第１の終端部に実質的に点特性の少なくとも１つの第１の電磁波ポートとを有する伝送ライン構造であって、
前記第１の導波管が、前記第１の導波管の第１の終端部の前記少なくとも１つの第１のポートで入力した電磁波を、前記第１の導波管の第２の終端部に向かって第１の主要な伝播方向に伝播し、
前記構造はさらに、第２の平行プレート導波管セクションと前記第２の導波管の第１の終端部に所定のライン特性の第２の電磁波ポートとを有し、
前記第２の導波管が、前記第２の導波管の第２の終端部と前記第２の導波管の第１の終端部の第２のポートとの間で、前記少なくとも１つの第１のポートに入力した電磁波を第２の主要な方向に伝播するものであって、
前記構造は、電磁波が前記経路制御部を通過する場所に関して、前記電磁波が通過する伝播経路長を制御する伝送ライン経路制御部を有し、
前記経路制御部の第１の部分はさらに、前記少なくとも１つの第１のポートに入力する電磁波について前記第１の主要な伝播方向を制御部の主要な伝播方向に変更し、
前記経路制御部の前記第１の部分は前記第１の導波管の前記第２の終端部に結合され、そして、第１のスロット平面に第１のスロットを有し、
前記第１のスロットは少なくとも２つの曲がった側面を有していることを特徴とする伝送ライン構造。
【請求項３】
前記第１のスロット平面は、前記第１の導波管のプレートに平行であることを特徴とする請求項２に記載の伝送ライン構造。
【請求項４】
前記第１のスロット平面は、前記第１の主要な伝播方向と前記制御部の主要な伝播方向との間に対称的に配置されることを特徴とする請求項２に記載の伝送ライン構造。
【請求項５】
前記第１の主要な伝播方向と前記制御部の主要な伝播方向とは平行であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項６】
前記第１の主要な伝播方向と前記制御部の主要な伝播方向とにより、０°と１８０°との間で角度を形成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１のポートから最も離れた前記第１のスロットの側面は、前記第１のスロット平面で曲がっており、前記経路制御部の前記第１の部分の第１の曲がった側面を形成することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項８】
前記第１のスロットの前記少なくとももう１つの曲がった側面は、前記第１の曲がった側面に対向し、そして、同様に曲がっており、従って、前記第１のスロットは実質的に均一に形成された導波管スロットを形成することを特徴とする請求項７に記載の伝送ライン構造。
【請求項９】
前記経路制御部の前記第１の部分の前記第１の曲がった側面は前記第１の導波管へと伸張し、前記第１の導波管の前記第１のポート終端部に対向して少なくとも部分的には終端部を形成することを特徴とする請求項７又は８に記載の伝送ライン構造。
【請求項１０】
前記経路制御部の前記第１の部分の前記第１の曲がった側面は、前記第１のスロット平面と前記第１のスロット平面に平行な平面の第１の曲線に沿って、そして、これらの平行な平面の前記第１の曲線に沿って、前記第１の曲がった側面の伸張部へと曲がっていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項１１】
前記平行な平面における複数の前記第１の曲線は、前記第１のスロット平面の垂線に平行な直線に沿って整列されることを特徴とする請求項１０に記載の伝送ライン構造。
【請求項１２】
前記平行な平面における複数の前記第１の曲線は、曲がった線に沿って整列されることを特徴とする請求項１０に記載の伝送ライン構造。
【請求項１３】
前記経路制御部の前記第１の部分の前記第１の曲がった側面は、前記第１のスロット平面と前記第１のスロット平面に角度をもつ平面の第１の曲線に沿って、さらに、これらの平面の曲線に沿って、前記第１の曲がった側面の伸張部へと曲がっていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項１４】
前記第１の曲線は、放物線であることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項１５】
前記第１の曲線は、前記第１の曲がった側面に沿って部分的に放物線であることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項１６】
前記第１の曲がった側面は、前記第１の主要な伝播方向と前記制御部の主要な伝播方向とによって定義された平面に関して対称であることを特徴とする請求項７乃至１５のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの第１のポートからの前記第１の導波管は、前記平行プレート間の前記経路制御部の前記第１の部分に向かってフレアー状に広がっていることを特徴とする請求項２乃至１６のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項１８】
前記伝送ライン経路制御部は、前記少なくとも第１のポートから前記第２のポートの各点までの伝播経路長を、所定のラインソースが前記第２のポートで形成されるように所定の制御された方法で、制御することを特徴とする請求項１７に記載の伝送ライン構造。
【請求項１９】
前記伝送ライン経路制御部は、前記伝播経路長を、前記伝播経路長が実質的に同じであり、前記フレアー状に広がった第１の導波管における電磁波伝播方向にど独立であるように、制御することを特徴とする請求項１８に記載の伝送ライン構造。
【請求項２０】
前記伝送ライン構造は、１つ以上の第１のポートを有していることを特徴とする請求項２乃至１９のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの第１のポートは、前記第１の導波管とは非対称なフィード関係をもつことを特徴とする請求項２乃至２０のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの第１のポートは、前記第１の導波管とは対称なフィード関係をもつことを特徴とする請求項２乃至２０のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項２３】
前記伝送ライン構造の複数の導波管は、前記第１の主要な伝播方向と、前記第２の主要な伝播方向と、前記制御部の主要な伝播方向とが、前記導波管のプレートに垂直な平面を形成するように揃えられることを特徴とする請求項２乃至２２のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項２４】
前記第１の導波管と前記第２の導波管とは互いに関して、前記平面の垂線に沿った前記スロット平面上への前記第１の主要な伝播方向の射影と前記第２の主要な伝播方向の射影とが前記平面上でゼロからは離れた互いに対する角度を形成するように揃えられることを特徴とする請求項２乃至２２のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項２５】
前記経路制御部の前記第１の部分はまた前記第２の導波管の第２の終端部に結合され、前記制御部の主要な伝播方向が前記第２の主要な伝播方向とは同じであることを特徴とする請求項２乃至２４のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項２６】
前記経路制御部の前記第１の部分の前記第１の曲がった側面は前記第２の導波管へと伸張しており、前記第２の導波管の前記第２のポートの終端部に対向して少なくとも部分的に終端部を形成することを特徴とする請求項２５に記載の伝送ライン構造。
【請求項２７】
前記第１の導波管の平行プレートは前記第２の導波管の平行プレートと平行であることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の伝送ライン構造。
【請求項２８】
前記第１の導波管の前記平行プレートは、ゼロではない、前記第２の導波管の前記平行プレートとの角度を形成することを特徴とする請求項２５又は２６に記載の伝送ライン構造。
【請求項２９】
前記伝送ライン構造は第３の平行プレート導波管セクションを有し、
前記伝送ライン経路制御部は、第２のスロット平面において第２のスロットを有し、
前記経路制御部の前記第１の部分はさらに、前記第３の導波管の第１の終端部に結合され、
前記第３の導波管の前記第２の部分は、前記経路制御部の第２の部分に結合され、
前記経路制御部の前記第２の部分は、前記第２の導波管の第２の終端部に結合され、
前記少なくとも第１のポートに入力する電磁波に関する前記制御部の主要な伝播方向は、前記第３の導波管の前記第１の終端部から前記第３の導波管の前記第２の終端部に向かう方向にあることを特徴とする請求項２乃至２４のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項３０】
前記第２のスロット平面は、前記第３の導波管のプレートに平行であることを特徴とする請求項２９に記載の伝送ライン構造。
【請求項３１】
前記第２のスロット平面は、前記第２及び第３の導波管の平行プレートの間に対称的に配置されることを特徴とする請求項２９に記載の伝送ライン構造。
【請求項３２】
前記第１の導波管と前記第３の導波管とは、互いに関して、前記平面の垂線に沿った前記第１の平行プレート導波管のプレートに平行な平面上への前記第１の主要な伝播方向の射影と前記制御部の主要な伝播方向の射影とが、前記平面上でゼロからは離れた互いに対する角度を形成するように揃えられることを特徴とする請求項２９乃至３１のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項３３】
前記第１の導波管の平行プレートは、前記第２の導波管の平行プレートに平行であることを特徴とする請求項２９乃至３２のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項３４】
前記第１の導波管の平行プレートは、ゼロではない、前記第３の導波管の平行プレートとの角度を形成することを特徴とする請求項３３に記載の伝送ライン構造。
【請求項３５】
前記第１の導波管の平行プレートは、前記第３の導波管の平行プレートに平行であることを特徴とする請求項３３に記載の伝送ライン構造。
【請求項３６】
前記第１の導波管の平行プレートは、ゼロではない、前記第２の導波管の平行プレートとの角度を形成することを特徴とする請求項２９乃至３２のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項３７】
前記第１の導波管の平行プレートは、ゼロではない、前記第３の導波管の平行プレートとの角度を形成することを特徴とする請求項３６に記載の伝送ライン構造。
【請求項３８】
前記第１の導波管の平行プレートは、前記第３の導波管の平行プレートに平行であることを特徴とする請求項３６に記載の伝送ライン構造。
【請求項３９】
前記第２の導波管の平行プレートは、前記第３の導波管の平行プレートに平行であることを特徴とする請求項３６又は３７に記載の伝送ライン構造。
【請求項４０】
前記第２のポートから最も離れた前記第２のスロットの側面は、前記第２のスロット平面で曲がっており、前記経路制御部の前記第２の部分の第２の曲がった側面を形成していることを特徴とする請求項２９乃至３９のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項４１】
前記第２のスロットの前記少なくとももう１つの曲がった側面は、前記第２の曲がった側面に対向した側面であり、同様に曲がっており、従って、前記第２のスロットは、実質的に均一に形成された導波管スロットを形成することを特徴とする請求項４０に記載の伝送ライン構造。
【請求項４２】
前記経路制御部の前記第２の部分の前記第２の曲がった側面は、前記第２の導波管へと伸張しており、前記第２の導波管の前記第２のポート終端部に対向して少なくとも部分的な終端を形成していることを特徴とする請求項４０又は４１に記載の伝送ライン構造。
【請求項４３】
前記経路制御部の前記第２の部分の前記第２の曲がった側面は、前記第２のスロット平面と前記第２のスロット平面に平行な平面の第２の曲線に沿って、そして、これらの平行な平面の前記第２の曲線に沿って、前記第２の曲がった側面の伸張部へと曲がっていることを特徴とする請求項４０乃至４２のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項４４】
前記平行な平面における前記第２の曲線は、前記第２のスロット平面に対する垂線に平行な直線に沿って揃えられることを特徴とする請求項４３に記載の伝送ライン構造。
【請求項４５】
前記平行な平面における前記第２の曲線は、曲がった線に沿って揃えられることを特徴とする請求項４３に記載の伝送ライン構造。
【請求項４６】
前記経路制御部の前記第２の部分の前記第２の曲がった側面は、前記第２のスロット平面と前記第２のスロット平面に角度をもつ平面の第２の曲線に沿って、さらに、これらの平面の曲線に沿って、前記第２の曲がった側面の伸張部へと曲がっていることを特徴とする請求項４０乃至４２のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項４７】
前記第２の曲線は、放物線であることを特徴とする請求項４３乃至４６のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項４８】
前記第１の曲がった側面と前記第２の曲がった側面とは、前記経路制御部がカセグレン構造を形成するように形成されることを特徴とする請求項４０乃至４２のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項４９】
前記第１の曲がった側面と前記第２の曲がった側面とは、前記経路制御部がグレコリアン構造を形成するように形成されることを特徴とする請求項４０乃至４２のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項５０】
経路制御部部と導波管との間の各結合は、適切なマッチングを有していることを特徴とする請求項２乃至４９のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項５１】
前記伝送ライン構造は、Ｈ−平面タイプであることを特徴とする請求項２乃至５０のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項５２】
前記伝送ライン構造は、Ｅ−平面タイプであることを特徴とする請求項２乃至５０のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【請求項５３】
請求項２乃至５２のいずれかに記載の伝送ライン構造を有することを特徴とするアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平行プレート導波管構造に関するものであり、特に、伝送ライン構造において１つ以上のポイントタイプのソースとラインソースとの間の変換に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
異なる適用がある無線システムではしばしば、セクタノードアンテナを用いて所望の方位セクタの角度をカバーする。そのようなアンテナの要求は通常、特定の方位角、例えば、３０°、６０°、或いは９０°などのまさに広角のビームをカバーして、同時に、例えば、５°ビーム幅の狭い高度角方向での放射パターンを達成する。
【０００３】
あるノードアンテナは線形リニアアンテナであり、バッフルを備え、方位角方向の放射パターンを形成する。これにより、非常にコンパクトなアンテナによる解決策を提供している。そのアレイは、通常は非孤立型のパワードライバを備えたフィードネットワークによりフィードされる。これは、アンテナ要素から分かるように、フィードネットワークのポートにマッチングしないことを意味する。もし、信号の一部がその開口部で反射されたなら、そのパワードライバは二次反射の原因となり、それにより定常波を創り出してしまうであろう。高度方向のパターンが整形されるとき、その励起を正しく制御することは非常に重要である。開口部とそのフィードネットワークとの間の反射はこれを難しくするであろう。加えて、アレイの数多くのアンテナ要素での物理的な制約により、高度方向のパターンを整形する可能性をさらに制限してしまうであろう。
【０００４】
これらの問題のいくつかを克服するために、連続的なラインソースがアレイの代わりに用いられる。ノードアンテナに関する一般的な実施形では、平行プレートのホーン、ホッグホーンを用いる。そのホーンには直接フレアー状に広がったセクションが備えられるか、或いは、反射板が備えられる。この種のアンテナは高度方向のパターンを形成するのに用いられ、その反射板は特に、その放射パターンを整形することができるために有用である。これらのホーンからの放射開口は垂直ラインソースとして形成される。その方位方向のビームは、そのホーンのラインソース開口部から伸張する１対のバッフルにより形成される。これらの種類のアンテナは非常にフラットなフィードセクションと、ホーンセクションと、バッフルセクションとをもつ結果になり、そのバッフルセクションのサイズは方位方向のパターン要求により決定される。しかしながら、アンテナの全体長はかなりのものになる。それ故に、これらのタイプのアンテナは他の機器と一体化するのが難しく、その結果、扱いにくい構造となるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、コンパクトなアンテナ構造を可能にする伝送ライン構造を定義することにある。
【０００６】
本発明の更なる目的は、伝送ライン構造において１つ以上のポイントタイプのソースとラインソースとの間の変換を行う方法とシステムとを定義することにある。
【０００７】
本発明の更なる目的は、コンパクトなアンテナ構造を定義することにある。
【０００８】
上述の目的は、本発明に従う伝送ライン構造における１つ以上のポイントタイプのソースとラインソースの間での変換を行う方法とシステムとにより達成される。伝送ライン経路制御部が、第１の平行プレート導波管セクションと第２の平行プレート導波管セクションとの間に挿入される。その伝送ライン経路制御部は、各導波管の一端が結合される曲がった側面を有している。その伝送ライン経路制御部はさらに、導波管スロットを有し、その導波管スロットの１つの側面は前記曲がった側面の一部であり、その導波スロットは伝送ライン経路制御部に結合される導波管終端に結合している。その伝送ライン経路制御部に結合されない複数の導波管の終端部は、ポイントタイプのソースとラインソースとを夫々形成している。
【０００９】
上述の目的はまた、本発明に従う伝送ライン構造における１つ以上のポイントタイプのソースとラインソースの間での変換を行う方法により達成される。その方法では、第１の平行プレート導波管セクションと第２の平行プレート導波管セクションとの間に伝送ライン経路制御部を挿入する。その伝送ライン経路制御部は、各導波管の一端が結合される曲がった側面を有している。その１つ以上のポイントソースは、伝送経路制御部に結合されない第１の導波管の終端部に構成され、そして、ラインソースはその伝送経路制御部に結合されない第２の導波管の終端部に構成される。その伝送ライン経路制御部はさらに、導波管スロットを有し、その１側面は前記曲がった側面の一部である。その導波管スロットはさらに、伝送ライン経路制御部に結合される導波管終端部を結合する。その方法はさらに、１つ以上のポイントソースの異なる波動経路各々と前記ラインソースの対応する場所との間に所望の経路長を得るために前記曲がった側面を調整する工程を有する。
【００１０】
上述の目的はまた、本発明に従う伝送ライン構造における１つ以上のポイントタイプのソースとラインソースの間での変換を行う方法により達成される。その方法は、第１の平行プレート導波管セクションと第２の平行プレート導波管セクションとの間に伝送ライン経路制御部の第１の部分を挿入し、第２の平行プレート導波管セクションと第３の平行プレート導波管セクションとの間に前記伝送ライン経路制御部の第２の部分を挿入する。第１の導波管の第１の終端部には１つ以上のポイントタイプのソースが構成され、第３の導波管の第１の終端部にはラインソースが構成される。伝送ライン経路制御部の第１の部分には、第１の導波管の第２の終端部と第２の導波管の第１の終端部とが結合される第１の曲がった側面を有している。伝送ライン経路制御部の第２の部分には、第２の導波管の第２の終端部と第３の導波管の第２の終端部とが結合される第２の曲がった側面を有している。前記伝送ライン経路制御部の第１の部分にはさらに、第１の導波管スロットを有し、その１つの側面は第１の曲がった側面の一部をなしている。その第１の導波管スロットはさらに、伝送ライン経路制御部の第１の部分に結合した導波管終端と結合している。その伝送ライン経路制御部の第２の部分にはさらに、第２の導波管スロットを有し、その１つの側面は第２の曲がった側面の一部をなしている。その第２の導波管スロットはさらに、伝送ライン経路制御部の第２の部分に結合した導波管終端と結合している。その方法はさらに、１つ以上のポイントソースの異なる波動経路各々と前記ラインソースの対応する場所との間に所望の経路長を得るために前記曲がった側面を調整する工程を有する。
【００１１】
上述の目的はまた、本発明に従う伝送ライン構造により達成される。その構造は、第１の平行プレート導波管セクションと、第１の導波管の第１の終端部に実質的に点特性の少なくとも１つの第１の電磁波ポートとを有する。第１の導波管は、第１の導波管の第１の終端部の少なくとも１つの第１のポートで入力される電磁波を、第１の導波管の第２の終端部に向かって第１の主要な伝播方向に伝播する。波動の主要な方向は、その波動の波面に沿った個々の伝播方向全てのベクトル和である。その構造はさらに、第２の平行プレート導波管セクションと第２の導波管の第１の終端部に所定のライン特性の第２の電磁波ポートとを有する。第２の導波管は、第２の導波管の第２の終端部と第２の導波管の第１の終端部の第２のポートとの間で、少なくとも１つの第１のポートに入力した電磁波を第２の主要な方向に伝播する。本発明に従えば、その構造は、電磁波が経路制御部を通過する場所に関して、電磁波が通過する伝播経路長を制御する伝送ライン経路制御部を有している。その経路制御部の第１の部分はさらに、少なくとも１つの第１のポートに入力する電磁波について第１の主要な伝播方向を制御部の主要な伝播方向に変更する。その経路制御部の第１の部分は、第１の導波管の第２の終端部に結合され、そして、第１のスロット平面に第１のスロットを有し、第１のスロットは少なくとも２つの曲がった側面を有している。
【００１２】
伝送ライン構造は、第１のスロット平面が、第１の導波管のプレートに平行であるか、或いは、第１のスロット平面が、第１の主要な伝播方向と制御部の主要な伝播方向との間に対称的に配置されるように構成されると良い。その第１の主要な伝播方向と制御部の主要な伝播方向とは平行であることが適切であるが、或いは、０°と１８０°との間で角度を形成しても良い。
【００１３】
前記少なくとも１つの第１のポートから最も離れた第１のスロットの側面は、第１のスロット平面で適切に曲がっており、前記経路制御部の第１の部分の第１の曲がった側面を形成する。そのとき、第１のスロットの少なくとももう１つの曲がった側面が、第１の曲がった側面に対向した側面であり、そして、同様に曲がっていることが適切であり、従って、第１のスロットは実質的に均一に形成された導波管スロットを形成する。前記経路制御部の第１の部分の第１の曲がった側面は第１の導波管へと伸張し、第１の導波管の第１のポート終端部に対向して少なくとも部分的には終端部を形成することが適切である。ある形態では、前記経路制御部の第１の部分の第１の曲がった側面は、第１のスロット平面と第１のスロット平面に平行な平面の第１の曲線に沿って、そして、これらの平行平面の第１の曲線に沿って、第１の曲がった側面の伸張部へと曲がっていると良い。そのとき、前記平行平面における複数の第１の曲線は、第１のスロット平面の垂線に平行な直線に沿って整列されるか、或いは、曲がった線に沿って整列されることが適切である。また別の形態では、前記経路制御部の第１の部分の第１の曲がった側面は、第１のスロット平面と第１のスロット平面に角度をもつ平面の第１の曲線に沿って、さらに、これらの平面の曲線に沿って、第１の曲がった側面の伸張部へと曲がっている。その第１の曲線は、放物線でも良いし、或いは、第１の曲がった側面に沿って部分的に放物線となっていても良い。その第１の曲がった側面は、第１の主要な伝播方向と制御部の主要な伝播方向とによって定義された平面に関して対称であるのが適切である。
【００１４】
ある実施例では、前記少なくとも１つの第１のポートからの第１の導波管は、平行プレート間の経路制御部の第１の部分に向かってフレアー状に広がっている。そのとき、その伝送ライン経路制御部は、前記少なくとも第１のポートから第２のポートの各点までの伝播経路長を、所定のラインソースが第２のポートで形成されるように所定の制御された方法で、制御することが適切である。ある応用例では、その伝送ライン経路制御部は、前記伝播経路長を、その伝播経路長が実質的に同じであり、フレアー状に広がった第１の導波管における電磁波伝播方向に独立であるように制御する。
【００１５】
しばしば、前記伝送ライン構造は、１つ以上の第１のポートを有していることが適切であるかもしれない。前記少なくとも１つの第１のポートは、第１の導波管とは非対称なフィード関係をもっても良いし、或いは、第１の導波管とは対称なフィード関係をもつこともできる。
【００１６】
その伝送ライン構造の複数の導波管は、ある実施例では、第１の主要な伝播方向と、第２の主要な伝播方向と、制御部の主要な伝播方向とが、導波管のプレートに垂直な平面を形成するように揃えられることが適切である。また別の実施例では、第１の導波管と第２の導波管とは互いに関して、前記スロットの平面の垂線に沿ったスロット平面上への第１の主要な伝播方向の射影と第２の主要な伝播方向の射影とが前記平面上でゼロからは離れた互いに対する角度を形成するように揃えられる。
【００１７】
ある実施例では、その経路制御部の第１の部分はまた第２の導波管の第２の終端部に結合され、その制御部の主要な伝播方向は第２の主要な伝播方向とは同じである。その時、その経路制御部の第１の部分の第１の曲がった側面は、第２の導波管へと伸張しており、第２の導波管の第２のポートの終端部に対向して少なくとも部分的に終端部を形成することが適切である。第１の導波管の平行プレートは、第２の導波管の平行プレートと平行であっても良いし、或いは、ゼロではない、第２の導波管の平行プレートとの角度を形成しても良い。
【００１８】
別の実施例では、その伝送ライン構造は第３の平行プレート導波管セクションを有し、その伝送ライン経路制御部は、第２のスロット平面において第２のスロットを有している。その経路制御部の第１の部分はさらに、第３の導波管の第１の終端部に結合される。第３の導波管の第２の部分は、経路制御部の第２の部分に結合される。その経路制御部の第２の部分は、第２の導波管の第２の終端部に結合される。前記少なくとも第１のポートに入力する電磁波に関する制御部の主要な伝播方向は、第３の導波管の第１の終端部から第３の導波管の第２の終端部に向かう方向である。第２のスロット平面は、第３の導波管のプレートに平行であっても良いし、或いは、第２及び第３の導波管の平行プレートの間に対称的に配置されても良い。第１の導波管と第３の導波管とは、ある応用例では、互いに関して、前記平面の垂線に沿った第１の平行プレート導波管のプレートに平行な平面上への第１の主要な伝播方向の射影と制御部の主要な伝播方向の射影とが、前記平面上でゼロからは離れた互いに対する角度を形成するように揃えられても良い。ある実施例では、第１の導波管の平行プレートは、第２の導波管の平行プレートに平行である。その時、第１の導波管の平行プレートは、ゼロではない、第３の導波管の平行プレートとの角度を形成するか、或いは、第３の導波管の平行プレートに平行であることが適切である。他の実施例では、第１の導波管の平行プレートは、ゼロではない、第２の導波管の平行プレートとの角度を形成する。その時、第１の導波管の平行プレートは、ゼロではない、第３の導波管の平行プレートとの角度を形成するか、或いは、第３の導波管の平行プレートに平行であることが適切である。しばしば、第２の導波管の平行プレートは、第３の導波管の平行プレートに平行であることが適切である。
【００１９】
第２のポートから最も離れた第２のスロットの側面は、第２のスロット平面で曲がっており、経路制御部の第２の部分の第２の曲がった側面を形成している。その時、第２のスロットの前記少なくとももう１つの曲がった側面は、第２の曲がった側面に対向した側面であり、同様に曲がっていることが適切であり、従って、第２のスロットは、実質的に均一に形成された導波管スロットを形成する。その経路制御部の第２の部分の第２の曲がった側面は、第２の導波管へと伸張しており、第２の導波管の第２のポート終端部に対向して少なくとも部分的な終端を形成している。ある実施例では、その経路制御部の第２の部分の第２の曲がった側面は、第２のスロット平面と第２のスロット平面に平行な平面の第２の曲線に沿って、そして、これらの平行平面の第２の曲線に沿って、第２の曲がった側面の伸張部へと曲がっていても良い。その時、前記平行平面における第２の曲線は、第２のスロット平面に対する垂線に平行な直線に沿って揃えられているか、或いは、曲がった線に沿って揃えられることが適切である。他の実施例では、その時、その経路制御部の第２の部分の第２の曲がった側面は、第２のスロット平面と第２のスロット平面に角度をもつ平面の第２の曲線に沿って、さらに、これらの平面の曲線に沿って、第２の曲がった側面の伸張部へと曲がっていても良い。その第２の曲線は、ある実施例では、放物線であることが適切である。ある実施例では、第１の曲がった側面と第２の曲がった側面とは、その経路制御部がカセグレン構造を形成するように形成される。別の実施例では、第１の曲がった側面と第２の曲がった側面とは、その経路制御部がグレコリアン構造を形成するように形成される。
【００２０】
その伝送ライン構造において、経路制御部と導波管との間の各結合は、適切なマッチングを有していることが適切である。その伝送ライン構造は、Ｈ−平面タイプであるか、或いは、Ｅ−平面タイプであることが適切である。
【００２１】
上述の目的はまた、本発明に従う上記実施例のいずれかに従う伝送ライン構造を有することを特徴とするアンテナによって達成される。
【００２２】
本発明に従う伝送ライン構造を提供することにより、従来技術を越える複数の利点が得られる。本発明の主要な目的は、１つ以上のポイントタイプのソースをラインソースに変換する新規な伝送ライン構造を適用することによりコンパクトなアンテナを構成することを可能にする点にある。これは、本発明に従えば、２つの導波管の間に曲がったスロットを組み込み、そして共に結合することにより得られる。２つの導波管は、その曲がったスロットにおいて主要な伝播方向の変化があるように、その曲がったスロットにより共に結合される。その曲がったスロットは導波管における主要な伝播方向に垂直な曲率があるように配置される。その曲がったスロットの曲率により、ラインソースの外観を決定する。本発明に従えば、曲がった伝播経路と伝播経路長制御部とが達成され、従って、ラインソースをアンテナに提供する折り曲げられたフィードネットワークを可能にする。その伝送ライン構造は異なる導波管技術により構築するのが簡単であり、Ｅ−平面とＨ−平面との両方の広帯域の伝播に適している。本発明の他の利点は、詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２３】
本発明を説明するために図面を参照してより詳細に述べるが、これは限定する目的があるのではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に従う方法及び装置を明瞭にするために、図１〜図１３を参照していくつかの例とその使用について説明する。図１〜図７は、板状構造における本発明に従う異なる導波管経路長アジャスタを図示したものである。図８〜図１０は、従来の導波管構造であるが本発明に従う異なる導波管経路長アジャスタを図示したものである。図１１〜図１３は、本発明に従う異なるアンテナ構造を図示したものである。本発明に従う導波管経路長アジャスタは、板状構造技術、従来の導波管構造技術、或いはプリント回路基板技術のような所望の導波管伝送ライン構造技術においてなされるものである。プリント回路基板技術は、本発明に従うコンパクトなＥ−平面導波管経路長アジャスタとアンテナ構造、例えば、車両レーダのアンテナ部のような構造として、特に適したものである。さらに、図示された導波管は誘電体として空気或いは他の気体を含んでいると想定されるが、本発明は誘電体として空気や何らかのガスにより決して限定されることはない。プリント回路基板技術によりなされた本発明に従う導波管経路長アジャスタ或いはアンテナ構造は、少なくとも部分的には、誘電体としてプリント回路基板のキャリア物質を含んでいるであろう。従来の導波管構造もまた、非ガス性の誘電体で充填されていても良い。
【００２５】
図１は、板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。板状構造の製造については米国特許第６，２８５，３３５号公報に記載され、本発明に従う伝送ライン構造を製造する多くの方法の１つである。使用前には結合され、サンドウィッチされることが意図されている個々の導波管やカバープレートが図示されている。この伝送ライン構造に従えば、数多くの導波管プレート１２０、１４０、数多くのカバー／インタフェースプレート１１０、１３０、１５０がある。導波管１２０、１４０の厚さ１０１は全ての導波管プレート１２０、１４０に対して必ずしも同じである必要はない。カバー／インタフェースプレート１１０、１３０、１５０は任意の厚さでも良く、本発明の特性はこれらの厚さにより変わるものではなく、それ故にそれらは薄いプレートとして例示されているに過ぎない。
【００２６】
ここでは、Ｅ−平面伝送ラインとして例示されている本発明に従う導波管の経路長アジャスタは、ポイントソースタイプの少なくとも１つの第１のポート１９１と、ラインソースタイプの第２のポート１９５とを有している。なお、本発明に従う導波管の経路長アジャスタは完全に双方向性である。即ち、第１のポートはそれに接続された何かについてのソースフィードであり得るし、或いは、それに接続された何かからフィードされても良い。通常の使用では、反射型アンテナのようなアンテナを第２のポートに接続し、そして、トランシーバを第１のポートに接続する。即ち、本発明に従う導波管の経路長アジャスタは送受信両方に用いられる。しかしながら、この記載では主として、電磁波が第１のポート１９１に入力された状態で、本発明に従う導波管の経路長アジャスタの機能を説明する。
【００２７】
本発明に従えば、波面１０２、１０６の異なる部分部分は類似の、或いは、ある実施例では、実質的に同じの、第１の導波管セクション１６０と第２の導波管セクション１８０との間の経路長をもち、１つ以上のポイントタイプソース１９１がラインソース１９５に変換されるのを可能にしており、またその逆も可能にしている。本発明に従えば、このことは、２つの曲がった側面１７２、１７４を有する導波管スロット１７０により達成される。即ち、そのスロットは両者の間に構成されており、導波管のような方法で、スロット１７０は第１の平行導波管セクション１６０と第２の平行導波管セクション１８０とを結合している。図１の例に従えば、電磁波は機械的なカップリング１９２を通ってプレート１５０の第１のポート１９１に入る。そのプレートはまた、導波管プレート１４０の第１の平行プレート導波管セクション１６０の第１の平行プレートでもある。第１の平行プレート導波管セクションのキャビティ１６０に入った電磁波は、第１のポート１９１から離れ主要な伝播方向１０３に伝播する。その電磁波は、第１の平行プレート導波管セクションプレート１４０の厚さ１０１に揃えられた電場Ｅ１０４と、伝播方向１０３と電場１０４の両方に垂直な磁場Ｈ１０５とをもっている。主要な伝播方向１０３は波面１０２に沿った個々の伝播方向全てのベクトル和であり、波面１０２の一種の平均方向である。
【００２８】
波面１０２が第１のポート１９１から最も離れた第１の平行プレート導波管セクション１６０の終端部１６２に到達したとき、波面１０２は２つの曲がった側面１７２、１７４をもつ導波管スロット１７０を通って伝播する。スロット１７０の幅、即ち、曲がった側面１７２と１７４の間の距離は、導波管プレート１２０、１４０の厚さと同じ大きさとなっている。また、スロット１７０は、スロット全体に沿って少なくとも実質的には同様の幅であることが好しい。スロットのプレート１３０は、この例では、また、導波管プレート１２０の第２の平行プレート導波管セクション１８０の第１の平行プレートでもあり、そして、第１の平行プレート導波管セクション１６０の第２の平行プレートでもある。第１のポート１９１から最も離れたスロット１７０の曲がった側面１７２は、第１の平行プレート導波管セクション１６０の終端部１６２で少なくとも一部分が適切に合わせられ、第２の平行プレート導波管セクション１８０の終端部１８２で少なくとも一部分が合わせられている。このことは、終端部１６２、１８２が、少なくともスロット１７０とのカップリングで、第１のポート１９１から最も離れたスロット１７０の曲がった側面１７２と同じカーブであることを意味する。
【００２９】
スロット１７０を出て第２の平行プレート導波管セクション１８０に入る波面１０６は曲がったスロット１７０から離れていく新しい主要な伝播方向１０７を得る。電場Ｅ１０８は依然として導波管プレートの厚さに揃えられており、磁場Ｈ１０９は伝播方向１０７と電場１０８の両方に対して垂直である。波面１０６の形は曲がったスロット１７０の形、即ち、入射する波面１０２の異なる部分が曲がったスロット１７０の対応する場所に衝突するタイミングに依存している。図示のように、もし、入射波面１０２がポイントソースから発せられたものであり、曲がったスロット１７０が放物面であるなら、結果として生じる波面１０６は完全な直線であろう。従って、スロット１７０の形と第１のポート１９０或いは複数のポートとスロット１７０との関係を調整することにより、異なるラインソースが創られる。波面１０６はその時、曲がったスロット１７０から離れて第２の終端部１８４に向かって伝播し、第２のポート１９５を通って本発明に従う導波管の経路長アジャスタの外にでる。第２のポート１９５は、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレートでもあるプレート１１０の一部である。曲がったスロット１７０から最も離れた第２のポート１９５の側面１９６は通常は、第２の平行プレート導波管セクション１８０の第２の終端部１８４に揃えられる。この例では、第２の平行プレート導波管セクションの長さは、第１のポート１９１と第２のポート１９５が揃えられるようになっている。
【００３０】
本発明に従う導波管の経路長アジャスタは数多くの異なる方法で変形されても良い。図２は、板状構造における本発明に従うＨ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。そのプレート構造は、導波管プレート２２０、２４０、ポート、スロット、カバープレート２１０、２３０、２５０を有している。第１のポート２９１は、カバープレート２５０の代わりに、第１の平行プレート導波管セクションのプレート２４０にその短い終端部から入っている。第１のポート２９１に入る電磁波は、第１の平行プレート導波管セクション２６０と第２の平行プレート導波管セクション２８０との間に位置し、これらの導波管セクションを結合する曲がった導波管スロット２７０に向かう主要な伝播方向をもっている。波動は第２のポート２９５に向かう新しい主要な伝播方向２０７で第２の平行プレート導波管セクション２８０を進む。図１との関係で、電場２０４、２０８と磁場２０５、２０９は変更された方向をもっている。さらに、導波管プレート２２０、２４０の厚さ２０１と、曲がったスロット２７０、第１のポート２９１、第２のポート２９５の幅とは通常は、波長の２分の１より大きい自由空間に広げられる。
【００３１】
図３Ａ〜図３Ｃは、板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタのさらなる例で、第１のポートのマッチングがある場合とない場合とを図示している。その板状構造は、対応する導波管キャビティ３６０、３８０を備えた導波管プレート３２０、３４０と、ポートと、スロットと、対応する第１のポート３９１、第２のポート３９５、曲がったスロット３７０を備えたカバープレート３１０、３３０、３５０とを有している。図３Ａは、別のタイプの第１のポート３９１を備えた、図１のそれとは類似の導波管経路長アジャスタを図示している。図３Ｂは、第１のポートマッチングの突起３６５が加えられた図３Ａに例示されたような導波管経路長アジャスタを図示している。第１のポート３９１が正しく第１の平行プレート導波管セクション３６０にマッチングされる数多くの方法がある。図３Ｃは第１のポート３９１を第１の平行プレート導波管セクション３６０にマッチングさせる別の方法を図示している。この第２の方法は、付加的なスロットプレート３３１の切り抜き部３６６により第１のポート３９１に最近接の第１の平行プレート導波管セクション３６０の終端部３６４に斜めの終端部を創りだすものである。付加的なスロットプレート３３１もまた、曲がったスロット３７１を有しており、それはスロットプレート３３０の曲がったスロット３７０に揃えられることになる。切り抜き部３６６はそれらプレートが組立てられたとき、終端部３６４の約半分ぐらいに垂れ下がるであろう。第１のポート３９１の終端部３６４における第１の平行プレート導波管セクション３６０の斜めの終端部は他の方法でも達成できる。例えば、導波管プレート構造において、終端部３６４を所望の形に機械工作することでそのようにできる。図３Ｃはまた、対応する導波管プレート３２１におけるより短い第２の平行プレート導波管セクション３８１を図示している。このセクションにより、対応するプレート３１１の第２のポート３９６を必要とされる位置に置くことができるようになる。そのポートの場所換えは、本発明に従う導波管経路長アジャスタ内では放射がないので可能である。
【００３２】
図４Ａ〜図４Ｂは、板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタのさらなる例で、結合された平行プレート導波管セクションと経路制御部との異なるマッチングがある場合を図示している。前述のように、その板状構造は、対応する導波管キャビティ４６０、４８０を備えた導波管プレート４２０、４４０と、ポートと、スロットと、対応する第１のポート４９１、第２のポート４９５、曲がったスロット４７０を備えたカバープレート４１０、４３０、４５０とを有している。図４Ａは、平行プレート導波管セクション４６０、４８０の各々へと曲がったスロット４７０をマッチングさせる第１の例を図示しており、ここで、各導波管キャビティ４６０、４８０への突起４７５、４７６が組立てられた時には曲がったスロット４７０の場所の近くにくる。図４Ｂは切り抜き部４７８、４７９が用いられる場合の第２の例を図示している。切り抜き部４７８、４７９は、その構造が組立てられたとき、各キャビティ４６０、４８０へと伸張してゆき、好適には、曲げられたスロット４７０による各導波管の終端部４６２、４８２へと約半分ほど垂れ下がって揃えられるようになる。その時、これにより、曲げられたスロット４７０と各導波管４６０、４８０との間の適切な過渡部を創り上げる。第１のポート４９２のプレート４５２における切り抜き部４７８と、第２のポート４９６のプレート４１３の切り抜き部４７９の使用により、対応するポート４９１、４９５を備えた付加的なカバープレート４５１、４１１を用いることが適切である。
【００３３】
本発明は対応する結合した導波管をもつ曲がったスロットをただ１つだけ用いることに限定されるものではない。図５は、板状構造における本発明に従うカセグレンタイプのＥ−平面導波管の経路長アジャスタの例を図示している。この例では、１つ以上のポイントタイプのソースとラインソースとの間の変換が２つの段階で実行される。各段階は本発明に従う曲がったスロットを有している。その構造は、第１（５６０）、第２（５８０）、及び第３（５６５）の平行プレート導波管セクション５６０、５６５、５８０を有し、これらは対応する導波管プレート５４０、５４５、５２０とカバープレート５１０、５３５、５３１、５５０によって形成される。この例では、カバープレートは異なる導波管、ポート５９１、５９５、曲がったスロット５７０、５７５の間で共有される。
【００３４】
第３の平行プレート導波管セクション５６５はまた、それが、伝播経路について、第１の平行プレート導波管セクション５６０と第２の平行プレート導波管セクション５８０との間に置かれるので、中間導波管とも呼ばれる。第１のポート５９１を通って入る電磁波は、第１の平行プレート導波管セクション５６０において第１のポート５９１から離れるようにスロット終端部５６２と第１の曲がったスロット５７０とに向かって伝播する。スロット終端部５６２と第３の導波管５６５の第１のスロット終端部５６７は好適には、第１のポート５９１から最も離れた第１の曲がったスロット５７０の曲がった側面５７２、少なくとも第１の曲がったスロット５７０で揃えられる。電磁波が伝播した伝播経路長は、少なくとも部分的には、その波動が第１の曲がったスロット５７０に入る場所に関して調整される。電磁波は、第１のスロットの終端部５６７から第２のスロットの終端部５６９と第２の曲がったスロット５７５に向かって第３の導波管５６５を伝播して進む。第２のスロット終端部５６９と第２の導波管５８０のスロット終端部５８２とは好適には、第１の曲がったスロット５７０から最も離れた第２の曲がったスロット５７５の曲がった側面５７７、少なくとも、第２の曲がったスロット５７５により揃えられる。電磁波が伝播した伝播経路長は最終的には、その波動が第２の曲がったスロット５７５に入る場所に関して調整される。電磁波はスロット終端部５８２から第２のポート５９５に向かって第２の導波管５８０の中を伝播して進む。曲がったスロット５７０、５７７各々で、電磁波の伝播経路長は調整される。即ち、その波動の波面の形は、曲がったスロット５７０、５７７各々により変更される。別のタイプの２つの曲がったスロットと３つの導波管伝播経路長を調整する構造はグレゴリアンタイプである。本発明は２つの曲がったスロット構造に限定されるものではない。
【００３５】
本発明に従う導波管の経路長アジャスタの別の変形例は図６に図示されている。図６は、板状構造６１０、６２０、６３０、６４０、６５０における本発明に従う経路制御部６７０へとオフセットした第１の導波管６６０を備え、第１のポート６９１と第２のポート６９５との間のＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。ここでは、第１の導波管プレート６４０の平面における第１の導波管６６０の主要な伝播方向が、第２の導波管プレート６２０の平面における第２の導波管６８０の主要な伝播方向とは平行ではないことが分かる。
【００３６】
図７は、板状構造７１０、７２０、７３０、７４０における本発明に従う、曲がったスロット７７０を通って第２の導波管７８０へと入り第２のポート７９５へと達する第１の導波管７６０に対して２つの第１のポート７９３、７９４を備えるＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。曲がったスロット７７０はその曲率において、２つ以上の第１のポート７９３、７９４からの多数の曲率をもった波面を取り扱うように共通に適合される。
【００３７】
他の一般的な導波管の構造的な技術については図８〜図１３に図示されている。図８Ａは、従来の導波管構造ではあるが、本発明に従う基本的なＨ−平面導波管の経路長アジャスタの３つの基本的な分解パーツ８６０、８７０、８８０を図示している。本発明に従う基本的な導波管経路長アジャスタは、経路制御部８７０と第１の平行プレート導波管セクション８６０と第２の平行プレート導波管セクション８８０とを有している。経路制御部８７０は、基本的には２つの曲がった側面を備えたスロットであり、そのスロットは第１の導波管８６０を第２の導波管８８０に結合するために構成されている。第１の導波管８６０は一端に第１のポート８９１を有し、他端は経路制御部８７０に結合するように構成されている。第２の導波管８８０は一端に第２のポート８９５を有し、他端は経路制御部８７０に結合するように構成されている。図８Ｂ〜図８Ｃは、本発明に従うそのようなＨ−平面導波管の経路長アジャスタが組立てられたときにどのように見えるのかを図示している。ここでは、曲がったスロット８７０の２つの曲がった側面８７２、８７４が明瞭に見える。図８Ｂの例に従うＨ−平面導波管の経路長アジャスタは、各導波管上にぎざぎさの形としてスロットマッチング８７５、８７６をもっており、それは曲がったスロット８７０の近傍にあり、少なくとも部分的には曲がった側面８７２、８７４と同種の曲率となっている。図８Ｃは図８Ｂのそれとは同じＨ−平面導波管の経路長アジャスタを図示したものであるが、異なる角度から見たものであり、外側の曲がった側面の一部が切り取られている。なお、曲がったスロット８７０は図１〜図７に図示されたような薄いプレートに限定されるものではない。
【００３８】
図９Ａ〜図９Ｂは、従来の導波管構造ではあるが、本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを異なる視点から図示したものである。そのアジャスタは、第１のポート９９１を備えた第１の平行プレート導波管セクション９６０と、２つの曲がった側面９７２、９７４を備えた経路制御部９７０と、第２のポート９９５を備えた第２の平行プレート導波管セクション９８０とを有している。図９Ａ〜図９Ｂは、その導波管を曲がったスロットにマッチングさせる更なる方法を図示している。このマッチングタイプは、曲がったスロット９７０の外側の曲面９７２から各導波管の外側のプレートへと、例えば、図示のように４５°セクション９７８、９７９のような９０°エッジよりスムーズな過渡部をもたせることにより達成される。
【００３９】
今までに図示された導波管経路長アジャスタは関係する導波管を互いに平行にさせてきた。たいていの場合、これは最も実際的で本発明を構築する有用な方法である。しかしながら、ある環境では、平行プレートをもつ１つの導波管を、平行プレートをもつ別の導波管とある角度をもたせることが有用であり、必要でさえあるかもしれない。図１０はＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示しているが、第１のポート１０９１を備えた第１の導波管１０６０が第２のポート１０９５を備えた第２の導波管１０８０とは平行ではない例である。
【００４０】
図１１は、従来の導波管構造ではあるが、本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備えたバッフルアンテナを図示している。通常、トランシーバ、受信機或いは送信機はアンテナの第１のポート１１９１を介してアンテナに接続される。そのアンテナはさらに、第１の導波管１１６０と第２の導波管１１８０と経路制御部とを備えた導波管経路長アジャスタと、第１と第２の導波管を結合する曲がった側面を備えたスロットとを有しているが、そのスロットは外側の曲がった曲面１１７２だけが見える。曲がったスロットはここでは１つ或いは２つのプレートに減らされていることに注目されたい。９０°の導波管の屈曲部１１８６は第２の導波管１１８０に接続されている。それ以降のフィード導波管１１８７は放射ラインソースであり、それはバッフル１１８８とビーム整形波型１１９９と結合してアンテナとして作用する。
【００４１】
図１２は、従来の導波管構造であるが本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備えた反射型アンテナを図示している。そのアンテナは、機械的な結合１２９２により第１のポートに結合される。そのアンテナはさらに、経路制御部と、第１の導波管１２６０と、第２の導波管１２８０とを有している。第２の導波管１２８０は、放射要素である第２のポート１２９５を有している。放射された電磁波はアンテナ反射板１２８８により反射される。もし、反射板１２８８が第２のポートに焦点をもつ放物面であるなら、局所的には平面となる２次元の波面ができる。良好なアンテナ特性のためには、そのアンテナは重要な場所では波型１２８９で覆われる。
【００４２】
図１３は、従来の導波管構造であるが本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備え、２つの第２の導波管を備えた両側反射型アンテナを図示している。そのアンテナは第１の導波管１３６０の第１のポート１３９１を介して接続される。第１の導波管１３６０は経路制御部に接続され、それはこの例では、共通の外側の曲がった側面１３７２を備えた２つの曲がったスロットを有している。曲がったスロット各々は、第２の導波管１３８２、１３９９に結合される。それら各々は、放射する第２のポート１３９６、１３９７を有している。放射する第２のポート１３９６、１３９７は夫々、反射板１３８８、１３８９に放射する。波型１３９９がアンテナ上の重要な場所には設けられる。
【００４３】
本発明は第１と第２の導波管を曲がったスロットを介して共に結合し、これにより、波面の形を調整することができるようにするという基本的な発明思想に基づくものである。その曲がったスロットにより、本発明に従う導波管経路長アジャスタを創り上げ、たいていの応用例では、ポイントソースからラインソースまでの異なる経路長を同じにするように調整する。本発明は上述した実施例によって限定されるものではなく、添付した請求の範囲内では変形が許されても良い。
【００４４】
図１−板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。
１０１  導波管プレートの厚さ、異なるプレートに対しては異なってよい
１０２  第１の平行プレート導波管セクションにおける波面
１０３  第１のポートに入射した電磁波の伝播方向
１０４  Ｅ、電場
１０５  Ｈ、磁場
１０６  第２の平行プレート導波管セクションにおける波面
１０７  第１のポートに入射した電磁波の伝播方向
１０８  Ｅ、電場
１０９  Ｈ、磁場
１１０  第２のポートのプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
１２０  第２の平行プレート導波管セクションのプレート
１３０  スロットプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
１４０  第１の平行プレート導波管セクションの平行プレート
１５０  第１のポートのプレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレート
１６０  第１の平行プレート導波管セクションのキャビティ
１６２  経路制御部の一部であり、第１のポートに対向した少なくとも部分的に曲がった終端
１７０  経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えた導波管スロット
１７２  スロットの第１の曲がった側面
１７４  スロットの第２の曲がった側面
１８０  第２の平行プレート導波管セクションのキャビティ
１８２  経路制御部の一部であり、第２のポートに対向した少なくとも部分的に曲がった終端
１８４  少なくとも部分的に曲がった終端に対向した第２のポートの終端
１９１  第１のポート
１９２  機械的な第１のポートのカップリング
１９５  第２のポート、ラインソース
１９６  第２の平行プレート導波管セクションの少なくとも部分的に曲がった終端から最も遠く離れた第２のポートの端部。
【００４５】
図２−板状構造における本発明に従うＨ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。
２０１  導波管プレートの厚さ
２０３  第１のポートに入射した電磁波の伝播方向
２０４  Ｅ、電場
２０５  Ｈ、磁場
２０７  第１のポートに入射した電磁波の伝播方向
２０８  Ｅ、電場
２０９  Ｈ、磁場
２１０  第２のポートのプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
２２０  第２の平行プレート導波管セクションのプレート
２３０  スロットプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
２４０  第１の平行プレート導波管セクションのプレート
２５０  第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートのプレート
２６０  第１の平行プレート導波管セクションのキャビティ
２７０  経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えた導波管スロット
２８０  第２の平行プレート導波管セクションのキャビティ
２９１  第１のポート
２９５  第２のポート、ラインソース。
【００４６】
図３Ａ〜図３Ｃ−板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタのさらなる例で、第１のポートのマッチングがある場合とない場合とを図示している。
３１０  第２のポートのプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
３１１  第２のポートの代替プレートであり、第２の平行プレート導波管セクションのより短い第２の平行プレート
３２０  第２の平行プレート導波管セクションのプレート
３２１  より短い第２の平行プレート導波管セクションの代替プレート
３３０  スロットプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、おそらく第１の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
３３１  付加的なスロットプレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレートであり、代替的な第１のポートでのマッチング
３４０  第１の平行プレート導波管セクションのプレート
３５０  第１のポートのプレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレート
３６０  第１の平行プレート導波管セクションのキャビティ
３６４  第１のポート終端部の第１の平行プレート導波管端部
３６５  第１のポートマッチングの突起部
３６６  付加的なスロットプレートで穴開け／切り抜かれた第１のポートマッチングであり、組立時、第１のポートの第１の導波管端部上に凡そ半分垂れ下がる。
３７０  経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えた導波管スロット
３７１  経路制御部の一部であり、付加的なスロットプレート上の２つの曲がった側面を備えた付加的なスロット
３８０  第２の平行プレート導波管セクションのキャビティ
３８１  より短い第２の平行プレート導波管セクションの代替的キャビティ
３９１  第１のポート
３９５  第２のポート、ラインソース
３９６  第２のポートの代替的なプレートにおける代替的に置かれた第２のポート。
【００４７】
図４Ａ及び図４Ｂ−板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタのさらなる例で、経路制御部のマッチングがある場合を図示している。
４１０  第２のポートのプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
４１１  第２のポートの代替プレート
４１３  第２のポート部のプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレートであり、スロットマッチング部
４２０  第２の平行プレート導波管セクションのプレート
４３０  スロットプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
４４０  第１の平行プレート導波管セクションのプレート
４５０  第１のポートのプレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレート
４５１  第１のポートの代替プレート
４５２  第１のポート部のプレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、スロットマッチング部
４６０  第１の平行プレート導波管セクションのキャビティ
４６２  経路制御部の一部であり、第１のポートに対向した少なくとも部分的に曲がった終端部
４７０  経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えたスロット
４７５  第１の平行プレート導波管セクションの第１のポートプレート／第１の平行プレートにおけるぎざぎさとして、第１の平行プレート導波管セクションのキャビティへと突出している、第１の平行プレート導波管セクションに関するスロットのマッチングの第１の例
４７６  第２の平行プレート導波管セクションの第２のポートプレート／第２の平行プレートにおけるぎざぎさとして、第２の平行プレート導波管セクションのキャビティへと突出している、第２の平行プレート導波管セクションに関するスロットのマッチングの第１の例
４７８  第１の平行プレート導波管セクションに関するスロットのマッチングの第２の例であり、第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートに穴開け／切り抜かれており、組立時、第１のポートに対向した経路制御部／第１の導波管端部上に凡そ半分垂れ下がる
４７９  第２の平行プレート導波管セクションに関するスロットのマッチングの第２の例であり、第２の平行プレート導波管セクションに穴開け／切り抜かれており、組立時、第２のポートに対向した経路制御部／第２の導波管端部上に凡そ半分垂れ下がる
４８０  第２の平行プレート導波管セクションのキャビティ
４８２  経路制御部の一部であり、第２のポートに対向した少なくとも部分的に曲がった終端
４９１  第１のポート
４９２  第１のポート部
４９５  第２のポート、ラインソース
４９６  第２のポート部。
【００４８】
図５−板状構造における本発明に従うカセグレンタイプのＥ−平面導波管の経路長アジャスタの例を図示している。
５１０  第２のポートのプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
５２０  第２の平行プレート導波管セクションのプレート
５３１  第１のスロットプレートであり、第３の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
５３５  第２のスロットプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、第３の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
５４５  第３の平行プレート導波管セクションのプレート
５４０  第１の平行プレート導波管セクションのプレート
５５０  第１のポートのプレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレート
５６０  第１の平行プレート導波管セクションのキャビティ
５６２  第１の経路制御部の一部であり、第１のポートに対向した少なくとも部分的に曲がった終端部
５６５  第３の平行プレート導波管セクションのキャビティ
５６７  第１の経路制御部の一部であり、第１のスロット終端において少なくとも部分的に曲がった終端部
５６９  第２の経路制御部の一部であり、第２のスロット終端において少なくとも部分的に曲がった終端部
５７０  第１の経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えた第１のスロット
５７２  第１の経路制御部の一部であり、第１のスロットの曲がった側面
５７５  第２の経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えた第２のスロット
５７７  第２の経路制御部の一部であり、第２のスロットの曲がった側面
５８０  第２の平行プレート導波管セクションのキャビティ
５８２  第２の経路制御部の一部であり、第２のポートに対向した少なくとも部分的に曲がった終端部
５９１  第１のポート
５９５  第２のポート、ラインソース。
【００４９】
図６−板状構造における本発明に従う、経路制御部へとオフセットした第１の導波管を備えるＥ−平面導波管の経路長アジャスタの例を図示している。
６１０  第２のポートのプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
６２０  第２の平行プレート導波管セクションのプレート
６３０  スロットプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
６４０  第１の平行プレート導波管セクションのプレート
６５０  第１のポートのプレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレート
６６０  第１の平行プレート導波管セクションのキャビティ
６７０  経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えたスロット
６８０  第２の平行プレート導波管セクションのキャビティ
６９１  第１のポート
６９５  第２のポート、ラインソース。
【００５０】
図７−板状構造における本発明に従う、第１の導波管に対する２つの第１のポートを備えるＥ−平面導波管の経路長アジャスタの例を図示している。
７１０  第２のポートのプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
７２０  第２の平行プレート導波管セクションのプレート
７３０  スロットプレートであり、第２の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレート
７４０  第１の平行プレート導波管セクションのプレート
７５０  第１のポートのプレートであり、第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレート
７６０  第１の平行プレート導波管セクションのキャビティ
７７０  経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えたスロット
７８０  第２の平行プレート導波管セクションのキャビティ
７９３  一番目の第１のポート
７９４  二番目の第１のポート
７９５  第２のポート、ラインソース。
【００５１】
図８Ａ−従来の導波管構造であるが本発明に従うＨ−平面導波管の経路長アジャスタの分解パーツを図示しており、
図８Ｂ〜図８Ｃ−従来の導波管構造であるが本発明に従うＨ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。
８６０  第１の平行プレート導波管セクション
８７０  経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えた導波管スロット
８７２  経路制御部の一部であり、スロットの第１の曲がった側面
８７４  経路制御部の一部であり、スロットの第２の曲がった側面
８７５  第１の平行プレート導波管セクションの第１の平行プレートのぎざぎさとして、第１の平行プレート導波管セクションのキャビティへと突出している、第１の平行プレート導波管セクションに関するスロットのマッチング
８７６  第２の平行プレート導波管セクションの第２の平行プレートのぎざぎさとして、第２の平行プレート導波管セクションのキャビティへと突出している、第２の平行プレート導波管セクションに関するスロットのマッチング
８８０  第２の平行プレート導波管セクション
８９１  第１のポート
８９５  第２のポート、ラインソース。
【００５２】
図９Ａ〜図９Ｂ−従来の導波管構造であるが本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。
９６０  第１の平行プレート導波管セクション
９７０  経路制御部の一部であり、２つの曲がった側面を備えた導波管スロット
９７２  経路制御部の一部であり、スロットの第１の曲がった側面
９７４  経路制御部の一部であり、スロットの第２の曲がった側面
９７８  第１の平行プレート導波管セクションに関するスロットのマッチング
９７９  第２の平行プレート導波管セクションに関するスロットのマッチング
９８０  第２の平行プレート導波管セクション
９９１  第１のポート
９９５  第２のポート、ラインソース。
【００５３】
図１０−従来の導波管構造であるが本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示しており、第１の導波管が第２の導波管とは平行ではない例である。
１０６０  第１の平行プレート導波管セクション
１０８０  第２の平行プレート導波管セクション
１０９１  第１のポート
１０９５  第２のポート、ラインソース。
【００５４】
図１１−従来の導波管構造であるが本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備えたバッフルアンテナを図示している。
１１６０  第１の平行プレート導波管セクション
１１７２  経路制御部の一部、スロットの第１の曲がった側面
１１８０  第２の平行プレート導波管セクション
１１８６  ９０°の導波管折れ曲がり
１１８７  フィード導波管
１１８８  アンテナのバッフル
１１９１  第１のポート
１１９９  波型。
【００５５】
図１２−従来の導波管構造であるが本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備えた反射型アンテナを図示している。
１２６０  第１の平行プレート導波管セクション
１２８０  第２の平行プレート導波管セクション
１２８８  アンテナの反射板
１２８９  波型
１２９２  機械的な第１ポートのカップリング
１２９５  第２のポート、ラインソース。
【００５６】
図１３−従来の導波管構造であるが本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備え、２つの第２の導波管を備えた両側反射型アンテナを図示している。
１３６０  第１の平行プレート導波管セクション
１３７２  スロットの第１の曲がった側面
１３８１  １番目の第２の平行プレート導波管セクション
１３８２  ２番目の第２の平行プレート導波管セクション
１３８８  アンテナの第１の反射板
１３８９  アンテナの第２の反射板
１３９１  第１ポート
１３９６  １番目の第２のポート、ラインソース
１３９７  ２番目の第２のポート、ラインソース
１３９９  波型。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。
【図２】板状構造における本発明に従うＨ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。
【図３Ａ】、
【図３Ｂ】、
【図３Ｃ】板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタのさらなる例で、第１のポートのマッチングがある場合とない場合とを図示している。
【図４Ａ】、
【図４Ｂ】板状構造における本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタのさらなる例で、経路制御部のマッチングがある場合を図示している。
【図５】板状構造における本発明に従うカセグレンタイプのＥ−平面導波管の経路長アジャスタの例を図示している。
【図６】板状構造における本発明に従う、経路制御部へとオフセットした第１の導波管を備えるＥ−平面導波管の経路長アジャスタの例を図示している。
【図７】板状構造における本発明に従う、第１の導波管に対する２つの第１のポートを備えるＥ−平面導波管の経路長アジャスタの例を図示している。
【図８Ａ】従来の導波管構造での本発明に従うＨ−平面導波管の経路長アジャスタの分解パーツを図示している。
【図８Ｂ】、
【図８Ｃ】従来の導波管構造での本発明に従うＨ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。
【図９Ａ】、
【図９Ｂ】従来の導波管構造での本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示している。
【図１０】従来の導波管構造での本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを図示しているが、第１の導波管が第２の導波管とは平行ではない例である。
【図１１】従来の導波管構造での本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備えたバッフルアンテナを図示している。
【図１２】従来の導波管構造での本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備えた反射型アンテナを図示している。
【図１３】従来の導波管構造での本発明に従うＥ−平面導波管の経路長アジャスタを備え、２つの第２の導波管を備えたダブル反射型アンテナを図示している。
【図１】
2005536143.tif 000003
【図２】
2005536143.tif 000004
【図３Ａ】
2005536143.tif 000005
【図３Ｂ】
2005536143.tif 000006
【図３Ｃ】
2005536143.tif 000007
【図４Ａ】
2005536143.tif 000008
【図４Ｂ】
2005536143.tif 000009
【図５】
2005536143.tif 000010
【図６】
2005536143.tif 000011
【図７】
2005536143.tif 000012
【図８Ａ】
2005536143.tif 000013
【図８Ｂ】
2005536143.tif 000014
【図８Ｃ】
2005536143.tif 000015
【図９Ａ】
2005536143.tif 000016
【図９Ｂ】
2005536143.tif 000017
【図１０】
2005536143.tif 000018
【図１１】
2005536143.tif 000019
【図１２】
2005536143.tif 000020
【図１３】
2005536143.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月27日(2005.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
第１の平行プレート導波管セクションと前記第１の導波管の第１の終端部に実質的に点特性の少なくとも１つの第１の電磁波ポートとを有する伝送ライン構造であって、
前記第１の導波管が、前記第１の導波管の第１の終端部の前記少なくとも１つの第１のポートで入力した電磁波を、前記第１の導波管の第２の終端部に向かって第１の主要な伝播方向に伝播し、
前記構造はさらに、第２の平行プレート導波管セクションと前記第２の導波管の第１の終端部に所定のライン特性の第２の電磁波ポートとを有し、
前記第２の導波管が、前記第２の導波管の第２の終端部と前記第２の導波管の第１の終端部の第２のポートとの間で、前記少なくとも１つの第１のポートに入力した電磁波を第２の主要な方向に伝播するものであって、
前記構造は、電磁波が通過する場所に関して、前記電磁波が通過する伝播経路長を制御する伝送ライン経路制御部を有し、
前記経路制御部の第１の部分はさらに、前記少なくとも１つの第１のポートに入力する電磁波について前記第１の主要な伝播方向を制御部の主要な伝播方向に変更し、
前記経路制御部の前記第１の部分は前記第１の導波管の前記第２の終端部に結合され、そして、第１のスロット平面に第１のスロットを有し、
前記第１のスロットは少なくとも２つの曲がった側面を有していることを特徴とする伝送ライン構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１９】
前記伝送ライン経路制御部は、前記伝播経路長を、前記伝播経路長が実質的に同じであり、前記フレアー状に広がった第１の導波管における電磁波伝播方向に独立であるように、制御することを特徴とする請求項１８に記載の伝送ライン構造。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５０】
経路制御部と導波管との間の各結合は、適切なマッチングを有していることを特徴とする請求項２乃至４９のいずれかに記載の伝送ライン構造。
【国際調査報告】
2005536143.tif 000022
2005536143.tif 000023
2005536143.tif 000024