(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数の異なる２つの導波管アンテナと、該各導波管アンテナに給電するためのストリップ線路を内蔵した誘電体とを、該誘電体が前記２つの導波管アンテナの間に位置するようにスタックし、前記各導波管アンテナと前記ストリップ線路は結合孔で接続されたことを特徴とする導波管アンテナ。
【請求項２】
低周波用導波管アンテナと、
該低周波用導波管アンテナの上に搭置され、低周波用導波管アンテナに給電するための低周波給電用ストリップ線路を内蔵した誘電体と、
該誘電体の上に搭置された電磁波隔離用の導電板と、
該導電板の上に搭置され、高周波用導波管アンテナに給電するための高周波給電用ストリップ線路を内蔵した誘電体と、
該誘電体の上に搭置された高周波用導波管アンテナとで構成され、
前記低周波用導波管アンテナと前記低周波給電用ストリップ線路、および前記高周波用導波管アンテナと前記高周波給電用ストリップ線路は、それぞれ結合孔を介して接続されることを特徴とする導波管アンテナ。
【請求項３】
低周波用導波管アンテナと、
該低周波用導波管アンテナの上に搭置され、低周波用導波管アンテナおよび高周波用導波管アンテナに給電するための給電用ストリップ線路を内蔵した誘電体と、
該誘電体の上に搭置された前記高周波用導波管アンテナとで構成され、
前記低周波用導波管アンテナと前記給電用ストリップ線路、および前記高周波用導波管アンテナと前記給電用ストリップ線路は、それぞれ結合孔を介して接続され、
かつ前記各結合孔と前記給電用ストリップ線路の終端との距離は、当該電磁波の四分の一波長の奇数倍に設定したことを特徴とする導波管アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導波管アンテナ、特にストリップ線路を併用した導波管アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の導波管アンテナに関する従来技術の例が、特許公報第2581293号に「中央給電スロットアレイ空中線」として記載されている。このスロットアレイ空中線は、方形導波管の給電部付近の高周波放射用スロットをマイクロストリップ空中線に代えることにより、伝送モードが不安定なこの部分のスロットを設計する必要を無くし、これにより空中線の設計の容易化を図ったものである。給電回路はトリプレート構造とされ、その表面にはマイクロストリップ回路が形成され、マイクロストリップ空中線に分配して給電される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロケット等に搭載されにより導波管アンテナにあっては、ロケットの大型化に伴い、通信回線確保のためにアンテナ数の増加が必要であるが、機体構造の複雑化により、アンテナ取付け可能位置は減少しているため、アンテナの実装スペースが不足している。
【０００４】
上述の従来技術は、空中線の設計を容易化する目的でマイクロストリップ線路を導入しているが、これによってアンテナの実装スペース不足が解消されるわけではない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、小型・軽量化を図った導波管アンテナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の導波管アンテナは、周波数の異なる２つの導波管アンテナと、各導波管アンテナに給電するためのストリップ線路を内蔵した誘電体とを、誘電体が２つの導波管アンテナの間に位置するようにスタックし、各導波管アンテナとストリップ線路は結合孔で接続されたことを特徴とするものである。
【０００７】
より具体的には、第１の本発明の導波管アンテナは、低周波用導波管アンテナ（図１の１）と、低周波用導波管アンテナの上に搭置され、低周波用導波管アンテナに給電するための低周波給電用ストリップ線路（図１の６）を内蔵した誘電体（図１の３）と、この誘電体の上に搭置された電磁波隔離用の導電板（図１の５）と、導電板の上に搭置され、高周波用導波管アンテナ（図１の２）に給電するための高周波給電用ストリップ線路（図１の７）を内蔵した誘電体（図１の４）と、この誘電体の上に搭置された高周波用導波管アンテナとで構成され、低周波用導波管アンテナと低周波給電用ストリップ線路、および高周波用導波管アンテナと高周波給電用ストリップ線路は、それぞれ結合孔（図２の８，図３の９）を介して接続されることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の本発明の導波管アンテナは、低周波用導波管アンテナ（図４の１）と、低周波用導波管アンテナの上に搭置され、低周波用導波管アンテナおよび高周波用導波管アンテナ（図４の２）に給電するための給電用ストリップ線路（図４の１１）を内蔵した誘電体（図４の１０）と、誘電体の上に搭置された高周波用導波管アンテナとで構成され、低周波用導波管アンテナと給電用ストリップ線路、および高周波用導波管アンテナと給電用ストリップ線路は、それぞれ結合孔を介して接続され、かつ各結合孔と給電用ストリップ線路の終端との距離は、当該電磁波の四分の一波長の奇数倍に設定したことを特徴とする。
【０００９】
本発明は、このように、周波数の異なる２つの導波管アンテナをスタックし、その間に介在させた誘電体の中にストリップ線路を配して、各導波管アンテナに給電するという構成を採用したため、小型・軽量の導波管アンテナを実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施例としての導波管アンテナの外観図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面図である。図１を参照すると、この導波管アンテナは、低周波用導波管アンテナ１の上に高周波用導波管アンテナ２をスタックし、その間に導電板５で仕切られ２つの誘電体３および４を挟んだ構造になっている。誘電体３中には低周波給電用ストリップ線路６、誘電体４中には高周波給電用ストリップ線路７をそれぞれ内蔵している。導電板５は低周波用導波管アンテナ１と高周波用導波管アンテナ２を電磁波的に隔離する役割を担う。
【００１２】
図２は、低周波用導波管アンテナ１と低周波給電用ストリップ線路６の接続状態を示す。この図は、図１（Ｂ）における誘電体３を低周波給電用ストリップ線路６の上面で紙面と垂直にスライスして上から下を見たときの断面図である。図２を参照すると、低周波給電用ストリップ線路６から低周波用導波管アンテナ１への給電のために楕円状の結合孔８が設けられていることが分かる。したがって、低周波給電用ストリップ線路６上の低周波電磁波は、結合孔８を介して低周波用導波管アンテナ１を励振する。
【００１３】
また、図３は、高周波用導波管アンテナ２と高周波給電用ストリップ線路７の接続状態を示す。この図は、図１（Ｂ）における誘電体４を高周波給電用ストリップ線路７の下面で紙面と垂直にスライスして下から上を見たときの断面図である。図３を参照すると、高周波給電用ストリップ線路７から高周波用導波管アンテナ２への給電のために楕円状の結合孔９が設けられていることが分かる。したがって、孔周波給電用ストリップ線路７上の高周波電磁波は、結合孔９を介して高周波用導波管アンテナ２を励振する。
【００１４】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００１５】
給電源（図示省略）からの電磁波は、低周波給電用ストリップ線路６上を伝播し、結合孔８から低周波用導波管アンテナ１内へ導かれ、低周波用導波管アンテナ１から空中へ放射される。また、高周波給電用ストリップ線路７上を伝播する電磁波も同様に、結合孔９から高周波用導波管アンテナ２上へ給電され、高周波用導波管アンテナ２から空中へ放射される。
【００１６】
図５は、低周波給電用ストリップ線路６の終端から見た低周波給電用ストリップ線路６上における低周波電磁波（実線）の定在波の分布例と、高周波給電用ストリップ線路７の終端から見た低周波給電用ストリップ線路６上における高周波電磁波（点線）の定在波の分布例とを重畳して示す。いま、低周波電磁波の波長をλ1、導波管内波長をλg1とし、高周波電磁波の波長をλ2、導波管内波長をλg2とする。
【００１７】
このとき、低周波給電用ストリップ線路３終端と結合孔８との距離L1は、結合孔８において低周波電磁波の定在波が最大となるように、L1=m×λ1/4  と設定する。また、高周波給電用ストリップ線路４終端と結合孔９との距離L2は、結合孔９において高周波電磁波の定在波が最大となるように、L2=n×λ2/44  と設定する。ここで、mおよびnは奇数である。
【００１８】
更に、結合孔８と低周波用導波管アンテナ１の導波管ショート面との距離Lg1は、Lg1=m×λg1/4  となるように設定する。また、結合孔９と高周波用導波管アンテナ２の導波管ショート面との距離Lg2は、Lg2=n×λg2/4  となるように設定する。
【００１９】
なお、図５の例においてはL1とλ2、L2とλ1が等しくなっているが、必ずしも等しくなっている必要はない。
【００２０】
次に、本発明の他の実施例について説明する。
【００２１】
図４は本発明の第２実施例としての導波管アンテナの外観図であり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は側面図である。図４を参照すると、この導波管アンテナは、低周波用導波管アンテナ１の上に高周波用導波管アンテナ２をスタックし、その間に１つの誘電体１０を挟んだ構造になっている。
【００２２】
誘電体１０中に給電用ストリップ線路１１を内蔵し、低周波給電用と高周波給電用として共用する。この場合には、低周波用導波管アンテナ１と高周波用導波管アンテナ２相互のアイソレーションのため、L1=o×λ2/2、  L2=p×λ1/2  となるようにL1、L2を設定する必要がある。従って、これらの式と前述のL1およびL2の式とから、λ1/λ2=2o/m=p/2n  となる必要がある。なお、oおよびpは整数である。
【００２３】
しかし、実際には一方の定在波が最小で、もう一方の定在波がほぼ最大となる位置を選択することが多い。
【００２４】
更に、上記２つの実施例の導波管アンテナにおいて、高周波用導波管アンテナ２の遮断周波数が、低周波電磁波の周波数f1より高くなるような内径の場合には、L2に関してL2=p×λ1/2の条件を考慮する必要がなくなり、導波管アンテナをより一層小型化することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明では、周波数の異なる２つの導波管アンテナをスタックし、その間に介在させた誘電体の中にストリップ線路を配して、各導波管アンテナに給電するという構成を採用したため、小型・軽量の導波管アンテナを実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としての導波管アンテナの外観図
【図２】本発明における低周波用導波管アンテナ１と低周波給電用ストリップ線路６の接続状態を示す図
【図３】本発明における高周波用導波管アンテナ２と低周波給電用ストリップ線路７の接続状態を示す図
【図４】本発明の第２実施例としての導波管アンテナの外観図
【図５】本発明の導波管アンテナの給電用ストリップ線路上における定在波の分布例を示す図
【符号の説明】
１                低周波用導波管アンテナ
２                高周波用導波管アンテナ
５                導体板
６                低周波給電用ストリップ線路
７                高周波給電用ストリップ線路
８，９            結合孔
３，４，１０      誘電体
１１              給電用ストリップ線路
【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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