(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形導波管（１）の形式のスロット放射素子であって、
一方の広壁面（４）の中央に位置する少なくとも１つのスロット（２）を備え、
他方の広壁面（９）の内面中央に配置された長方形の隆起部（３）を備えていて、これらスロット（２）と隆起部（３）とがそれぞれ導波管（１）の縦方向に沿って延びており、
スロット（２）の範囲に配置された結合手段（５）、特にピンを備えていて、この手段（５）はスロット（２）を電磁エネルギーを放射するために励起し、
隆起部（３）のスロット（２）側の上面に設けられた補償手段（６）を備えていて、この補償手段（６）は、電磁エネルギーを励起する励起部としての結合手段（５）によって生ぜしめられた導波管（１）の不整合を補償し、この補償手段（６）は、スロット（２）の範囲内に形成された隆起部（３）の段状の凹所として構成されていることを特徴とする、スロット放射素子。
【請求項２】
導波管（１）のスロット（２）が直列共振回路（ＬＣＲ）として表される導波管の等価回路において、段状の凹所（６）が直列共振回路（ＬＣＲ）に対して並列接続された負の容量（Ｃ２）であることを特徴とする、請求項１に記載のスロット放射素子。
【請求項３】
結合手段（５）がスロット（２）の横に配置された導電性材料製のピン（５）から成っていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスロット放射素子。
【請求項４】
ピン（５）は、導波管（１）の縦方向において、スロット（２）の中央に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のスロット放射素子。
【請求項５】
ピン（５）の中心がほぼ隆起部（３）の側縁上に位置していることを特徴とする、請求項３又は４に記載のスロット放射素子。
【請求項６】
段状の凹所（６）が隆起部（３）の縦方向に対して平行ないし直角な長方形の横断面をなし、長さＤ及び高さＨを有していることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のスロット放射素子。
【請求項７】
導波管（１）の縦方向で見て段状の凹所（６）とスロット（２）とが互いに同心的に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載のスロット放射素子。
【請求項８】
段状の凹所（６）の長さＤ及び高さＨはＣ１＋Ｃ２＝０であるように選定されており、Ｃ１は導波管の等価回路において容量Ｃ１として表される結合手段（５）であり、Ｃ２は導波管の等価回路において負の容量Ｃ２として表される隆起部（３）の段状の凹所であることを特徴とする、請求項６又は７に記載のスロット放射素子。
【請求項９】
隆起部（３）の幅Ｂがスロット（２）の幅Ｂよりも大であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載のスロット放射素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１に示す構成のスロット放射素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波工学においてアンテナとしてしばしば用いられるスロット放射素子は縦方向に延びる導波管から成っており、この導波管には導波管内に導かれた電磁波の一部を放射するためのスロットが少なくとも１つ設けられている。スロットの範囲にはしばしばスロットからの導波管波の放射を励起するための手段として導電性材料から成るピンが設けられている。この種のスロット放射素子は例えばＤＥ−ＧＭ１９５９１５９号によって既に公知である。等価回路においてこのスロット放射素子は導波管における第１の交差接続された容量Ｃ１を表す。
【０００３】
ＤＥ−３３１０５３１Ａ１号によれば、導波管がスロットの反対側の壁部にて導波管の縦方向に延びる隆起部を備えている形式のスロット放射素子も知られている。
【０００４】
特別な例として、導波管の縦方向に延びるスロットも隆起部も導波管の横方向でその中央に配置されている対称構造の方形ウエブ導波管の場合、前述した導電性材料製のピンはスロットからの導波管波の放射を励起するための必要な手段となる。動作原理はスロットの下方で導波管内に電界分布の非対称のひずみを生じさせる点にある。このスロット及びピンの組み合わせは、等価回路において交差接続されたコンデンサのように直列共振回路と並列に作用する。補償のためには導波管工学において誘導絞りを使用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その具体化は実際上困難であり、加えて誘導絞りは放射の励起に反作用する電界ひずみさえも生ずる。
【０００６】
本発明の課題は、改良されたスロット放射素子を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を本発明は請求項１中の特徴事項に示す構成のスロット放射素子によって解決した。本発明のスロット放射素子の有利な実施の形態が請求項２以降に示されている。
【０００８】
本発明によるスロット放射素子は、方形導波管の形式のものとして、一方の広壁面の中央に位置する少なくとも１つのスロットを備え、他方の広壁面の内面中央に配置された長方形の隆起部を備えていて、これらスロットと隆起部とがそれぞれ導波管の縦方向に沿って延びており、スロットの範囲に配置された結合手段、特にピンを備えていて、この手段はスロットを電磁エネルギーを放射するために励起し、隆起部のスロット側の上面に設けられた補償手段を備えていて、この補償手段は、電磁エネルギーを励起する励起部としての結合手段によって生ぜしめられた導波管の不整合を補償し、この補償手段は、スロットの範囲内に形成された隆起部の段状の凹所として構成されている。
【０００９】
導波管のスロットが直列共振回路として表される導波管の等価回路においては、段状の凹所が直列共振回路に対して並列接続された負の容量を表す。
【００１０】
負の容量及び正の容量は場の理論を用いて説明することができる。例えば、スロットの範囲における結合手段は正の容量を呈する。場の理論に従えばこの結合手段の作用は特に導波管の電界の電界ひずみとして説明することができる。この場合、結合手段、例えばピンの周囲に電界エネルギーの増大が生じる。導波管回路中ではこの作用を容量として表すことができる。電界の集中が増大されるので容量は正である。
【００１１】
導波管のスロットと反対側の広壁面の隆起部もまた等価回路中では容量として表される。隆起部の本発明による段状の凹所によって、隆起部が小さくなり、ひいては電界エネルギーの低減が生ずる。かくしてこの場合の容量は負の値を有する。
【００１２】
本発明の有利な実施の形態の場合、導波管波の放射を励起する手段はスロットの横に配置された導電性材料製のピンから構成される。
【００１３】
このピンは導波管の縦方向で見てスロットの中央に位置していると有利である。
【００１４】
有利な実施の形態の場合、段状の凹所は隆起部の縦方向に対して平行ないし直角の長さＤ及び高さＨを有している。この段状の凹所の長さＤ及び高さＨは特にＣ１＋Ｃ２＝０となるように選定されており、この場合にＣ１は導波管の等価回路中で容量Ｃ１として表される結合手段であり、Ｃ２は導波管の等価回路中で負の容量Ｃ２として表される隆起部の段状の凹所である。
【００１５】
段状の凹所及びスロットは導波管の縦方向において互いに同心的に位置していると有利である。
【００１６】
隆起部の幅Ｂはスロットの幅ｂよりも大であると有利である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示した実施の形態に従って本発明を詳述する。
【００１８】
図１ａ及び図１ｂは、２つの広壁面４、９及び２つの狭壁面７、８を有する方形導波管の形のスロット放射素子を部分的に斜視図で示している。この導波管１において、第１の広壁面４には、導波管１の縦方向に延びるスロット２が形成されている。このスロット２は導波管１内に導かれる電磁波の一部を放射するために用いられる。スロット２の長さは、図示の実施の形態の場合には、使用周波数、即ちスロット放射素子の共振周波数の半分の波長λ／２に相当する。この第１の広壁面４の反対側には第２の広壁面９が位置しており、この第２の広壁面９の内側にスロット２に対置してやはり導波管１の縦方向に延びる隆起部３が設けられている。スロット２の範囲内、それも導波管１の縦方向で見て中央に導電性材料製のピン５が配置されており、このピン５によってスロット２からの導波管波の放射を励起する手段が形成される。ピン５はスロット２の範囲で導波管内に電界分布の非対称のひずみを生じさせ、これによって導波管波はスロット２から放射のために出ることが可能になる。放射を励起するためのこのような手段なしには、導波管の中央にスロット２も隆起部３も延びている図示の形式の方形導波管で放射することはできない。
【００１９】
図２について述べるならば、ピン５、即ち、一般的に言えばスロット２からの導波管波の放射を励起する手段は、スロット２を表す直列共振回路ＬＣＲに並列接続された容量Ｃ１を発生する。容量Ｃ１は容量性リアクタンスを有する直列共振回路の負荷を意味する。
【００２０】
図１ａ及び図１ｂに戻るならば、隆起部３にはスロット２の範囲に段状の凹所６が形成されている。この凹所６は導波管１内で伝搬される電磁波に関して第２の交差接続された容量Ｃ２を表し、この容量Ｃ２はピン５によって表される第１の交差接続された容量Ｃ１を少なくとも部分的に補償する。段状の凹所６は横から見て長さＤ及び高さＨを有する長方形を呈している。導波管１の縦方向に対して直角に見て、幅が隆起部３の幅に相当する段状の凹所６はやはり長方形の横断面を呈している。凹所６の長さＤ及び高さＨは、スロット２からの放射を励起する手段、要するに導電性のピン５の容量Ｃ１と、段状の凹所６の容量Ｃ２とが相殺し合うように、要するにＣ１＋Ｃ２＝０となるように選定されている。かくして段状の凹所６は、スロット２からの放射を励起するための手段であるピン５の（正の）容量とは正反対の方向の合成された負の容量を有する。
【００２１】
スロット２から放射するための手段をなすピン５は導波管１の縦方向で見てスロット２の中央に位置している。隆起部３は導波管１の縦方向とは直角に見て長方形の横断面を有しており、隆起部３の幅Ｂ、ひいては段状の凹所６の幅もスロット２の幅よりも大きい。スロット２の側方に配置されたピン５は中心がほぼ隆起部３の側縁上方に位置している。段状の凹所６は導波管１の縦方向で見てスロット２の中央に位置している。
【００２２】
導波管波の放射用の手段を形成するピン５と、凹所６によって形成された段形状との組み合わせ配置による合成作用は、容量性リアクタンスを伴う回路の負荷なしにスロット２からの導波管波の放射を励起する。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  本発明の一実施の形態に係るスロット放射素子の一部を示す斜視図。
【図１ｂ】  図１ａのスロット放射素子の平面図。
【図２】  図１ａ及び図１ｂのスロット放射素子の等価回路図。
【符号の説明】
１  導波管
２  スロット
３  隆起部
４，９  広壁面
５  ピン
６  凹所
７，８  狭壁面
Ｃ１，Ｃ２  容量
ＬＣＲ  直列共振回路
【図１ａ】
0003995980.tif 000002
【図１ｂ】
0003995980.tif 000003
【図２】
0003995980.tif 000004