(57)【要約】【課題】所望のアンテナ指向特性および周波数特性の広帯域化を実現する。【解決手段】給電導波管３０の閉じた先端部分３１の両側の広壁面に、管内電界の向きが給電導波管内３０の管内電界の向きと直交するように放射導波管１０，２０を各々接続する。給電導波管３０の両側の広壁面に開口４１，４２を設ける。その開口４１，４２は、先端部分３１の上側の狭壁面に近い側とする。その開口４１，４２を介して給電導波管３０と放射導波管１０，２０を結合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面の狭壁面に複数の放射スロットが形成された放射導波管を有するスロットアンテナにおいて、
給電導波管の閉じた先端部分の一方の広壁面と他方の広壁面に、管内電界の向きが前記給電導波管内の管内電界の向きと直交するように第１および第２の放射導波管を各々接続し、
前記給電導波管の前記一方の広壁面および前記他方の広壁面の、前記給電導波管の中心軸から若干ずれた位置に、前記給電導波管の長手方向と同じ向きが長手方向となる第１および第２の開口を設け、
該第１および第２の開口を介して前記給電導波管と前記第１および第２の放射導波管とを結合したことを特徴とするスロットアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のスロットアンテナにおいて、
前記給電導波管は、その前記先端部分の狭壁面の幅が本体部分よりも小さく形成されていることを特徴とするスロットアンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載のスロットアンテナにおいて、
前記給電導波管は、前記先端部分と前記本体部分の間の広壁面にインピーダンス調整用の段差部又はテーパが形成されていることを特徴とするスロットアンテナ。
【請求項４】
請求項２に記載のスロットアンテナにおいて、
前記給電導波管は、前記先端部分と前記本体部分の間の内部に、インピーダンス調整用の窓が形成されていることを特徴とするスロットアンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のスロットアンテナにおいて、
前記給電導波管の前記第１および第２の開口を前記先端部分の一方の狭壁面に近い側に形成し、且つ前記第１および第２の放射導波管の前記放射スロットを互いに逆相に形成したことを特徴とするスロットアンテナ。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のスロットアンテナにおいて、
前記給電導波管の前記第１の開口を前記先端部分の一方の狭壁面に近い側に形成し、前記第２の開口を前記先端部分の他方の狭壁面に近い側に形成し、且つ前記第１および第２の放射導波管の前記放射スロットを同相に形成したことを特徴とするスロットアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電導波管と放射導波管の結合構造について改良を加えたスロットアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スロットアンテナは、例えば放射導波管の長手方向を水平に回転可能に支持することにより、船舶レーダアンテナ等に使用できる。図６に従来例のスロットアンテナの構成を示す。５０は放射導波管、６０は給電導波管である。放射導波管５０は、Ｅ面である狭壁面（断面矩形の短辺側）に、使用周波数の管内波長をλgとするとほぼλg／２のピッチで、複数の放射スロット５１が傾斜方向を交互に反転して設けられている。給電導波管６０は、放射導波管５０のほぼ中央部分において、放射スロット５１が設けられた面の背面側（狭壁面）に、電界の向きＥが放射導波管５０の電界の向きＥと同じ向きとなるように、その放射導波管５０に結合している。そして、放射導波管５０と給電導波管６０の結合面では、放射導波管５０の長手方向に並行な横長の開口８１が形成され、ここで給電導波管６０からの給電電波が同相で放射導波管５０の左右に分配される。
【０００３】
図７に別の例の従来例のスロットアンテナの構成を示す。放射導波管５０は図６に示したものと同じである。給電導波管７０は、放射導波管５０のほぼ中央部分において、放射スロット５１が設けられた面の背面側（狭壁面）に、電界の向きＥが放射導波管５０の電界の向きＥと直交するように、その放射導波管５０に結合している。放射導波管５０と給電導波管６０の結合面では、斜め方向に開口８２が形成され、ここで給電導波管６０からの給電電波が同相で放射導波管５０の左右に分配される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、図６および図７に示した従来のスロットアンテナは、給電導波管６０，７０の端面が放射導波管５０のほぼ中央部の背面側に結合されるので、その結合部分に対応する正面の中央部分５２には放射スロット５１を形成することができない。すなわち、この中央部分５２に放射スロットを形成すると、給電導波管６０，７０とその放射スロットとの結合が他の放射スロットとの結合よりも大きくなるので、その中央部分５２に放射スロットを形成することができず、所望のアンテナ指向特性を実現することが困難になる問題がある。
【０００５】
また、図７に示したスロットアンテナでは、放射導波管５０と給電導波管７０の電界の向きが直交するため放射導波管５０と給電導波管７０との結合面の開口８２が斜めとなるので、放射導波管５０と給電導波管７０との結合が不十分となって、放射の周波数特性が狭帯域となる問題がある。よって、放射電磁波の周波数帯域が広いＦＭＣＷ方式のスロットアンテナに適用する場合は、充分な特性を発揮させることができない。
【０００６】
本発明の目的は、前記した問題を解決し、所望のアンテナ指向特性および周波数特性の広帯域化を実現できるようにしたスロットアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明のスロットアンテナは、正面の狭壁面に複数の放射スロットが形成された放射導波管を有するスロットアンテナにおいて、給電導波管の閉じた先端部分の一方の広壁面と他方の広壁面に、管内電界の向きが前記給電導波管内の管内電界の向きと直交するように第１および第２の放射導波管を各々接続し、前記給電導波管の前記一方の広壁面および前記他方の広壁面の、前記給電導波管の中心軸から若干ずれた位置に、前記給電導波管の長手方向と同じ向きが長手方向となる第１および第２の開口を設け、該第１および第２の開口を介して前記給電導波管と前記第１および第２の放射導波管とを結合したことを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のスロットアンテナにおいて、前記給電導波管は、その前記先端部分の狭壁面の幅が本体部分よりも小さく形成されていることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載のスロットアンテナにおいて、前記給電導波管は、前記先端部分と前記本体部分の間の広壁面にインピーダンス調整用の段差部又はテーパが形成されていることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項２に記載のスロットアンテナにおいて、前記給電導波管は、前記先端部分と前記本体部分の間の内部に、インピーダンス調整用の窓が形成されていることを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のスロットアンテナにおいて、前記給電導波管の前記第１および第２の開口を前記先端部分の一方の狭壁面に近い側に形成し、且つ前記第１および第２の放射導波管の前記放射スロットを互いに逆相に形成したことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のスロットアンテナにおいて、前記給電導波管の前記第１の開口を前記先端部分の一方の狭壁面に近い側に形成し、前記第２の開口を前記先端部分の他方の狭壁面に近い側に形成し、且つ前記第１および第２の放射導波管の前記放射スロットを同相に形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスロットアンテナによれば、放射導波管における給電導波管の結合面に対応する正面の放射スロットを省略する必要がなくなるので、所望のアンテナ指向特性を実現できる。また、放射導波管と給電導波管の結合を充分に行わせることができるので、周波数特性の広帯域化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜実施例１＞
図１は本発明の実施例１のスロットアンテナの構成を示す図、図２は中央部分の断面図である。１０，２０は放射導波管、３０は給電導波管である。放射導波管１０，２０は、狭壁面（Ｅ面）にほぼλg／２のピッチで、傾斜方向を交互に反転した同数の放射スロット１１，２１が設けられている。
【００１０】
給電導波管３０は、その閉じた先端部分３１の狭壁面の幅Ｗ１が本体部分３２の狭壁面の幅Ｗ２よりも狭く形成され、その先端部分３１の一方の側の広壁面（Ｈ面）には放射導波管１０の端面が、他方の側の広壁面（Ｈ面）には放射導波管２０の端面が、それぞれ結合している。３３は給電導波管３０の本体部分３２と先端部分３１との間でインピーダンス整合を行うためのインピーダンス調整用の段差部である。そして、この給電導波管３０の先端部分３１の電界強度の大きい上端近く（給電導波管３０の中心軸より上側、つまり先端部分３１の上側の狭壁面に近い側）の部分と放射導波管１０，２０の端面のほぼ中央部分において、給電導波管３０の長手方向と同じ向きが長手方向となるように形成した開口４１，４２によって、その給電導波管３０と放射導波管１０，２０とが電磁結合している。
【００１１】
放射導波管１０，２０の放射スロット１１，２１は、その傾斜の向きが、給電導波管３０の先端部分３１に対して、ミラー対称（逆相）となっている。これは、給電導波管３０から放射導波管１０，２０に対して電波が分配されるとき、互いに位相が逆になるので、これを補正して、放射スロット１１，２１から放射する電波が同相となるようにするためである。これにより、放射スロット１１，２１から放射される電波が打ち消し合うことが回避される。
【００１２】
本実施例のスロットアンテナによれば、給電導波管３０の先端部分３１の狭壁面の幅Ｗ１を狭くすることができるので、放射導波管１０，２０の相互の間隔を狭くすることができ、放射導波管１０の給電導波管３０側の放射スロット１１と放射導波管２０の給電導波管３０側の放射スロット２１との間隔を、他の放射スロット１１，１２のピッチと同じピッチに設定することが可能となり、この結果、放射導波管１０，２０の狭壁面から放射される電波の指向特性を均一化することができる。
【００１３】
また、給電導波管３０と放射導波管１０，２０との電磁結合は、給電導波管３０の軸方向に平行な方向が長手方向となる開口４１，４２で行われるので、その開口４１，４２における結合損失が極めて少なくなり、周波数特性の広帯域化を実現することができ、周波数帯域が広いＦＭＣＷ型のアンテナとして充分な利得を確保することができる。
【００１４】
図３に給電導波管３０の入力側での反射係数Ｓ１１、給電導波管３０から放射導波管１０への透過係数Ｓ２１、給電導波管３０から放射導波管２０への透過係数Ｓ３１の特性を示した。透過係数Ｓ２１，Ｓ３１はほぼ−３ｄＢであり、２分配される様子が分かる。反射係数Ｓ１１は目的周波数で少ない反射を示している。
【００１５】
なお、この実施例１のスロットアンテナでは、インピーダンス調整用の段差部３３は、テーパ部に変更してもよいし、給電導波管３０の内壁に導電板を植設することにより窓を形成してインピーダンス調整するように構成してもよい。
【００１６】
＜実施例２＞
図４は本発明の実施例２のスロットアンテナの構成を示す図、図５は中央部分の断面図である。１０，２０Ａは放射導波管、３０Ａは給電導波管である。本実施例では、給電導波管３０Ａの先端部分３１と放射導波管２０Ａとの結合が、先端部分３１の下側において行なわれるように、その部分に開口４３を形成している。すなわち、開口４１は先端部分３１の上側の狭壁面に近づけて、開口４３は下側の狭壁面に近づけて、それぞれ形成している。そして、放射導波管２０Ａに形成した放射スロット２１Ａは、放射導波管１０に形成した放射スロット１１と同相としている。
【００１７】
本実施例のスロットアンテナは、給電導波管３０Ａの先端部分３１の開口４１，４３から放射導波管１０，２０Ａに対して電波が分配されるとき、同相で分配され、しかも放射スロット１１，２１Ａは同相であるので、同相のまま放射スロット１１，２１Ａから電波が放射され、打ち消し合うことはない。
【００１８】
本実施例においても、前記した実施例と同様に、放射導波管１０，２０Ａの狭壁面から放射される電波の指向特性を均一化することができ、また周波数特性の広帯域化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１のスロットアンテナの斜視図である。
【図２】図１のスロットアンテナの中央部分の断面図である。
【図３】図１のスロットアンテナの周波数特性図である。
【図４】本発明の実施例２のスロットアンテナの斜視図である。
【図５】図４のスロットアンテナの中央部分の断面図である。
【図６】従来のスロットアンテナの斜視図である。
【図７】従来の別のスロットアンテナの斜視図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０：放射導波管、１１：放射スロット
２０，２０Ａ：放射導波管、２１，２１Ａ：放射スロット
３０，３０Ａ：給電導波管、３１：先端部分、３２：本体部分、３３：段差部
４１，４２，４３：開口
５０：放射導波管、５１：放射スロット、５２：中央部分
６０，７０：給電導波管
８１，８２：開口
【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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