JP5788639B2 - Antenna device and radar device - Google Patents
Antenna device and radar device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5788639B2 JP5788639B2 JP2010060184A JP2010060184A JP5788639B2 JP 5788639 B2 JP5788639 B2 JP 5788639B2 JP 2010060184 A JP2010060184 A JP 2010060184A JP 2010060184 A JP2010060184 A JP 2010060184A JP 5788639 B2 JP5788639 B2 JP 5788639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- antenna device
- slot
- fixed base
- feeding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
この発明は、電磁波を放射するアンテナ装置の構造に関する。 The present invention relates to a structure of an antenna device that radiates electromagnetic waves.
従来、船舶用のアンテナ装置の構造としては、導波管スロットアンテナが知られている(特許文献1を参照)。特許文献1に記載されているように、導波管スロットアンテナは、スロット導波管の下方に給電用導波管が配置される。 Conventionally, a waveguide slot antenna is known as a structure of a marine antenna device (see Patent Document 1). As described in Patent Document 1, the waveguide slot antenna has a feeding waveguide disposed below the slot waveguide.
しかし、アンテナ装置は、回転時の風圧を抑えるために、全体の高さ(レドームを含む全高)を抑えることが望まれている。 However, the antenna device is desired to suppress the entire height (the total height including the radome) in order to suppress the wind pressure during rotation.
アンテナ全体の高さを抑えるためには、例えば、図1に示すように、電磁波放射源のスロット導波管51の後方に給電用の導波管52を配置することが考えられる。
In order to suppress the height of the entire antenna, for example, as shown in FIG. 1, it is conceivable to arrange a
しかし、給電用導波管をスロット導波管の後方に配置すると、アンテナの回転中心軸が後方側に位置することになり、アンテナ全体の重心位置と大きく離れ、機械的負荷が高くなる。 However, if the feeding waveguide is arranged behind the slot waveguide, the rotation center axis of the antenna is located on the rear side, and is far away from the center of gravity of the entire antenna, resulting in an increase in mechanical load.
そこで、この発明は、従来のアンテナ装置よりも小型化しながら、機械的負荷を低減したアンテナ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an antenna device that has a reduced mechanical load while being smaller than a conventional antenna device.
本発明のアンテナ装置は、電磁波を放射するスロット導波管と、前記電磁波の放射方向に垂直な管軸の導波部を両端部に有し、一方の端部側において前記スロット導波管に接続され前記電磁波を導波する給電用導波管と、を備え、前記給電用導波管の他方の端部側を、管軸回りに前記給電用導波管を回転させる回転機構を介して固定台に接続している。給電用導波管は、前記一方の端部側における該給電用導波管の前記スロット導波管に接続される部分の第1管軸が、前記他方の端部側における前記回転機構を介して固定台に接続される部分の第2管軸を挟み、前記放射方向と反対側に位置する。また、給電用導波管は、前記放射方向と反対側に位置する前記スロット導波管の背面側で、このスロット導波管に接続されているとともに、前記第2管軸は、前記回転機構の回転中心と一致している。
回転機構は、例えば、固定台に対して、給電用導波管を第2管軸回りに回転可能に支持するロータリジョイントで構成される。
The antenna device of the present invention has a slot waveguide that radiates electromagnetic waves and a waveguide portion having a tube axis perpendicular to the radiation direction of the electromagnetic waves at both ends, and the slot waveguide on one end side. A feeding waveguide connected to guide the electromagnetic wave, and the other end side of the feeding waveguide via a rotation mechanism that rotates the feeding waveguide around a tube axis. Connected to the fixed base. In the power feeding waveguide, the first tube axis of the portion connected to the slot waveguide of the power feeding waveguide on the one end side is arranged via the rotating mechanism on the other end side. The second tube axis of the portion connected to the fixed base is sandwiched and located on the opposite side to the radial direction. The feeding waveguide is connected to the slot waveguide on the back side of the slot waveguide located on the side opposite to the radiation direction, and the second tube axis is connected to the rotation mechanism. Coincides with the center of rotation.
The rotation mechanism is constituted by, for example, a rotary joint that supports the power supply waveguide so as to be rotatable around the second tube axis with respect to the fixed base.
このように、本発明のアンテナ装置は、スロット導波管と接続される部分における給電用導波管の第1管軸が、反対側(後方)に位置する。給電用導波管は、第2管軸回りに給電用導波管を回転させる回転機構を介して固定台に接続している。給電用導波管の固定台との接続箇所(回転機構を介した接続箇所)が正面方向にオフセットされているため、アンテナ装置の回転中心位置がアンテナ装置全体の重心位置に近づくことになる。そのため、給電用導波管を後方に配置してアンテナ装置の高さを抑えながらも、給電用導波管と固定台との接続に用いる回転機構(ロータリジョイント等)の各種部品に懸かる機械的負荷を抑えることができる。 Thus, in the antenna device of the present invention, the first tube axis of the feeding waveguide in the portion connected to the slot waveguide is located on the opposite side (rear side). The feeding waveguide is connected to the fixed base via a rotation mechanism that rotates the feeding waveguide around the second tube axis. Since the connection location (connection location via the rotation mechanism) of the waveguide for power feeding is offset in the front direction, the rotation center position of the antenna device approaches the gravity center position of the entire antenna device. Therefore, mechanically hangs on various parts of the rotation mechanism (rotary joint, etc.) used to connect the power supply waveguide and the fixing base, while arranging the power supply waveguide at the rear to suppress the height of the antenna device. The load can be suppressed.
また、給電用導波管は、前記固定台に接続される部分と前記スロット導波管に接続される部分の間に屈曲部を有する。屈曲部の構造は、種々の態様が考えられるが、電磁波放射方向に平行する方向に向かって垂直に曲げられた複数のコーナー部をクランク状に接続した構造であることがより好ましい。 The feeding waveguide has a bent portion between a portion connected to the fixed base and a portion connected to the slot waveguide . Although various forms can be considered for the structure of the bent portion, a structure in which a plurality of corner portions bent perpendicularly in a direction parallel to the electromagnetic wave radiation direction are connected in a crank shape is more preferable.
この場合、屈曲部の長さ(管軸方向における長さ)は、斜め方向に曲げるよりも短くなるため、アンテナ装置と固定台との距離が短くなり、機械強度的にもより好ましく、外観上も好ましい。また、形状も簡易であるため、加工も容易である。 In this case, the length of the bent portion (length in the tube axis direction) is shorter than that of bending in the oblique direction, so the distance between the antenna device and the fixing base is shortened, which is more preferable in terms of mechanical strength. Is also preferable. Further, since the shape is simple, processing is also easy.
なお、一般的に、導波管を平面状に90度曲げた場合、整合が取れないことが知られているが、オフセットする長さをλg/4(λg:管内波長)以下とすることで、2つの直角コーナーにおける互いのリアクタンス成分を打ち消すことにより、実用的なレベルまで低反射とすることが可能となる。例えば、周波数が9.41GHzであれば、波長は約11mmであるため、オフセット量を10mm程度とすれば、大きな反射は生じない(−30dB以下となる)。 In general, it is known that the waveguide cannot be matched when the waveguide is bent 90 degrees in a plane, but the offset length is set to λg / 4 (λg: wavelength in the tube) or less. By canceling the reactance components at the two right-angled corners, it is possible to reduce the reflection to a practical level. For example, if the frequency is 9.41 GHz, the wavelength is about 11 mm. Therefore, if the offset amount is about 10 mm, large reflection does not occur (below −30 dB).
なお、給電用導波管は、電界面(E面)側がオフセットされる態様であっても、磁界面(H面)側がオフセットされる態様であってもよい。 The power feeding waveguide may be in a mode in which the electric field plane (E plane) side is offset or in a mode in which the magnetic field plane (H plane) side is offset.
この発明によれば、従来よりも小型化し、機械的負荷を低減したアンテナ装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an antenna device that is smaller than the conventional one and has a reduced mechanical load.
<第1実施形態>
図2は、本発明の第1の実施形態に係るアンテナ装置1の構造を示す図である。同図(A)は横断面図であり、同図(B)は、アンテナ装置1における給電用導波管を模式的に示した斜視図である。同図(A)の横断面図においては、電磁波放射方向である紙面右方向をX方向(正面方向)とし、アンテナ装置の上面方向である紙面上方向をY方向、電磁波放射方向に対して右側方向となる紙面手前方向をZ方向とする。なお、本実施形態においては、アンテナ装置の一例として導波管スロットアンテナについて説明するが、パッチアンテナ等の他の態様であってもよい。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B is a perspective view schematically showing a power feeding waveguide in the antenna device 1. In the cross-sectional view of FIG. 6A, the right direction on the paper surface, which is the electromagnetic wave radiation direction, is the X direction (front direction), the upper surface direction of the antenna device is the Y direction, and the right side with respect to the electromagnetic wave radiation direction. The front direction of the paper as the direction is the Z direction. In this embodiment, a waveguide slot antenna will be described as an example of an antenna device, but other modes such as a patch antenna may be used.
アンテナ装置1は、電磁波放射源となるスロット導波管11、給電用導波管12、およびレドーム13を備えている。スロット導波管11の全体と、給電用導波管12の一部は、レドーム13に覆われている。
The antenna device 1 includes a
スロット導波管11は、Z方向および−Z方向に向かって長軸が配置された方形導波管であり、狭面の一方に複数のスロットが設けられている。他方の狭面は、長軸方向の中心位置(または端部)において給電用導波管12に接続されている。
The
スロット導波管11は、これら複数のスロットから電磁波を放射し、物標で反射したエコー信号を受信する。スロット導波管11の前方には、図示は省略しているが、垂直方向の指向性を形成するためのホーン、または誘電体が配置される。そのため、アンテナ装置1の全体としての重心位置は、正面方向側に寄っていることになる。
The slot waveguide 11 radiates electromagnetic waves from the plurality of slots and receives an echo signal reflected by the target. Although not shown, a horn or a dielectric for forming vertical directivity is arranged in front of the
給電用導波管12は、スロット導波管11の背面方向(−X方向)に配置され、スロット導波管11に給電を行う。給電用導波管12は、下面方向(−Y方向)に向かって長軸が配置された方形導波管である。スロット導波管11の端部から給電を行う場合には、スロット導波管11の背面位置から、さらにZ方向および−Z方向に向かって方形導波管が延びるものとする。給電用導波管12は、壁の肉厚が位置によって異なり、例えばレドーム13との接続箇所は肉厚が厚くなっており、レドーム13を上下方向から挟みこむようになっている。なお、図示は省略しているが、給電用導波管12は、レドーム13との接続箇所で上面側の部品と下面側の部品に分かれ、レドーム13を挟んでネジ止めされ、固定されている。
The
なお、同図(A)において、給電用導波管12は、狭面を正面方向(X方向)および背面方向(−X方向)に配置しているが、広面をX方向および−X方向に配置してもよい。
In FIG. 6A, the feeding
このように、アンテナ装置1は、給電用導波管12をスロット導波管11の後方に配置することで、スロット導波管11の下方に配置する場合に比べ、全体の高さ(Y方向の長さ)を抑えることができる構造となっている。
As described above, the antenna device 1 has the entire height (Y direction) compared to the case where the feeding
給電用導波管12の下端は、ロータリジョイント(図示は省略している。)を介して固定台14に接続される。固定台14は、船舶等の筐体に取り付けられ、当該筐体に固定されている。これにより、給電用導波管12は、アンテナ装置1全体を回転可能に固定台14に支持する。
The lower end of the
給電用導波管12は、上記ロータリジョイントを介して、図示しないサーキュレータやマグネトロン、受信回路(信号処理回路)等に接続されており、このマグネトロン等から供給された電磁波をスロット導波管11に伝送し、スロット導波管11で受信したエコー信号を信号処理回路に伝送する機能を有する。給電用導波管12は、スロット導波管11の接続箇所から下面側に向かって延びる途中で正面方向側に斜めに曲げられて斜め正面下面方向側に延び、その後さらに背面側に曲げられ、最終的に下面方向に向かって延び、固定台14に接続されるようになっている。つまり、給電用導波管12は、当該導波管のアンテナ(スロット導波管11)に接続される部分の管軸が、固定台14に接続される部分の管軸を挟んで放射方向と反対側に位置することになり、管軸方向が長軸の途中でX方向側にずらされ(オフセットされ)、固定台14との接続位置が、スロット導波管11との接続位置よりも正面側にオフセットされている。このオフセットされた長さをX1とし、給電用導波管12の曲げられた部分である屈曲部121のY方向の長さをY1とする。なお、屈曲部121は、内面が平面状に折れ曲がる態様を示しているが、曲面状に滑らかに曲げられる態様であってもよい。
The feeding
給電用導波管12は、固定台14との接続箇所が正面方向にX1だけオフセットされているため、アンテナ装置1の回転中心位置は、アンテナ装置全体の重心位置に近づくことになる。そのため、本実施形態に示すアンテナ装置1の構造であれば、給電用導波管12を後方に配置してアンテナ装置の高さを抑えながらも、ロータリジョイント等の各種部品に懸かる機械的負荷を抑えることができる。
Since the feeding
さらに、図3に示すように、本実施形態のアンテナ装置では、従来のアンテナ装置よりも固定台との接続箇所が正面方向にオフセットされていることから、レドーム13内の後方の空間に給電用導波管を配置することができ、アンテナの全長をオフセット量X1の長さだけ短くすることができる。例えば、従来のアンテナ装置における全長Lが180mm程度とすると、第1の実施形態におけるアンテナ装置の全長L1は、オフセット量X1を10mm程度とすれば170mm程度となり、大幅な小型化を実現することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 3, in the antenna device of the present embodiment, the connection location with the fixed base is offset in the front direction as compared with the conventional antenna device, so that power is supplied to the space behind the
屈曲部121は、実用的なレベルまで低反射となるように緩やかな角度で曲げられている。屈曲部長さY1は、伝送する電磁波の周波数によって決まる。例えば、伝送する電磁波の周波数が9.41GHzであり、オフセット量X1を10mm程度とする場合、屈曲部長さY1を26mm程度とすれば大きな反射は生じない。
The
図4は、屈曲部121の周波数特性図(反射特性)を示す図である。同図に示すグラフの横軸は周波数、縦軸は反射レベル(dB)である。同図に示すように、9.41GHzにおける反射レベルは−40dB未満となっており、−30dBにおける帯域幅も十分に取れている。したがって、上記のオフセット量X1および屈曲部長さY1であれば、十分に整合が取れていることがわかる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a frequency characteristic diagram (reflection characteristic) of the
<第2実施形態>
次に、図5は、本発明の第2の実施形態に係るアンテナ装置2の構造を示す図である。同図(A)は横断面図であり、同図(B)は、アンテナ装置2における給電用導波管を模式的に示した斜視図である。同図(A)においては、電磁波放射方向である紙面右方向をX方向(正面方向)とし、アンテナ装置の上面方向である紙面上方向をY方向、電磁波放射方向に対して右側方向となる紙面手前方向をZ方向とする。なお、第1の実施形態と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, FIG. 5 is a diagram showing the structure of the antenna device 2 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view, and FIG. 2B is a perspective view schematically showing a power feeding waveguide in the antenna device 2. In FIG. 2A, the right direction on the paper, which is the electromagnetic wave radiation direction, is the X direction (front direction), the upper direction on the paper, which is the upper surface direction of the antenna device, is the Y direction, and the right side of the electromagnetic wave radiation direction. Let the near direction be the Z direction. In addition, about the structure which is common in 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
アンテナ装置2は、電磁波放射源となるスロット導波管11、給電用導波管22、およびレドーム13を備えている。スロット導波管11と、給電用導波管22の一部は、レドーム13に覆われている。
The antenna device 2 includes a
給電用導波管22は、スロット導波管11の背面方向(−X方向)に配置され、スロット導波管11に給電を行う。給電用導波管22は、下面方向(−Y方向)に向かって長軸が配置された方形導波管である。スロット導波管11の端部から給電を行う場合には、スロット導波管11の背面位置から、さらにZ方向および−Z方向に向かって方形導波管が延びるものとする。給電用導波管22は、壁の肉厚が位置によって異なり、例えばレドーム13との接続箇所は肉厚が厚くなっており、レドーム13を挟みこむようになっている。なお、図示は省略しているが、給電用導波管22についても、レドーム13との接続箇所で上面側の部品と下面側の部品に分かれ、レドーム13を挟んでネジ止めされ、固定されている。
The
なお、給電用導波管22についても、狭面を正面方向(X方向)および背面方向(−X方向)に配置しているが、広面をX方向および−X方向に配置してもよい。このように、アンテナ装置2についても、給電用導波管22をスロット導波管11の後方に配置することで、全体の高さ(Y方向の長さ)を抑えることができる構造となっている。
As for the
給電用導波管22の下端は、ロータリジョイント(図示は省略している。)を介して固定台14に接続される。これにより、給電用導波管22は、アンテナ装置2全体を回転可能に固定台14に支持する。
The lower end of the
給電用導波管22は、上記ロータリジョイントを介して、図示しないサーキュレータやマグネトロン、信号処理回路等に接続されており、このマグネトロン等から供給された電磁波をスロット導波管11に伝送し、スロット導波管11で受信したエコー信号を信号処理回路に伝送する機能を有する。給電用導波管22についても、管軸方向が長軸の途中でX方向側にオフセットされ、固定台14との接続位置が、スロット導波管11との接続位置よりも正面側にオフセットされている。
The feeding
具体的には、給電用導波管22は、スロット導波管11の接続箇所から下面側に向かって延びる途中で多段階に微少な長さで90度曲げられる。すなわち、下面側に向かって延びる途中で、まずは正面方向に向かって90度曲げられたコーナー部(第1のコーナー部)を形成し、微少な長さだけ当該正面方向に延ばされた後、下面方向に向かって90度曲げられたコーナー部(第2のコーナー部)を形成し、その後さらに微少な長さだけ下面方向に延ばされた後、正面方向に向かって90度曲げられたコーナー部(第1のコーナー部)を有し、同じく微少な長さだけ延ばされた後、下面方向に90度曲げられたコーナー部(第2のコーナー部)を形成し、最終的に下面方向に向かって延び、固定台14に接続されるようになっている。
Specifically, the
このオフセットされた長さは、第1実施形態の給電用導波管12と同様にX1であるが、給電用導波管22の曲げられた部分である屈曲部221のY方向の長さはY2となる。屈曲部長さY2は、伝送する電磁波の周波数によって決まる。例えば、伝送する電磁波の周波数が9.41GHzであり、オフセット量X1を10mm程度とする場合、屈曲部長さY2を22.5mm程度とすれば大きな反射は生じない(屈曲部121よりも短くなる)。なお、屈曲部221においても、内面が平面状に折れ曲がる態様を示しているが、曲面状に滑らかに曲げられる態様であってもよい。
The offset length is X1 as in the
第2実施形態の屈曲部221は、多段階に微少な長さで導波管を曲げることで、角部分をテーパ状に切り取った様な構造(第1の実施形態の様な構造)を近似するものである。したがって、この場合も実用的なレベルまで低反射となる構造となっている。
The
図6は、屈曲部221の周波数特性図(反射特性)を示す図である。同図に示すグラフの横軸は周波数、縦軸は反射レベル(dB)である。同図に示すように、9.41GHzにおける反射レベルは−40dB未満となっており、−30dBにおける帯域幅も十分に取れている。したがって、上記のオフセット量X1および屈曲部長さY2であれば、屈曲部221の構造であっても十分に整合が取れていることがわかる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a frequency characteristic diagram (reflection characteristic) of the
なお、第2実施形態のアンテナ装置2においても、図3に示した例と同様に、レドーム内の後方空間に給電用導波管22を配置することができるため、従来のアンテナ装置に比べ、全長をオフセット量の分だけ短くすることができる。
In the antenna device 2 of the second embodiment, as in the example shown in FIG. 3, the feeding
<第3実施形態>
次に、図7は、本発明の第3の実施形態に係るアンテナ装置3の構造を示す図である。同図(A)は横断面図であり、同図(B)は、アンテナ装置3における給電用導波管を模式的に示した斜視図である。同図(A)においては、電磁波放射方向である紙面右方向をX方向(正面方向)とし、アンテナ装置の上面方向である紙面上方向をY方向、電磁波放射方向に対して右側方向となる紙面手前方向をZ方向とする。なお、第1および第2の実施形態と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, FIG. 7 is a diagram showing the structure of the antenna device 3 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view, and FIG. 2B is a perspective view schematically showing a feeding waveguide in the antenna device 3. In FIG. 2A, the right direction on the paper, which is the electromagnetic wave radiation direction, is the X direction (front direction), the upper direction on the paper, which is the upper surface direction of the antenna device, is the Y direction, and the right side of the electromagnetic wave radiation direction. Let the near direction be the Z direction. In addition, about the structure which is common in 1st and 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
アンテナ装置3は、電磁波放射源となるスロット導波管11、給電用導波管32、およびレドーム13を備えている。スロット導波管11と、給電用導波管32の一部は、レドーム13に覆われている。
The antenna device 3 includes a
給電用導波管32は、スロット導波管11の背面方向(−X方向)に配置され、スロット導波管11に給電を行う。給電用導波管32は、下面方向(−Y方向)に向かって長軸が配置された方形導波管である。スロット導波管11の端部から給電を行う場合には、スロット導波管11の背面位置から、さらにZ方向および−Z方向に向かって方形導波管が延びるものとする。給電用導波管32は、壁の肉厚が位置によって異なり、例えばレドーム13との接続箇所は肉厚が厚くなっており、レドーム13を挟みこむようになっている。なお、図示は省略しているが、給電用導波管32についても、レドーム13との接続箇所で上面側の部品と下面側の部品に分かれ、レドーム13を挟んでネジ止めされ、固定されている。
The
なお、給電用導波管32についても、狭面を正面方向(X方向)および背面方向(−X方向)に配置しているが、広面をX方向および−X方向に配置してもよい。このように、アンテナ装置3についても、給電用導波管32をスロット導波管11の後方に配置することで、全体の高さ(Y方向の長さ)を抑えることができる構造となっている。
As for the
給電用導波管32の下端は、ロータリジョイント(図示は省略している。)を介して固定台14に接続される。これにより、給電用導波管32は、アンテナ装置2全体を回転可能に固定台14に支持する。
The lower end of the
給電用導波管32は、上記ロータリジョイントを介して、図示しないサーキュレータやマグネトロン、信号処理回路等に接続されており、このマグネトロン等から供給された電磁波をスロット導波管11に伝送し、スロット導波管11で受信したエコー信号を信号処理回路に伝送する機能を有する。給電用導波管32についても、管軸方向が長軸の途中でX方向側にオフセットされ、固定台14との接続位置が、スロット導波管11との接続位置よりも正面側にオフセットされている。
The feeding
具体的には、給電用導波管32は、スロット導波管11の接続箇所から下面側に向かって延びる途中で正面方向側に90度曲げられた後、オフセット量X1だけ正面方向に延ばされ、さらに下面方向に90度曲げられ、最終的に下面方向に向かって延び、固定台14に接続されるようになっている。すなわち、2つの直角コーナーをクランク状につなげた構造となっている。
Specifically, the
このオフセットされた長さは、第2の実施形態の給電用導波管22と同様にX1であるが、給電用導波管32の曲げられた部分である屈曲部321のY方向の長さはY3となる。屈曲部長さY3は、伝送する電磁波の周波数によって決まる。例えば、伝送する電磁波の周波数が9.41GHzであり、オフセット量X1を10mm程度とする場合、屈曲部長さY2を17.8mm程度とすれば大きな反射は生じない(屈曲部221よりもさらに短くなる)。オフセット量X1と屈曲部長さY3の関係については後に詳しく述べる。
The offset length is X1 as in the
一般的に、導波管を平面状に90度曲げた場合、整合が取れないことが知られているが、第3の実施形態の屈曲部321は、オフセット量X1の長さをλg/4(λg:管内波長)以下とすることで、2つの直角コーナーにおける互いのリアクタンス成分を打ち消すことにより、実用的なレベルまで低反射となるような構造となっている。例えば、周波数が9.41GHzであれば、波長は約11mmであるため、オフセット量X1を10mm程度とすればλg/4未満となり、大きな反射は生じない。
In general, it is known that when the waveguide is bent 90 degrees in a planar shape, the alignment cannot be achieved. However, the
図8は、屈曲部321の周波数特性図(反射特性)を示す図である。同図に示すグラフの横軸は周波数、縦軸は反射レベル(dB)である。同図に示すように、屈曲部321においても、9.41GHzにおける反射レベルは−40dB未満となっており、−30dBにおける帯域幅も十分に取れている。したがって、上記のオフセット量X1であれば、屈曲部321の構造であっても十分に整合が取れていることがわかる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a frequency characteristic diagram (reflection characteristic) of the
なお、第3実施形態のアンテナ装置3においても、図3に示した例と同様に、レドーム内の後方空間に給電用導波管32を配置することができるため、従来のアンテナ装置に比べ、全長をオフセット量の分だけ短くすることができる。
In the antenna device 3 of the third embodiment, as in the example shown in FIG. 3, the feeding
次に、第3の実施形態における屈曲部321について、オフセット量X1と屈曲部長さY3の関係について説明する。図9(A)は、オフセット量X1を変化させたときに、実用的なレベルまで低反射となる場合の屈曲部長さY3の値を示す図である。同図(A)に示すグラフのように、屈曲部長さY3は、オフセット量X1に比例する値を示す。すなわち、屈曲部長さY3は、単純な比例式であるY3=a*X1+bで表される。
Next, regarding the
また、図9(A)に示すように、オフセット量X1と屈曲部長さY3の関係は、周波数によって異なる。すなわち、図9(B)に示すように、上記Y3=a*X1+bで示される係数aおよび係数bは、周波数によって異なる。同図(B)に示すように、係数aおよび係数bも周波数に比例する。 Further, as shown in FIG. 9A, the relationship between the offset amount X1 and the bent portion length Y3 varies depending on the frequency. That is, as shown in FIG. 9B, the coefficient a and the coefficient b indicated by Y3 = a * X1 + b differ depending on the frequency. As shown in FIG. 5B, the coefficient a and the coefficient b are also proportional to the frequency.
したがって、第3の実施形態の屈曲部321では、その構造を設計することが非常に容易である。また、第2実施形態の屈曲部221に比べ、形状が簡易であるため、加工も容易である。さらに、第3の実施形態の屈曲部321では、上述した様に、第1実施形態や第2実施形態に比べ、屈曲部長さが短くなるため、アンテナ装置と固定台との距離が短くなり、機械強度的にもより好ましく、外観上も好ましい。
Therefore, it is very easy to design the structure of the
なお、本発明のアンテナ装置は、上述の第1実施形態、第2実施形態、および第3実施形態に示した構造に限らず、回転中心位置を電磁波放射方向側にオフセットする構造であればどの様な構造であってもよい。例えば、第3の実施形態に示した屈曲部321において、内壁面を90度曲げるではなく、45度の傾斜をつけたテーパ状のコーナーとすることも可能である。
The antenna device of the present invention is not limited to the structure shown in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment described above, and any structure can be used as long as the rotation center position is offset to the electromagnetic wave radiation direction side. Various structures may be used. For example, in the
<応用例>
図10(A)は、応用例に係る給電用導波管42の構造を模式的に示した斜視図である。給電用導波管42は、管軸方向を広面側に長さX2だけオフセットした構造である。すなわち、給電用導波管42における屈曲部421は、第3の実施形態における屈曲部321と同様に、2つの直角コーナーをクランク状につなげた構造となっているが、曲げられる方向がH面側ではなくE面側になっているものである。オフセット量X2は、第3の実施形態に示した屈曲部321と同様に、λg/4(λg:管内波長)以下となっている。オフセット量X2をλg/4以下とすることで、やはり2つの直角コーナーにおける互いのリアクタンス成分を打ち消すことにより、実用的なレベルまで低反射となるような構造となっている。例えば、周波数が9.41GHzであれば、波長は約11mmであるため、オフセット量X1を10mm程度とすればλg/4未満となり、大きな反射は生じない。
<Application example>
FIG. 10A is a perspective view schematically showing the structure of the
この場合においても、同図(B)に示すように、9.41GHzにおける反射レベルは−40dB未満となっており、−30dBにおける帯域幅も十分に取れている。したがって、広面側にオフセットした場合であっても十分に整合が取れていることがわかる。 In this case as well, as shown in FIG. 5B, the reflection level at 9.41 GHz is less than −40 dB, and the bandwidth at −30 dB is sufficient. Therefore, it can be seen that even when offset to the wide surface side, sufficient alignment is achieved.
また、屈曲部421の屈曲部長さY4は、伝送する電磁波の周波数によって決まる。例えば、伝送する電磁波の周波数が9.41GHzであり、オフセット量X2を10mm程度とする場合、屈曲部長さY4を8.5mm程度とすれば大きな反射は生じない。
Further, the bent portion length Y4 of the
図11(A)は、オフセット量X2を変化させたときに、実用的なレベルまで低反射となる場合の屈曲部長さY4の値を示す図である。同図(A)に示すグラフのように、屈曲部長さY4も、オフセット量X2に比例する値を示す。すなわち、屈曲部長さY4は、第3の実施形態と同様に、単純な比例式であるY4=a*X2+bで表される。 FIG. 11A is a diagram illustrating the value of the bent portion length Y4 when the reflection is reduced to a practical level when the offset amount X2 is changed. As in the graph shown in FIG. 6A, the bent portion length Y4 also shows a value proportional to the offset amount X2. That is, the bent portion length Y4 is expressed by Y4 = a * X2 + b, which is a simple proportional expression, as in the third embodiment.
また、オフセット量X2と屈曲部長さY4の関係は、周波数によって異なる。すなわち、図11(B)に示すように、上記Y4=a*X2+bで示される係数aおよび係数bは、周波数によって異なる。同図(B)に示すように、係数aおよび係数bも周波数に比例する。 Further, the relationship between the offset amount X2 and the bent portion length Y4 varies depending on the frequency. That is, as shown in FIG. 11B, the coefficient a and the coefficient b indicated by Y4 = a * X2 + b differ depending on the frequency. As shown in FIG. 5B, the coefficient a and the coefficient b are also proportional to the frequency.
したがって、応用例に示すような広面側にオフセットした屈曲部421においても、その構造を設計することが非常に容易であり、形状が簡易であるため、加工も容易である。
Therefore, even in the
なお、第1の実施形態および第2の実施形態で示した構造においても、狭面側にオフセットする屈曲部の構造とする態様が可能である。 In addition, also in the structure shown in 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the aspect made into the structure of the bending part offset to a narrow surface side is possible.
1…アンテナ装置
11…スロット導波管
12…給電用導波管
13…レドーム
14…固定台
121…屈曲部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (9)
前記電磁波の放射方向に垂直な管軸の導波部を両端部に有し、一方の端部側において前記スロット導波管に接続され前記電磁波を導波する給電用導波管と、を備え、
前記給電用導波管の他方の端部側を、管軸回りに前記給電用導波管を回転させる回転機構を介して固定台に接続する、アンテナ装置であって、
前記給電用導波管は、前記一方の端部側における該給電用導波管の前記スロット導波管に接続される部分の第1管軸が、前記他方の端部側における前記回転機構を介して固定台に接続される部分の第2管軸を挟み、前記放射方向と反対側に位置するとともに、前記放射方向と反対側に位置する前記スロット導波管の背面側で、このスロット導波管に接続され、
前記第2管軸は、前記回転機構の回転中心と一致している、ことを特徴とするアンテナ装置。 A slot waveguide that radiates electromagnetic waves;
A waveguide having a tube axis perpendicular to the radiation direction of the electromagnetic wave at both ends, and a feeding waveguide connected to the slot waveguide on one end side to guide the electromagnetic wave. ,
An antenna device, wherein the other end side of the power supply waveguide is connected to a fixed base via a rotation mechanism that rotates the power supply waveguide around a tube axis,
In the feeding waveguide, the first tube axis of the portion connected to the slot waveguide of the feeding waveguide on the one end side is connected to the rotating mechanism on the other end side. The slot guide is located on the back side of the slot waveguide located on the opposite side to the radiation direction and sandwiching the second tube axis of the portion connected to the fixed base via Connected to the wave tube ,
The antenna apparatus according to claim 1, wherein the second tube axis coincides with a rotation center of the rotation mechanism .
前記回転機構は、前記固定台に対して、前記給電用導波管を前記第2管軸回りに回転可能に支持するロータリジョイントである、ことを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1,
The antenna device according to claim 1, wherein the rotation mechanism is a rotary joint that supports the power feeding waveguide so as to be rotatable around the second tube axis with respect to the fixed base.
前記給電用導波管は、前記固定台に接続される部分と前記スロット導波管に接続される部分の間に屈曲部を有していることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 or 2,
The antenna apparatus according to claim 1, wherein the power feeding waveguide has a bent portion between a portion connected to the fixed base and a portion connected to the slot waveguide.
前記給電用導波管は、前記固定台に接続される部分と前記スロット導波管に接続される部分の間に、
前記放射方向に平行する方向に向かって垂直に屈曲した第1のコーナー部と、
前記直交する方向に向かって垂直に屈曲した第2のコーナー部と、をそれぞれ交互に複数段階に接続した屈曲部を有することを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 or 2,
The feeding waveguide is between a portion connected to the fixed base and a portion connected to the slot waveguide,
A first corner bent vertically toward a direction parallel to the radial direction;
An antenna device comprising: a bent portion in which second corner portions bent vertically toward the orthogonal direction are alternately connected in a plurality of stages.
前記給電用導波管は、前記固定台に接続される部分と前記スロット導波管に接続される部分の間に、前記放射方向に平行する方向に向かって垂直に曲げられた複数のコーナー部をクランク状に接続した屈曲部を有することを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 or 2,
The feeding waveguide has a plurality of corner portions bent vertically to a direction parallel to the radial direction between a portion connected to the fixed base and a portion connected to the slot waveguide. An antenna device comprising a bent portion connected in a crank shape.
前記屈曲部の前記放射方向に平行する方向の長さが、管内波長の1/4以下であることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 5, wherein
The antenna device according to claim 1, wherein a length of the bent portion in a direction parallel to the radiation direction is ¼ or less of a guide wavelength.
前記給電用導波管は、磁界面が前記電磁波放射方向に向けられていることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to any one of claims 1 to 6,
The antenna apparatus according to claim 1, wherein a magnetic field surface of the power supply waveguide is oriented in the electromagnetic wave radiation direction.
前記給電用導波管は、電界面が前記電磁波放射方向に向けられていることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to any one of claims 1 to 6,
The antenna apparatus according to claim 1, wherein an electric field surface of the power supply waveguide is directed in the electromagnetic wave radiation direction.
前記アンテナ装置が放射した電磁波のエコー信号を受信する受信回路と、
を備えたレーダ装置。 An antenna device according to any one of claims 1 to 8,
A receiving circuit that receives an echo signal of an electromagnetic wave emitted by the antenna device;
A radar apparatus comprising:
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010060184A JP5788639B2 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Antenna device and radar device |
CN2011200795195U CN202172123U (en) | 2010-03-17 | 2011-03-16 | Antenna device and radar device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010060184A JP5788639B2 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Antenna device and radar device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011193421A JP2011193421A (en) | 2011-09-29 |
JP5788639B2 true JP5788639B2 (en) | 2015-10-07 |
Family
ID=44797846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010060184A Expired - Fee Related JP5788639B2 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Antenna device and radar device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5788639B2 (en) |
CN (1) | CN202172123U (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104793060A (en) * | 2015-04-23 | 2015-07-22 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | Radiation emission testing method used for rail transit equipment |
US9954282B2 (en) * | 2015-08-27 | 2018-04-24 | Nidec Elesys Corporation | Waveguide, slotted antenna and horn antenna |
US10522887B2 (en) * | 2017-10-20 | 2019-12-31 | Waymo Llc | Communication system for a vehicle comprising a dual channel rotary joint coupled to a plurality of interface waveguides for coupling electromagnetic signals between plural communication chips |
RU203461U1 (en) * | 2020-12-04 | 2021-04-06 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | ANGULAR BEND OF THE WAVEGUIDE TRACT |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5836474B2 (en) * | 1978-06-13 | 1983-08-09 | 松下電器産業株式会社 | High frequency heating device |
JPS59119602U (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-13 | 三菱電機株式会社 | waveguide corner |
JPS62143501A (en) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Fujitsu Ltd | Waveguide connection structure |
JPH09246801A (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-19 | Nec Corp | Waveguide bent |
JPH10322101A (en) * | 1997-05-19 | 1998-12-04 | New Japan Radio Co Ltd | Rotary joint |
JP4448475B2 (en) * | 2005-05-23 | 2010-04-07 | 上田日本無線株式会社 | Microstrip type radio wave lens and antenna |
JP4800705B2 (en) * | 2005-08-17 | 2011-10-26 | 日本無線株式会社 | Waveguide slot antenna |
-
2010
- 2010-03-17 JP JP2010060184A patent/JP5788639B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-03-16 CN CN2011200795195U patent/CN202172123U/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011193421A (en) | 2011-09-29 |
CN202172123U (en) | 2012-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5603636B2 (en) | Radome, antenna device, and radar device | |
JP5616103B2 (en) | Antenna device and radar device | |
US7167139B2 (en) | Hexagonal array structure of dielectric rod to shape flat-topped element pattern | |
KR102205367B1 (en) | Antenna array system for producing dual polarization signals utilizing a meandering waveguide | |
US8552920B2 (en) | Patch antenna synchronously generating linearly polarized wave and circularly polarized wave and generating method thereof | |
JP5680497B2 (en) | Traveling wave excitation antenna and planar antenna | |
JP5788639B2 (en) | Antenna device and radar device | |
JP2013141216A (en) | Circularly polarized wave antenna | |
JP2007194915A (en) | Antenna system, antenna reflector, and radio communication apparatus with built-in antenna | |
US20170250475A1 (en) | Slot antenna with radiator element | |
CN110867655B (en) | High front-to-back ratio directional antenna | |
JP2016116016A (en) | Broadband circular polarized antenna | |
CN209804892U (en) | Microstrip antenna loaded with parasitic patch | |
KR101635579B1 (en) | Apparatus for transmitting and receiving radar signal with dipole antenna | |
CN107611599B (en) | Circularly polarized antenna | |
CN109509993B (en) | Broadband circularly polarized waveguide array antenna | |
US12224506B2 (en) | Antenna for foldable electronic device and foldable electronic device | |
JP2009239463A (en) | Antenna apparatus and electronic device | |
JP6903954B2 (en) | Slot antenna | |
JP5965671B2 (en) | Curl antenna | |
JP7459216B1 (en) | Radio wave emitter and antenna device | |
WO2014049400A1 (en) | Omnidirectional circularly polarized waveguide antenna | |
US7142172B2 (en) | Antenna reflection structure | |
RU201664U1 (en) | NARROW DIRECTIONAL WAVEGUIDE ANTENNA | |
US12040539B2 (en) | Mitigation of ripple in element pattern of geodesic antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121113 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131003 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140422 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140602 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140819 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141117 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20141126 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20141219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150730 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5788639 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |