(57)【要約】【課題】導波路放射器、アレイアンテナ放射器及び合成開口レーダーシステム【解決手段】複数の横断方向または長手方向のスロット（２３；３２）を有するスロット形成導波路（１０；３０）を含み、導波路（１０；３０）内に提供される追加的な内部導体（１４；３４）を含む導波路放射器が記載されており、内部導体（１４；３４）は、進行波の原理に従った供給となるようにスロット（１２、３２）の配置に従って形成され、導波路（１０；３０）の全てのスロット（１２；３２）は同一の位相で励起可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロット形成導波路（１０；３０）であって、前記導波路（１０；３０）に提供された複数の横断方向または長手方向のスロット（１２；３２）を有するスロット形成導波路（１０；３０）と、
前記導波路（１０；３０）に提供された追加的な内部導体（１４；３２）であって、前記内部導体（１４；３２）が前記スロット（１２；３２）の配置に従って、結果的に進行波原理に従う供給となるように形成され、前記導波路（１０；３０）の全てのスロット（１２；３２）が同一の位相で励起可能である、追加的な内部導体（１４；３２）と、を含む、導波路放射器。
【請求項２】
前記スロット形成導波路（１０；３０）が、上に前記追加的な内部導体（１４；３４）が配置された誘電体材料（２４；４４）で部分的に満たされたことを特徴とする、請求項１に記載の導波路放射器。
【請求項３】
前記導波路（１０；３０）に沿った前記誘電体材料（２４；４４）の高さが、少なくとも特定の区間で、前記導波路（１０；３０）に沿った前記スロット（１２；３２）の振幅占有に影響を与えることができるように変化することを特徴とする、請求項２に記載の導波路放射器。
【請求項４】
前記追加的な内部導体（１４；３４）が、特に交互配置された直線状及びねじられた導体区間（１８、２０；３８、４０）から形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の導波路放射器。
【請求項５】
前記追加的な内部導体（１４；３４）が、導線の残りに対して減少された導体幅を有し、変換線（１８；３８）として働く導体区間（１８、２０；３８、４０）を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の導波路放射器。
【請求項６】
前記内部導体（１４；３４）が、前記導波路（１０；３０）に沿った繰り返される導線区間（１８、２９；３８、４０）からなり、前記導体区間の長さが、前記導波路に沿った隣接するスロット（１２；３２）の間隔と同一であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の導波路放射器。
【請求項７】
前記内部導体（１４；３４）が、前記導波路（１０；３０）の端部領域において開放スタブ（２２；４２）としての直線状の区間を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の導波路放射器。
【請求項８】
横断方向のスロット（１２）を有するスロット形成導波路（１０）の場合において、前記導波路（１０）の供給点（１６）が、長手方向において前記導波路の幾何学的中心に対して偏移されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の導波路放射器。
【請求項９】
横断方向のスロット（１２）を有するスロット形成導波路（１０）の場合において、前記導波路（１０）の供給点（１６）が、全てのスロット（１２）の位置において電気的な位相が中心周波数において同一となるように前記導波路（１０）内に配置されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の導波路放射器。
【請求項１０】
長手方向のスロット（３２）を有するスロット形成導波路（３０）の場合において、前記追加的な内部導体（３４）が、前記スロット形成導波路（３０）の長手方向において、幾何学的中心に配置された供給点（３６）を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の導波路放射器。
【請求項１１】
前記追加的な内部導体（３４）を有する前記スロット形成導波路（３０）が、前記供給点（３６）の周りに鏡像対称に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の導波路放射器。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれか一項に記載の横断方向のスロット（１２）を有する１つ以上のスロット形成導波路（１０）並びに、請求項１から７及び１０または１１のいずれか一項に記載の長手方向のスロット（３２）を有する１つ以上のスロット形成導波路（３０）を含む、アレイアンテナ放射器。
【請求項１３】
前記スロット形成導波路（１０；３０）が、横断方向に横に並べて配置され、横断方向のスロット（１２）を有する導波路（１０）及び長手方向のスロット（３２）を有する導波路（３０）が互いに交互に並べられることを特徴とする、請求項１２に記載のアレイアンテナ放射器。
【請求項１４】
前記導波路（１０；３０）が、同一の長さを有することを特徴とする、請求項１２に記載のアレイアンテナ放射器。
【請求項１５】
横断方向のスロット（１２）を有する前記導波路（１０）が、長手方向のスロット（３２）を有する前記導波路（３０）に対して上方にずらされ、前記アレイアンテナ放射器の段差状構造が形成されることを特徴とする、請求項１２から１４のいずれか一項に記載のアレイアンテナ放射器。
【請求項１６】
請求項１２から１５のいずれか一項に記載のアレイアンテナ放射器（６０）を含む、合成開口レーダーシステム、特に高解像度合成開口レーダーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波路内に提供された複数のスロットを有する、スロット形成導波路を有する導波路放射器に関する。さらに、本発明は、アレイアンテナ放射器及び合成開口レーダーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
導波路放射器またはアレイアンテナ放射器（文献においては、放射器またはサブアレイとも呼ばれる）は、例えば、単一偏波または二重偏波を有する合成開口レーダー（ＳＡＲ：ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｒａｄａｒ）システムのフェーズドアレイアンテナに用いられる。現在まで、いわゆるマイクロストリップパッチアンテナまたはスロット形成導波路アンテナが、放射器として用いられている。
【０００３】
マイクロストリップパッチアンテナは、高い電気的損失を示し、その給電ネットワークのために、約７波長（Ｘバンドでは約２０ｃｍ）よりも長い放射器に効果的に実装することができない。いわゆるＴ／Ｒモジュール（送信／受信モジュール）によるＨＦ送信出力の分配された発生を有するアクティブアンテナの場合、放射器の背面に位置する能動モジュールの熱を前方へ散逸するという問題もある。
【０００４】
一方、スロット形成導波路アンテナは、達成可能な相対帯域幅（５％未満）における電気的な共振の挙動によって制限がある。さらに、これらは高い製造精度を必要とし、非常に高いコストでしか、二重偏波アレイアンテナとして製造することができない。従来技術で用いられる概念は、内部ウェブ及び垂直偏波のための長手方向のスロットを有する導波路並びに水平偏波のための対角線上に挿入されたワイヤー及び横断方向のスロットを有する長方形の導波路である。ここで問題なのは、導波路内に接続された同軸ケーブルの変換が必要であることである。
【０００５】
追加的な内部導体、いわゆるバーラインが提供されるスロット形成導波路を含む導波路放射器は、特許文献１で知られている。この内部導体は、導波路の全てのスロットを同位相で励起できるように、偏波依存して特に形作られている。従来のスロット形成導波路とは対照的に、伝搬モードはもはや分散的ではないが、同軸線内のそれ、すなわちＴＥＭモードに対応する。そのため、帯域幅を増加させることができる。さらに、ＴＥＭモードの場合にはより低い制限周波数（いわゆるカットオフ周波数）が存在しないため、導波路の断面積を大きさの点でかなり低減することができる。カップリングは、機械的に単純に、例えば市販のＳＭＡ取付けソケットによって実装可能である直接的な同軸変換によって行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００６０５７１４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、機能的及び／または構造的に改善された導波路放射器を提示することである。導波路放射器は、高帯域であり、効率的かつ低コストで生産可能であり、宇宙または航空機の合成開口レーダー（ＳＡＲ：ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｒａｄａｒ）システムに使用することができる平面アレイアンテナを構築するのに使用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１に記載の発明の特徴に従う導波路放射器、請求項１２に記載の発明の特徴に従うアレイアンテナ放射器及び請求項１６に記載の発明の特徴に従う合成開口レーダーシステムによって達成される。有利な構成は、従属請求項から生まれる。
【０００９】
この目的は、導波路に提供された複数の横断方向または長手方向のスロットを有するスロット形成導波路放射器（導波路）を含む導波路放射器によって達成される。導波路が横断方向のスロットを有する場合、導波路の放射される偏波の方向は、導波路の長手方向に対応する。スロット形成導波路が長手方向のスロットを有する場合には、導波路の放射される偏波の方向は導波路の横断方向に対応する。そのため、スロットの並び方に依存して、水平方向または垂直方向のいずれかの偏波を有する波が放射可能である。導波路内に取り付けられた追加的な内部導体は、スロットの並び方とは独立に、その結果進行波原理に従う供給となるように形成され、導波路の全てのスリットは、同位相で励起可能である。
【００１０】
導波路の内部に位置する内部導体（いわゆるバーライン）によって、非分散の横断方向電磁伝搬モード（ＴＥＭモード）がサポートされる。内部導体は、特に長手方向または横断方向のいずれかのスロットを励起することが可能であるように偏波依存して形成される。特許文献１に記載された導波路放射器と比較して、提示される導波路放射器は顕著に大きな帯域を特徴とする。
【００１１】
内部導体を固定するために、誘電体材料の層が導波路内に配置され、その表面上に内部導体が、例えば接着剤接合によって密着される。
【００１２】
導波路に沿った誘電体層の高さまたは厚さは均一ではないが、個別に形成された高さプロファイルを有する。高さプロファイル及び内部導体の形状によって、任意の所望の開口照射が、例えばアンテナ放射パターンにおけるサイドローブを所定の値未満に抑制するために、導波路に沿ったスロット内の電場強度の強さ及び位相に具体的に影響を及ぼすことが可能である。同じように、導波路に沿った均質な強度及び位相占有が、例えば、アンテナゲインを最大化し、半値幅を最小化するために達成可能である。
【００１３】
導波路放射器の各スロットは、個別の幾何学的寸法を有することができる。しかしながら、導波路放射器が長手方向のスロットのみまたは横断方向のスロットのみのいずれかを有することができることは理解されるべきである。
【００１４】
内部導体の具体的な形状は、導波路に沿った類似の幾何学的形状の繰り返しの区画からなる。これらの区画の長さは、ここでは導波路に沿った隣接するスロットの間隔と同一である。追加的な内部導体は、具体的には交互に配置された直線状の導体区画及びねじられた導体区画から形成することができる。
【００１５】
定在波を有する共振供給部に関する１つの形態は、繰り返しの区画のそれぞれに配置される追加的な四分の一波長変換器である。この四分の一波長変換器は、内部導体をテーパー状にすることによって、すなわち導体の幅を小さくすることによって実装される。このテーパーまたは導体幅の減少の長さは、好適にはライン波長の正確に四分の一の長さの電気的経路長に対応するように選択される。導体幅を小さくすることは、テーパー形状の区画に沿った波のインピーダンスの増加の効果を有する。このように実装された四分の一波長変換器によって、そうでなければこれらの位置に発生していたであろう反射点が補償される。
【００１６】
導波路の端部の領域において、内部導体は開放スタブのような直線区画を有することができる。
【００１７】
特許文献１に記載された放射器が定在波を有する供給部を使用する一方で、本発明に従う導波路はいわゆる進行波供給部を使用する。
【００１８】
信号のカップリングは、直流的に結合された同軸変換によって導波路放射器の中央において行うことができ、接続された同軸ケーブル（例えば、ＳＭＡ、ＳＭＰ接続を介して）の内部導体は、内部導体の供給点に直接接続される。接続された同軸ケーブルの外部導体は導波路の壁に直接接続される。
【００１９】
供給点は、横断方向にわずかに偏移されることができ、それによって放射器の背面に取り付けられた回路基板に対して適切な場所で変換を可能とする。
【００２０】
横断方向のスロットを有するスロット形成導波路の場合、導波路の供給点は、長手方向における導波路の幾何学的中心に対して偏移させることができる。具体的な実装形態において、偏移は約６から７ｍｍとすることができ、この偏移は発生される信号の波長または周波数に依存する。
【００２１】
横断方向のスロットを有するスロット形成導波路の他の構成において、導波路の供給点は、全てのスロットの位置における電気的位相が中心周波数において同一であるように、導波路内に配置可能である。
【００２２】
長手方向のスロットを有するスロット形成導波路の場合は、追加的な内部導体は、スロット形成導波路の長手方向において、幾何的な中心に配置された供給点を有する。追加的な内部導体を有するスロット形成導波路が供給点の周りで鏡像対称に形成されることもまた提供可能である。
【００２３】
全体的には、放射器の供給点において供給された波は、放射器の中央において内部導体の端部まで反射することなく伝搬することが可能となることが達成される。
【００２４】
本発明は、共振供給と対照的に、顕著により大きな帯域幅が実装可能であるという利点を有する。従来のスロット形成導波路に関する特許文献１に記載された、例えば分散がないこと、断面の大きさの低減、カットオフ周波数がないこと、製造ばらつきに対して堅牢であること、より長い放射器が可能であること、低製造コスト、短い製造時間、同軸ケーブルへの問題のない変換、高出力が供給可能であること、低いオーミック損失、高い交差偏波抑制などの利点は全て有効のままである。
【００２５】
導波路放射器の開発は、特に内部導体及びスロットの正確な幾何学的寸法の決定は、電磁シミュレーション法を用いて実施される。本明細書で説明される放射器の動作もまた、適切な等価回路図を有するネットワークモデルで近似的に説明可能である。これらのモデルは、通常は等価回路図に存在する素子の寸法を最適化することができるように第１の段階で用いられる。次いで第２の段階において、これらの寸法が適切な幾何学的パラメータに変換される。これに関して、全波分析によって実際の幾何学（３Ｄモデル）の電磁的な動作を計算する市販のソフトウェアパッケージが使用可能である。
【００２６】
本発明に従うアレイアンテナ放射器は、上述の種類のような、横断方向のスロットを有する１つまたは複数のスロット形成導波路及び長手方向のスロットを有する１つまたは複数のスロット形成導波路を含む。１つの構成において、スロット形成導波路は、横断方向に横に並べられて配置可能であり、横断方向のスロットを有する導波路及び長手方向のスロットを有する導波路が互いに交互に隣接する。ここで、導波路、すなわちすべての導波路は好適には同一の長さを有する。
【００２７】
横断方向のスロットを有する導波路は、長手方向のスロットを有する導波路に対して上方にオフセット可能であり、アレイアンテナ放射器の段差状構造が形成される。本明細書において、上面は、スロットが導波路上に配置される各導波路の面である。
【００２８】
合成開口レーダーシステム、特に高解像度合成開口レーダーシステムは、上述のような少なくとも１つのアレイアンテナ放射器を含む。
【００２９】
本発明は、図面における例示的な実施形態によってより詳細に以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】横断スロットを有する本発明に従う導波路放射器の図を示す。
【図２】図１の導波路内部に配置された誘電体層の高さプロファイルを示す。
【図３】図１の横断スロットを有する導波路内の内部導体（バーライン）の形状の図を示す。
【図４】図３の内部導体の中央領域の拡大図を示す。
【図５】図３の内部導体の端部の領域の拡大図を示す。
【図６】長手方向のスロットを有する本発明に従う導波路放射器の図を示す。
【図７】図６の導波路内部に配置された誘電体層の高さプロファイルを示す。
【図８】図６の長手方向のスロットを有する導波路放射器内の内部導体の形状の図を示す。
【図９】図８の内部導体の中央領域の拡大図を示す。
【図１０】図８の内部導体の端部領域の拡大図を示す。
【図１１】横断方向のスロットを有する導波路と長手方向のスロットを有する導波路とを組み合わせた二重偏波アレイアンテナ放射器を示す。
【図１２】同一寸法の同一の開口と比較した、放射器内に発生する全損失をｄＢで表したグラフを示す。
【図１３】アダプテーションをｄＢで表したグラフを示す。
【図１４】進行波供給を有する放射器の放射特性（アンテナ放射パターン）をｄＢで表したグラフを示す。
【図１５】共振供給および定在波を有する放射器の放射特性（アンテナ放射パターン）をｄＢで表したグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に示す絶対値及び大きさは、単なる例示的な値であり、本発明をいかなる態様においてもそのような大きさに限定するものではない。図は、本発明を概略的にのみ示すものであり、特にスケールどおりであるとして考えられるべきではない。
【００３２】
以下、スロット形成導波路（以下、導波路１０、３０として示す）及び導波路１０、３０内に配置された内部導体１４、３４を含む本発明に従う導波路放射器（単に、放射器とも）の構造が説明される。本明細書において、横断方向のスロット１２（図１）を有するスロット形成導波路１０と、長手方向のスロット（３２）（図６）を有するスロット形成導波路３０との区別がなされ、用いられる内部導体１４、３４の形状が異なる。横断方向のスロット３２を有する導波路３０のための内部導体３４の正確な構成は図８から１０に示される。
【００３３】
以下に示される幾何学的寸法は、９．６ＧＨｚの中心周波数におけるＸバンドの例示的な実施形態に関連する。本明細書で説明される放射器はまた、異なる中心周波数に対しても容易に設計可能である。この場合、寸法は対応する波長の比を介して拡大縮小される。
【００３４】
導波路１０、３０は、従来の長方形の導波路から形成され、横断方向のスロット１２又は長手方向のスロット３２が提供される。導波路１０、３０の内部は誘電体材料で満たされる。誘電体層２４、４４は図２及び７に示されている。従来技術に従う放射器が一定の層の厚さを有するのに対し、本発明の誘電体層２４、４４は導波路の長手方向の延長方向において高さまたは厚さが変化する。
【００３５】
誘電体層として使用される材料の選択は、その電気的特性、すなわち比誘電率及び損失角によって決定される。比誘電率は内部導体を通過する進行波の伝搬速度に影響を与える（速度因子）。同一位相で励起を達成するための導波路に沿った隣接するスロット間の間隔は、進行波の波長の１つと正確に対応する。さらに、スロットの間隔は、望ましくないサイドローブ（いわゆるグレーティングローブ）を避けることができるように、自由空間波長よりも小さい。典型的には、スロットの間隔は、自由空間波長の０．５倍から０．９倍の範囲内にある。結果的に、そのため典型的には１．２から３．０の範囲にある比誘電率の値が得られる。損失角は、誘電体損失をできる限り小さい状態に保つことができるように、できる限り小さくすべきであり、適切な材料に関して、その値は１×１０−３よりも小さいものであるべきである。
【００３６】
導波路に沿った誘電体層２４、４４の厚さは、特徴的なプロファイルを有する。スロット１２、３２の位置における高さは、進行波の結合した出力の部分を決定する。高さがより高くなると、結合出力がより強くなり、高さがより低い場合にはその反対となる。
【００３７】
図２及び７に示された例は、全てのスロット１２、３２の均質な励起の場合を示している。一定に増加する相対的な比率が進行波の減少する出力から出力結合されなければならないので、この場合には誘電体層２４、４４の厚さが導波路１０、３０のそれぞれの外側端部に向かって増加する。
【００３８】
以下の説明から明らかなように、２つの変形例の他の共通点は、内部導体１４、３４が導体の幅を小さくされた副区画１８、３８（図４及び８を参照されたい）を有することである。これらは変換線として働き、導線上の反射（定在波）の発生を防止する。
【００３９】
以下、横断方向のスロットを有する導波路及び長手方向のスロットを有する導波路の特徴が個別に説明される。
【００４０】
＜横断方向のスロットを有する導波路＞
図１は、横断方向のスロット１２を有する導波路１０を示す。横断方向のスロット１２を有する導波路１０の内部の内部導体１４の形状は、図３に示される。スロットの位置は、図３において矢印で示されている。供給点１６を含む中央領域は、図４に拡大して示されている。供給点１６は、幾何学的中心に対して長手方向に約６ｍｍだけ偏移されている。この偏移は、供給点から導波路１０の右側及び左側の部分へ伸びる進行波の１８０°の位相差という効果を有する。このようにして、導波路１０の右側のスロットとともに左側の部分の同一の位相での励起が得られる。
【００４１】
内部導体１４は、導体の幅が減少する区間１８（変換線）を有する供給点１６の部分で直接始まる。これらは、本明細書では詳細に示されていないが、典型的には５０オームの接続された同軸ケーブルの特性波インピーダンスへの変換の役割をする。導波路１０の端部に向かう内部導体１４のさらなる経路は、縮小された導体幅を有する直線区間１８及びねじられた区間２０からなる。そのため直線区間は、変換線として働く。残りの区間２０のねじれは、導波路１０の長手方向の進行波の伝搬速度を遅延させるという効果を有する。ねじれの度合いが高いと遅延が大きくなり、またその逆もある。このことから、隣接するスロット１２の間の位相差を正確に３６０°に設定することができる。
【００４２】
スロット１２は、導波路１０の外壁に、横断する方向に切られている。これらは、ほぼ４ｍｍの切断深さで横方向の壁に突き出ている。スロット１２の幅は約２〜３ｍｍである。スロット１２は、共振的な振る舞いを示し、共振周波数は、放射器の中心周波数と一致する。
【００４３】
下に位置する導波路１０の区間２２を有する、導波路１０の端部における最外部のスロット１２Ａは、固有の特徴を示す。従来技術によると、進行波線の端部は、抵抗的に終端されることが多い。このことは、導線の端部に残る電力が抵抗器で散逸されるため、不要な損失を生じることとなる。本明細書で説明される全てのスロットの均一な励起を伴う進行波放射器の概念において、導線の端部に残る電力は最外部のスロットを介して完全に放射され、その結果、追加的な損失が防止される。この目的のために、誘電体層の高さプロファイルは、最外部スロット１２Ａに残る電力が残りのスロットにおいて外部と結合された電力に対応するように設計され、この境界条件に結びつけることで、全てのスロット１２、１２Ａの均一な占有が達成される。これに関連して、図５は図３からの内部導体の端部の領域の拡大図を示しており、区間２２でねじられていない開放導線端を見ることができ、これは説明された特性を支持している。
【００４４】
＜長手方向のスロットを有する導波路＞
図６は、長手方向のスロット３０を有する導波路を示している。長手方向のスロット３０を有する導波路における内部導体３４の形状は、図８に示されている。供給点３６を含む中央領域は図９に拡大して示されている。長手方向に見て、供給点３６は幾何学的中心に配置されている。同一位相を有するスロット３２の励起は導波路３０の右半分及び左半分の対照的な構造によって達成することができるため、横断方向のスロットを有する導波路の場合のように、長手方向への偏移はこの場合には必要がない。
【００４５】
内部導体３４は、縮小された導体の幅の変換線を有する供給点３６で直接始まる。これらは、典型的には５０オームの接続された同軸ケーブルの特性波インピーダンスへの変換として働く。導波路の端部への内部導体３４のさらなる経路は、直線区間３８及びねじられた区間４０からなる。区間４０のねじられた形状は、内部導体がスロット３２の中央の位置において横断方向に延在するように実施される。これは、長手方向のスロット３２と結合するために必要であり、このために、横断方向における導入された電流の流れは導波路３０の壁上に存在しなければならない。図８におけるスロットの位置は、矢印で示される。
【００４６】
区間４０のねじられた形状は、追加的に、導波路の長手方向における進行波の伝搬速度の遅延を発生させる効果がある。よりねじられた形状は遅延をより大きくする効果があり、その逆も成り立つ。これを通して、隣接するスロット間の位相差は正確に３６０°に設定可能である。
【００４７】
スロット３２は、導波路３０の外壁内に長手方向に切られている。スロット３２は、自由空間波長の約半分の長さを有する。正確な長さはスロットごとにわずかに異なることができる。スロットの幅は約２ｍｍである。スロットは、共振的な振る舞いを示し、共振周波数は放射器の中心周波数と一致する。
【００４８】
下に位置する内部導体４２の区間４２を有する導波路３０の端部における最外部スロット３２Ａは、固有の特徴を示す。従来技術によれば、進行波の原理を用いる放射器において、進行波線の端部は抵抗的に終端されることが多い。このことは、導線の端部に残る電力が抵抗器で散逸されるので、不要な損失を発生させる結果となる。本明細書で説明される、全てのスロット３２の均一な励起を伴う進行波放射器の概念において、導線の端部に残る電力は最外部のスロット３２Ａを介して完全に放射され、その結果として追加的な損失が防止される。この目的のために、誘電体層４４の高さプロファイルは、最外部のスロット３２Ａに残る電力が残りのスロット３２において外部と結合された電力に対応するように設計され、この境界条件に結び付けることで、全てのスロット３２、３２Ａの均一な占有が達成可能である。図１０は、図８からの内部導体の端部の領域の拡大図を示している。内部導体３４の区間４２を有するねじられていない開放導線端がみられ、これは説明された特性を支持している。
【００４９】
＜二重偏波放射器アレイ＞
横断方向のスロットを有する導波路１０を長手方向のスロットを有する導波路３０と組み合わせることによって、二重偏波放射器アレイ６０が単純な方法で実装可能である。導波路の幅が、本明細書で説明された放射器の概念を有して大きく減少可能（波長の４分の１まで）であるので、非常に大きな旋回幅（＞±６０°）を有する二重偏波された電子的に制御可能なアレイアンテナが実装可能である。
【００５０】
図１１は、二重偏波放射器アレイ６０（アレイアンテナ放射器）の構造を示している。これは、それぞれの場合に交互に配置する横断方向のスロット１２を有するスロット形成導波路１０と長手方向のスロット３２を有する導波路３０との組み合わせからなる。横断方向のスロット１２を有する導波路１０は、長手方向のスロット１２を有する導波路３０に対して約７ｍｍから８ｍｍだけ上方にずらされており、段差状の構造が形成されている。
【００５１】
従来技術から知られている導波路放射器と比較して、提案される導波路放射器は再び顕著に増大される帯域幅によって特徴づけられる。これは、図１２から１５において、Ｘバンドに対する長さ２５０ｍｍの放射器に関して例として示されている。
【００５２】
図１２は、同一の大きさの理想的な開口と比較した、放射器に発生する全電気的損失の図をｄＢで示す。実線で描かれた曲線は進行波供給を伴う放射器の損失を表し、破線で描かれた曲線は定在波を伴う共振供給における損失を表している。
【００５３】
図１３は、アダプテーションの図をｄＢで示しており、実線の曲線は進行波供給を伴う放射器に関するものであり、破線の曲線は共振供給（定在波）を有する放射器に関するものである。
【００５４】
図１４は、進行波供給を有する放射器の放射特性をｄＢで（アンテナ放射パターン）示しており、破線の曲線は８．７ＧＨｚにおけるアンテナ放射パターンを示し、実線の曲線は９．６ＧＨｚ（中心周波数）におけるアンテナパターンを示し、点線の曲線は１０．５ＧＨｚにおけるアンテナ放射パターンを示している。
【００５５】
最後に、図１５は、共振供給および定在波を有する放射器の放射特性をｄＢで（アンテナ放射パターン）示しており、破線の曲線は８．７ＧＨｚにおけるアンテナ放射パターンを示し、実線の曲線は９．６ＧＨｚ（中心周波数）におけるアンテナ放射パターンを示し、点線の曲線は１０．５ＧＨｚにおけるアンテナ放射パターンを示している。
【符号の説明】
【００５６】
１０  横断方向のスロットを有するスロット形成導波路
１２  横断方向のスロット
１２Ａ  導波路端部における横断方向のスロット
１４  横断方向のスロットを有する導波路の内部導体
１６  横断方向のスロットを有する導波路の供給点
１８  内部導体の変換線区間（横断方向のスロットを有する導波路）
２０  内部導体のねじられた副区間（横断方向のスロットを有する導波路）
２２  開放スタブを有する内部導体の端部区間（横断方向のスロットを有する導波路）
２４  横断方向のスロットを有する導波路の誘電体層
３０  長手方向のスロットを有するスロット形成導波路
３２  長手方向のスロット
３２Ａ  導波路の端部における長手方向のスロット
３４  長手方向のスロットを有する導波路の内部導体
３６  長手方向のスロットを有する導波路の供給点
３８  内部導体の変換線区間（長手方向のスロットを有する導波路）
４０  内部導体のねじられた副区間（長手方向のスロットを有する導波路）
４２  開放スタブを有する内部導体の端部区間（長手方向のスロットを有する導波路）
４４  長手方向のスロットを有する導波路の誘電体層
６０  二重偏波放射器アレイ
【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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【外国語明細書】
2015027086000001.pdf