(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部及び出力部と、ハイブリッド回路と、位相器と、これらを接続する導波管形線路群を備えたバトラーマトリクス形給電回路から構成したアンテナ給電回路において、
導波管形線路群は上下２段に構成され、
位相器とハイブリッド回路は上下導波管の間に細隙を設けることで、上面から下面導波管へ、または下面から上面導波管への経路において構成することを特徴とするアンテナ給電回路。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ給電回路において、
上下導波管の間に導波管の長手方向に直交する方向に細隙を設け、位相器では該細隙を１本、ハイブリッド回路では該細隙を２本、設置することで構成したことを特徴とするアンテナ給電回路。
【請求項３】
入力部及び出力部と、ハイブリッド回路と、位相器と、これらを接続する導波管形線路群を備えたバトラーマトリクス形給電回路から構成したアンテナ給電回路において、
導波管形線路群は上下２段に構成され、
位相器は上面から下面導波管へ、または下面から上面導波管への経路において構成することを特徴とするアンテナ給電回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、損失が少なく、かつ簡易な構造のバトラーマトリクス形給電回路を用いた、製造が容易でコンパクトであり、かつ精度の高い複数のアンテナエレメントに高周波信号を供給するアンテナ給電回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、従来のアンテナ給電回路を構成する８ポートバトラーマトリクス回路を示す。
８ポートバトラーマトリクス回路は、入力部i1〜i8、出力部o1〜o8、ハイブリッド回路2-1〜2-12、位相器3-1〜3-8（図において、数値は位相変化を示す）、これらを接続する導波管線路１から構成される。出力部o1〜o8は、例えば一次元状の等間隔に配置されたアンテナエレメントに接続される。
【０００３】
入力部i1〜i8のいずれかに高周波信号が入力されると、入力された入力部に応じて、右：7.2°,22°,38.5°,61°、左：7.2°,22°,38.5°,61°の方向にビームが形成される。
一般的なバトラーマトリクス形の給電回路はハイブリッド回路２と位相器３とを備え、ハイブリッド回路相互間、ハイブリッド回路と位相器間、ハイブリッド回路と出力部間は互いに複雑に交差しながら導波管線路１により結線されるものである。
また、線路は互いのポート間の位相差を保持するため、各ハイブリッド回路間の線路の長さは正確に同じである必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバトラーマトリクス回路は、一般の回路であっても、交差部分の線路に余長が必要であり、かつ各線路の長さを同じにする難しさがあった。
さらに、このバトラーマトリクス回路を導波管で作製する場合は、交差させることが、非常に難しかった。特に図５中Ｂ点付近においては、各導波管線路がいくつもの他の導波管線路を跨ぐため、大変作製が難しく、かつその曲がりによる位相の調整も至難の技であった。
【０００５】
導波管線路１を交差させる方法としては、図６に示すように、導波管同士を横方向に接続し、その間を空洞1-4で繋いで金属ポスト1-5を立てる方法がある。1-3は導波管壁を示す。このような構造で０dBカプラーが構成できるので、導波管を交差させることができる。また、パラメータを適切に選ぶことで、ハイブリッド回路を構成することも可能である。この方法を用いることで、導波管を上下に交差させることなく１面でバトラーマトリクス形給電回路を構成することが可能である。
しかし、この方法は長手方向にある程度の長さが必要なため、図５に示すような、８ポートバトラーマトリクス回路では全長が大変長く大きなものとなる。例えば、８．４５GHzでこの方法でバトラーマトリクス形給電回路を構成した場合、その長さは１ｍ程度になる。また、図６に示す回路は完全に０dBカップラーまたはハイブリッド回路として動作させるには、多くのパラメータを解析的に決定し、さらにそれを非常に高い工作精度で実現しなければならない。このため、非常に高い精度が要求されコストが増大する。
【０００６】
従って、従来の導波管を用いて構成するバトラーマトリクス形給電回路は、導波管線路の交差が非常に難しく、また横面結合の交差回路では、その設計及び作製精度が非常に高いことが要求されるため、実現が大変難しいという欠点を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１面では、上下２段の導波管形線路群を有し、上下導波管の間に細隙を設けることで、上面から下面導波管へ、または下面から上面への経路においてハイブリッド回路、位相器を構成したバトラーマトリクス形給電回路を用いたアンテナ給電回路、または、本構成のアンテナ給電回路において、上下導波管の間に導波管の長手方向に直交する方向に細隙を設け、ハイブリッド回路では該細隙を２本、位相器では該細隙を１本、設置することで構成したことを特徴とするアンテナ給電回路である。
本発明の第２面では、入力部及び出力部と、ハイブリッド回路と、位相器と、これらを接続する導波管形線路群を備えたバトラーマトリクス形給電回路から構成したアンテナ給電回路において、導波管形線路群は上下２段に構成され、位相器は上面から下面導波管へ、または下面から上面導波管への経路において構成することを特徴とするアンテナ給電回路である。
【０００８】
本発明は、上記構成を備えることにより損失が少なく、かつ簡易な構造でバトラーマトリクス形給電回路を構成することで、製造が容易でコンパクトであり、かつ精度の高いアンテナ給電回路を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施例１の２段構造８ポートバトラーマトリクス回路を図１に示す。このバトラーマトリクス回路自身は従来のものと変わらないが、線路を上下面に分けて配置し、上下面の結合を用いてハイブリッド回路、位相器を構成したもので、導波管は２段になるものの、非常に精度が高く、コンパクトなバトラーマトリクス形給電回路を構成できる。ここで、2-1〜2-12はハイブリッド回路、3-1〜3-8は位相器、実線は下面の導波管線路1-1、点線は上面の導波管線路1-2を示している。
【００１０】
図３に示すように、上下面で導波管を接続して、その間に細隙（スロット）1-3を設けるのみで、各機能を実現できる。すなわち、上下導波管の間に導波管の長手方向に直交する方向に細隙を設け、ハイブリッド回路では該細隙を２本、位相器では該細隙を１本、設置することで構成する。これらの回路は適切なパラメータを従来と同じように設計する必要があるが、従来のように細いポストの系や位置の設計ではなく、方形の細隙であるため、その工作精度はそれほど高いものである必要はない。また、上下面の導波管で構成でき、上から下、またはその逆の経路でハイブリッド回路、及び位相器を構成できるため、図１に示すように、線路を適切に上下に分けると、全く線路の交差がなくバトラーマトリクス形給電回路を構成できる。
【００１１】
この場合の、８．４５GHzにおけるおおよその導波管線路の長さを図３に示す。このように、実寸法としても３６cm以下と非常にコンパクトなものとなる。作製においては、上下面で決まった導波管線路を這わせるのみで良いので、上下から削りだすなどの工作ができ、非常に工作が簡易である。さらに、工作精度も従来のものほど必要ないので、位相精度の高い給電回路が実現できる。
【００１２】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２である４ポートバトラーマトリクス形給電回路を示す。
この場合も図２に示す形式のハイブリッド回路、位相器を用いて構成し、上下の導波管の配置を適切にすることで、同様のアンテナ給電回路が構成できる。
この場合も、簡易な構造でバトラーマトリクス形給電回路を構成することができ、製造が容易でコンパクトであり、かつ精度の高いアンテナ給電回路を提供できる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、上下２段の導波管形線路群を有し、上下導波管の間に細隙を設けることで、上面から下面導波管へ、または下面から上面への経路においてハイブリッド回路、位相器を構成したバトラーマトリクス形給電回路を用いることにより、製造が容易でコンパクトであり、かつ精度の高いアンテナ給電回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１である２段構造８ポートバトラーマトリクス回路を示す図。
【図２】本発明の位相器、ハイブリッド回路の構成例を示す図。
【図３】本発明の実施例１である２段構造８ポートバトラーマトリクス回路の概略長手方向寸法を示す図。
【図４】本発明の実施例２である２段構造４ポートバトラーマトリクス回路を示す図。
【図５】従来の８ポートバトラーマトリクス回路を示す図。
【図６】従来の０dBカップラー、ハイブリッド回路の構成例を示す図。
【符号の説明】
i1〜i8・・・入力部
o1〜o8・・・出力部
１・・・導波管線路
1-1・・・下面側導波管線路,1-2・・・上面側導波管線路
2-1〜2-12    ハイブリッド回路
3-1〜3-8      位相器
【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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