JPH01501911A - 円形導波管のスロットアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 円形導波管のスロットアンテナ 発明の背景 本発明は概してアンテナの分野、特にスロットを有する導波管アンテナに関する 。

スロットを有する方形導波管アンテナに関して非常に多くの研究が行われており 、多くの研究報告が記録されていＬａｂｏｒａｔｏｒｙ　５ｅｒｉｅｓ、２８７ 乃至３０１頁）が挙げられる。これらのアンテナは、スロットを付勢するために プローブを使用することが多い。よく知られているように、プローブは高い電力 レベルでアークに対する電位を有し、製造および組立てが困難であるという欠点 を有する。

また基本ＴＥＭモードで動作するスロットを有する同軸導波管アンテナおよびＴ Ｍ１１モードで動作する円形導波管に関する研究および記録も少なくない。Ｓ、 ５ｉｌｖｅｒによる文献（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｔｈｅｏｒｙ 　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　、　Ｍ　Ｉ　ＴＲａｄｌａｔｉｏｎ　Ｌａｂｏｒａｔ ｏｒｙ　５ｅｒｉｅｓ、３０５乃至３０９頁、３２５頁および３２８頁）および Ｊ　ｏｈｎｓｏｎおよびＪ　ａｓｉｋによる文献（Ａｎｔｅｎｎａ　Ｅｎｇｉｎ ｎｅｅｒｉｎｇ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　、　２ｅｄ、、　１５乃至２８頁）参照。

これらの設計は一定の直線偏波を有し、方位的なパターン制御を持たない。Ｃｏ ｒｎｂｌｅｅｔによる文献（“Ｔｈｅ　Ｈｅ１１ｃａｌ　５ｌｏｔ　Ａｎｔｅｎ ｎａ”　、アンテナおよび伝播性に関するＩＥＥ　第３回国際会議、Ｉ　ＣＡＰ 　１９８３　、第１部）参照。

従来の同軸ラインスロットアンテナは、典型的に同軸ラインのＴＥＭモードまた は関連したプローブによって結合されたスロットを有する円形導波管のＴＭＯ１ モードで動作した。

アンテナは一定の横方向直線偏波を有する。これらのタイプのアンテナにおいて 、スロットは縦方向のＴＥＭまたはＴＭＯ１モードの電流の流線に平行であり、 したがってそれらは導波管中に突出するプローブがなければ放射しない。

Ｊ、　Ｎ、　Ｈｉｎｅｓ、　Ｖ、　Ｈ，Ｒｕｍ５ｅｙおよびＣ，Ｈ。

ｗａｔｔｅｒによる文献（−Ｔ　ｒａｖｅｌｉｎｇ−Ｗａｖｅ　Ｓ　１ｏｔＡｎ ｔｅｎｎａ’　、Ｐｒｏｃ、Ｉ　ＲＥ、Ｖｏｌ、　４１．１９５３．１８２９頁 、第１１図）に記載されているような“漏洩波アンテナ°を形成する長い連続ス ロットを除いて、プローブ励振なしのスロット円形導波管アンテナに関してはほ とんど報告はされていない。

またＪ、Ｓ、　ＡｊｉｏｋａおよびＧ　、　Ｍ、　Ｃｏｌｅｍａｎによる米国特 許！２１８５６５号明細書も参照される。非常に広く、連続的な縦方向のスロッ トは円形導波管で使用され、ＴＭｏ　１モードで動作が生じていた。狭い縦方向 のスロットは電流の流線（７Ｍモードは、縦方向の電流のみを有する）と平行な ので放射しない。幅がほぼ導波管の半径またはそれ以上の広さである非常に広い スロットは導波管からの漏洩を生じるに充分な程度に導かれる波を著しく乱すも のであった。

上記の全ての技術は、アレイに対して横方向の一定の偏波であるという欠点を冑 する。さらに個別のスロットアレイ技術は、スロットを励振するために使用され る高価で高電力制限のある電気プローブを使用する必要があるという欠点を有す る。さらに連続スロット技術は、広い側面でも末端でもない、その間のどこかで 放射するという欠点を有する。ビームの方向は、一般にｓｉｎθ−λ／λｇで定 められる。

したがって比較的高い電力レベルで放射し、結合プローブを使用せず、偏波の制 御が可能であり、方位的なパターン制御を可能にするアンテナを提供することは 技術的に大きな効果である。

また上記のために、制御可能な偏波および方位的なパターン制御を有するスロッ ト円形または同軸導波管アンテナを形成することも技術的に有効である。

本発明の目的は、新規で改善されたスロット円形または同軸導波管アンテナを提 供することである。

また本発明の目的は、制御可能な方位パターンを有するスロット円形または同軸 導波管アンテナを提供することである。

さらに本発明の目的は、ゼロ以上の円周方向変動を有する円周方向ＴＥモードに 対してらせん電流流線を利用するスロット円形または同軸導波管アンテナを提供 することである。

また本発明の目的は、広い側面から末端までのビームに任意または制御可能な偏 波を与えることができるスロット円形または同軸導波管アンテナを提供すること である。

本発明の要約 これらおよびその他の目的および利点は、導波管に存在する右側または左側の円 偏波モード（それぞれＲＣおよびＬＣ）のいずれかの電流流線を遮断するように 成形されたスロットを有し、２つの円偏波の間の相対的な大きさおよび位相を制 御する制御手段を有する円形または同軸の導波管が提供される本発明によって実 現される。この技術によって任意の偏波を放射することができる。

４分の１波長プレートを含み、円偏波装置によりスロット導波管に給電する。

ＲＣおよびＬＣを遮断するように導波管に形成されたスロットは、互いに直角で ある必要はなく、任意の偏波が特有の結合によって発生されることができるよう に独立して設けられている。スロットは広い側面放射用の公称λｇの間隔を有す る。自由空間波長λと等しいλｇを形成するために、導波管に誘電体を負荷する ことによって端部放射が達成されることができる。

±ｊｍφ 導波管壁におけるスロットの位置は、ｅ　の円周方向変動を有する円形導波管に おけるＴＥモードに対してらせん電流流線が導波管の壁面に完全に存在するとい う論理にしたがって選択される。スロットはこれらの所望されたモードの電流流 線を遮断するように設けられるため、そのモードの放射が発生する。導波管中に 互いから予め定められた距離に設けられた複数のスロットを形成することによっ て、ＬＣおよびＲＣモードは共に遮断されるため、共に放射する。２つの円偏波 モードの間の相対的な振幅および位相を制御することによって方位パターンが回 転され、方向的に穏やかに変化されることができる。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による円形導波管のスロットアンテナの斜視図である。円形導 波管は、直角偏波モード変換器より給電され、変換器に隣接した円偏波装置を含 む。所望された放射パターンを得るための複数の交差スロットが示されている。

第２図は、直角偏波モード変換器の２つの部分に対する振幅および位相の制御を 示す第１図アンテナの斜視図である。

第３図は導波管の表面上のらせんと整列して形成されたスロットを含む円形導波 管の一部の斜視図であり、２つの方向のらせんが示されている。

第４図は、一定の符号で表された特性を示す第３図の端部である。

第５図は、等位相ラインおよび第３図のらせんを表しているラインを示す第３図 の展開図である。

第６図は、ある方向の電流を表すらせんと整列して形成された２つのスロットを 有する同軸導波管の部分的斜視図である。また破線で示されているのは、別の方 向の電流を表すらせんである。

第７図は、放射ビームの任意の偏波を実行するために導波管の壁に形成された２ つのスロットの対を有する円形導波管の部分的斜視図である。

第８図は、ＬＣおよびＲＣ波を結合するために壁に形成された縦方向のスロット を有する円形導波管の部分的側面図である。

第９図は、以下の説明において使用される一定の符号で示された特性を表す円形 導波管の端部を示している。

好ましい実施例の説明 以下の説明において同じ参照番号は、図面の異なる形状における同じまたは対応 する素子を示すものである。さらに詳細に図面を参照すると、第１図は本発明に よる円形導波管のスロットアンテナ１０を示す。円形導波管１２は、導波管１２ 中の電流を遮断するために°Ｘ形状°または°交差された”スロット１４を含む 。これらのスロットは選択された位置で形成されるので、所望された左手方向の 循環（Ｌ　Ｃ）および右手方向の循環（ＲＣ）モードの成分を遮断し、放射エネ ルギにおいてこれらモードの特有の結合を生じさせる。

第１図において複数の交差スロット１４が示されている。相互および導波管１２ の方向に関するそれらの位置は、要求される放射パターンを得るように選択され る。またスロット１４から放射するために、導波管１２に導入されたエネルギ中 に円偏波を生じさせるリッジ１６および１８から成る円偏波装置である４分の１ 波長プレートが、導波管１２の切り取り部分に示されている。円偏波装置１６お よび１８として機能する装置は当業者によく知られており、リッジを含む。

また第１図は、導波管１２上の左側の破線で示すような直角偏波モードの変換器 ２０を含む。変換器２０は、右手方向円偏波ポート２２および左手方向円偏波ポ ート２４を含む。直角偏波モード変換器として機能する装置は当業者によく知ら れており、ここでは詳細な説明は不要である。

直角偏波モード変換器２０の２つのポートに対するエネルギ入力の振幅および位 相を制御することによってこのエネルギを遮断して放射させる特有の結合が交差 スロットで生じる。

直角偏波モード変換器２０の一方または両方のポートに対するエネルギ入力の特 性を調節することによって、方位パターン制御が影響を受けてもよい。

第２図において方位パターンを制御する別の手段が示されている。電力スプリッ タ３０は入力エネルギを予め定められた部分に分割するために使用される。分割 された電力の第１の部分は直接直角偏波モード変換器２０のポート２４に供給さ れ、一方分割された電力の第２の部分は位相シフタ３２へ入力される。位相が選 択された量でシフトされた後、分割電力の第２の部分は直角偏波モード変換器２ ０の第２のポート２４に入力される。

当業者によく知られているように、導波管の壁面におけるスロット放射器は、ス ロットが放射周波数（ＲＦ）電流を導波管の壁面において遮断する程度によって 導波管のモードフィールドに結合する。スロットがＲＦ雷電流成分に垂直である 場合、スロットは励振されて放射を行なう。スロットが導波管の壁面におけるＲ Ｆ雷電流平行である場合、それは導波管フィールドに対して、もしあったとして も僅かな乱れしか引き起こさず、結合しないためあまり放射しない。Ｓ。

Ｓ　１ｌｖｅｒによる文献（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　Ｄｅ ｓｉｇｎ　。

Ｍ　Ｉ　Ｔ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　５ｅｒｉｅｓ　、　 Ｖｏｌ、１２゜２８７頁）およびＪ　ｏｈｎｓｏｎおよびＪ　ａｓｉｋによる文 献（−ＡｎｔｅｎｎａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　、　２ｅｄ 、、マツグローヒル、ｓｅｅ、９−２）参照。

反対の関係の法則が適用され、本発明はエネルギの送信および受信の両方に使用 されてもよいことが理解されるべきである。本発明の実施例を放射のために使用 することを示すここに含まれる説明は、アンテナが放射に対してのみ動作可能で あると解釈されてはならない。使用される説明は、単に本発明の動作を明確にす る便宜上のものであり、本発明はまた受信に対しても動作可能である。

本発明においてスロット１４は、導波管１２においてＴＥモード電流の流れを遮 断するように設けられている。円形導波管１２においてスロット１４は、電流の 流線を表すらせんに沿って設けられている。ｅ″ｊ１である円周方向変動を有す る円形導波管におけるＴＥモードに対して電流の流線は、完全にらｅ−ｊｍ；６ に対応した右廻りらせん方向のいずれかとして導波管の壁において生成される。

これら２つのモードは独立しており、互いに数学的に直角である。スロットは、 本発明おけるこれらのらせんに応じて位置される。

第１図に示されているように、電流の流線が円形導波管１２の周囲のらせん路を 流れる。実線３８は右廻り円偏波モードＲＣを表し、破線４０は左廻り円偏波モ ードＬＣを示す。矢印の先は、単にこの図における電流の瞬間的な流れの方向を 示すために便宜上使用され、本発明を制限するものではない。

交差スロット１４が第１図に示されているが、これは単なる一実施例である。特 定の適用にしたがって別のタイプのスロットが使用されてもよい。例えば第３図 に示されるような単一スロット４２が適用できる。第１図におけるようにらせん は、第３図の導波管４４に図示されており、これらのらせんは実線４６でＲＣモ ードを表し、破線４８でＬＣモードを示す。図示されているようにスロット４２ は、ＲＣモード４６のらせん路に後続する。したがってこのモードが放射されて 受信されることはほとんどないが、しかしＬＣモード４８は遮断されるため、そ のモードの放射および受信が行われる。

理論によって制限されることはないが、以下の詳細な論議はスロット動作に対し て背景を与えるために記載されている。

円周方向変動がｅ：！：ｊ′Ｉｌ＄である２モードに対して横方向の電子（Ｔ　 Ｅ）を有する円形導波管について検討する。上記において論じられているように 、完全にらせん状である導波管の壁面における電流流線が生成される。左廻りら せん方向は、ｅ＋ｊ″ｌ＄に対応し、 右廻りらせん方向は、 ｅ−ｊｍ＄に対応する。

これら２つのモードは独立しており、互いに数学的に直角である。スロットの位 置は、らせん電流流線および左および右らせん方向の独立性を利用する。これら のモードのフィールド成分は、 ’Ｚ　”　’、（Ｋｃｒ）　・　ｊ（ｗｅすφ　−ｋｇ　Ｚ）であり、 Ｋｃ−遮断された波の数−２π／λＣ Ｋｃ　ａ−Ｊｚ　’　（ｘ）のｍ′番目のゼロではない平方根ａ−導波管の半径 ｍ−φにおける波の数 Ｋｇ　ｍ　（ｚ−２π／λｇ）における波の数に２　ｇ−に２−Ｋｃ２ μ−中間部の導磁率 指数を消去すると、フィールド成分は以下のようになる。

ここで２方向における進行波を考えると、−ｊＫ　Ｚ　であり、 ＠　ｇ 方向的な循環性は、 以下の議論において、φ依存性、ｅ−、Ｈｎφは右廻り円偏波モード（ＲＣ）と して示され、ｅ＋ｊ′Ｉｌ＄は左廻り円偏波モード（ＬＣ）として示される。円 形導波管における支配モード−ｊφ （ＴＥｌ、　）対してｅ　は、導波管における右廻り偏波に対応し、ｅ＋ｊφは 導波管における左廻り円偏波モードに対応する。高次のｍモードに対して条件“ 円偏波″　（ＣＰ）は適用できず、条件“循環モード′が代わりに使用される。

導波管中の表面電流路の方向は以下のように定められており； Ｊ冨ｎｘＨで、 ｔａｎα！Ｊφ／　Ｊ　ｚ　。

ｎｘＨ−ｒ　（０）　十＋；６　（−Ｈｚ）＋　ｚ″Ｈ（挿入記号はユニット座 標のベクトルを表し、ｔａｎ　ａ　−−Ｈｚ　／Ｈφである）ｒ−ａのとき、第 ３、第４図および第５図に示されているように、ｎは導波管の壁面に垂直の内部 ユニットであり、αは電流流線の方向と導波管のシリンダの素子との間の角度で あり、実線４６がＲＨＣＰの電流流線を示し、破線４８がＬＨＣＰの電流路を示 す。第４図は第３図の末端部分を示し、第５図は第３図の部分的展開図である。

第５図から電流流線４８の方向が一定であり、Ｚ、φまたは時間から独立してい ることが分る。

ｔａｎ　ａｍ２ｚａ／ｍｘλｇ／λ２にれは、ピッチ角度αによるらせん電流シ ートを表す。導波管の壁面が第５図に示されているように平面に展開されて平ら にされた場合、電流流線は破線４８で示されるようなｔａｎα傾斜を有する直線 である。反対の循環方向に対応する電流流線は、角度−αにおいて存在する。

一定位相のラインまたは等位相線は次のように定められる；に９Ｚ＋ｍｓ／ａ− ０ ここにおいて、Ｓ−導波管壁面上の周辺距離であり、ｔａｎ　αｐｈ−ｓ／ｚ　 −−に９ａ／ｍ−一２πａ　／　ｍλ９ 一定の等位相線もらせんであるが、反対方向で異なるピッチ角度αｐｈを存する 。反対の循環方向に対する一定位相ラインはシリンダ素子に関して対称移動され る。このような同位相ライン５０の１つが第５図に示されている。

αとαｐｈの大きさは概して等しくないことが分る。それらが等しくなるのは、 遮断された波長λ。が尋人波長λ９に等しいときである。これは、所定の導波管 モードの中間動作帯域で発生する。また電流流線および一定位相ラインは一般に 直交しない。遮断されることで電流流線は完全に周辺方向であり、一定位相ライ ンは完全に縦になる（α−９０＠およびαｐｈ−ｏ）。遮断されることにより波 は循環して、導波管中を伝播しない。遮断されずに、周波数または導波管の半径 “ａ°無限大に近付くにつれて、 になる。波は横方向の位相波面で自由空間速度で導波管の軸方向に伝播する。

ボテインティングベクトルＥＸＨの方向は、Ｅが完全にユニット垂直線ｎのよう に横方向なので電流流線と同じ方向である。したがって導波管の壁面において、 は平行である。

Ｌφ−０ａｅτ−１ これはｔａｎαと同一である。

第５図に示されている展開された導波管において、十αおよび−αに対する電流 流線、　（−ｍおよび十ｍ）は逆向きに循環する波に対応し、単純な直線になる 。電磁気に関するほとんど全ての参考文献において、これらの簡単な電流流線が ｅ″ｊＯではなくてｃｏｓ　ｍφまたはｓｉｎ　ｍ４円周方向変動である場合、 図示される電流路は妨害パターンである。ＣＯＳ　ｍφまたはｓｉｎ　ｍφ変動 の電流流線は、構造的に非常に複雑であり、Ｚ、φまたは時間の関数として変化 し、一般に楕円偏波である。前の循環導波管波の場合、円形の孔は、導波管にお いて電流路に平行に直線偏波される全ての場所を切断した。

第６図に示されているＲＣ５２（実線）およびＬＣ５４に対する電流流線は、ス ロット５６がＲＣ電流流線（実線）と平行に切断されるならば、それは電流を遮 断せず、ＲＣ波に結合されないことを示している。しかしながらスロット５Ｂは ＬＣ（破線）に対応する電流流線を遮断し、それ故結合して自由空間中に放射す る。偏波は本質的に傾斜した直線である。能動素子がスロットの反対方向に存在 しない場合、それは正確に傾斜した直線となる。同様に別のスロットがＬＣ波の 電流流線と平行に形成される場合、それはＲＣ波に結合される。このような配列 は第７図に示されている。このように２つの循環波の間の相対的な大きさおよび 位相を独立的に制御することによって、任意の偏波を放射することができる。支 配ＴＥ１１モード対してこれは、例えば直角偏波モード変換器およびスロット導 波管に給電する４分の１波長プレート円形偏波装置の使用によって容易に実行さ れることができる。直角モード変換器の一方のボートは、円偏波のある方向に対 して使用され、他方のポートは別の方向に対して使用される。

一般に２つのモードに対するスロットは互いに直交しないが、独立しており（外 部の相互結合を無視し）、全ての偏波が適切な組合せによって発生されることが できるように独立的に制御されることができる。

円偏波に対して２つのモードのためのスロットの間の位相は９０°ではないが、 しかしスロットの間の物理的な角度２αに等しい。このようなスロットが導波管 に沿って名目上λｇの間隔を付けられているならば、導波萱功軸に対して高い指 向性を有する直線アレイとなる。このような直線アレイが導波管周辺の近くで反 復されるならば、アンテナは放射された電力が無指向性である意味において横方 向の平面において無指向性である。しかしながら偏波はφの関数として変化する 。

例えばＲＣのようなあるセンスが角度子αのスロットに結合−ｊｍφ してｅ　の位相を有し、角度−αのスロットがｅ＋ｊＩｌ＄の位相を有するなら ば、２つのモードに対応するスロットの間の各位相は、導波管に関して観察する と２ｍφで変化する。

偏波はあるセンスの円形から変化して直線、反対のセンスの円形、直線を経て円 形に戻り、その間で種々の楕円偏波になる。このサイクルは、φでの１回転に対 してｍ回反復される。

第８図に示されている別の形態は軸方向にほぼ間隔がλｇに等しく、周辺に設け られた縦方向のスロット５Ｂを有するものである。この場合、各スロット５８は ＲＣおよびＬＣ波の両方に等しく結合する。パターンは前記のように側面に現れ る。

周辺平面においてパターンは、ｃｏｓ　ｍφにしたがってマルチローブである。

ｍ−１に対してそれは、直径的に反対の２つの最大値と直径的に反対の２つの最 小値を有する８個のパターンを描（。ＲＣとＬＣ波の間の各位相を変化すること によって、このパターンはφで回転されることができる。このアレイは方向探知 に使用される。

前述された導波管スロットアレイは、広い側面の放射に対して名目λｇの軸方向 間隔を有する。導波管のλｇをλ−自由空間に等しく　（またはハンセンウッド ヤード条件に対するよりも僅かに小さく）するために導波管（第３図）を誘電体 負荷することによって端部放射が達成されることができる。

第７図に示されている種類のスロットアレイを考えると、導波管が端部に対して 誘電体負荷されていることを除いてスロットは軸的にλｇで間隔を付けられる必 要はないが、任意の間隔にすることができる。またこのようなアレイが導波管の 周辺において反復されるならば、端部の位相形成に影響することなく軸的にずら されることができる。原理的にはこのようなアレイは、任意に偏波された端部ア ンテナを提供することができる。また導波管の開いた端部におけるフィールドが スロットからの放射と同じ位相および偏波なので、導波管は整合された負荷にお いて終端される必要はない。第９図を参照すると、誘電体は（短いポリロッドの ように）延在されることができ、より良好なインピーダンス整合が空間に対して 行われるために先細にされてもよい。

Ｓ、コーンブリートによる文献（“Ｔ　ｈｅ　ＨｅｒｉｃａｌＳｌｏｔ　Ａｎｔ ｅｎｎａ’　、ＩＥＥＥ　Ｔｈ１ｒｄ　Ｉｎｔ、ｃｏｎｆ、　ＡｎｔｅｎｎａＰ ｒｏｐａｇａｔ、、ＩＣＡＰ　１９８３．Ｐ、１．　）には、２つの連続らせん ワイヤアンテナである新規の横方向電磁界（ＴＥＭ）同軸ラインにおける連続ら せんスロットアンテナが記載されている。ＴＥＭ同軸ラインは、ゼロ番目の周辺 モードに対応する。コンプリートのらせんスロットは、ある意味ではｍ−１のモ ードに対するこの説明において記載されたものと類似する同軸ラインの外側にら せん電流シートを生成する。ある方向のモードの電流流線に沿ってカットされる 導波管中の連続らせんスロットは、このモードに対してほとんど影響を及ぼさな いが、反対方向のモードから強い放射を引起こす。このらせんスロットは、放射 モードに対するほぼ一定の等位相線に後続する（上記において論じられているよ うに、単一のらせんに対して周辺位相変動を元に戻す傾向がある１αｌ−１ａｐ ｈｌおよび（λｇ−λＣ）のときに、これが実際になる）。しかしながら多重ら せんが使用されるならば周辺位相変動は保持される。

これは、適切な軸的位相が端部放射に対して保持されている間に一方向のらせん かららせんへの適切な位相進行が存在するためである。端部パターンは一方向に 循環して偏波される。

電流流線および円形導波管におけるＴＥ乃至２モードに対する等位相線によって 提供されることができるアンテナ構造がいくつか例示されている。２に対して全 て横方向の電磁界（ＴＭ）モードは、縦方向の電流だけを有する。これは、ｎＸ Ｈが２成分だけを有するためである。

ただ１つの循環波と結合するように方向を定められるスロットは、導波管を伝播 するその循環波の逆方向および順方向の散乱を引起こす。理想的な場合には逆方 向散乱（反射）波および順方向散乱波は入射波のそれに平行な電流流線を有する 。すなわち散乱波のらせん方向は、入射波のらせん方向と同じままである。した がってこのような導波管スロットアレイの構造において反対の循環波に対する結 合はほとんど無視されることができ、スロットアレイ構造の利用可能な方法が使 用されることができる。しかしながら導波管を介する平面短絡は反対方向の波を 反射する。対照的な不完全な終端負荷も反対方向の波を反射する。第６図、第７ 図および第８図の育力なｍｍｌ　（ＴＥｌ　１　）のモードを使用する構造の定 在波または共振スロットアレイが設けられるならば、簡単な横方向の平面短絡は 動作しない。その代わりに先に説明されたような偏波反転短絡が使用されなくて はならない。このタイプの短絡は、垂直に反射された波の偏波を反転して入射波 と同じらせん方向にする。したがってスロットはこの反射波と結合し、通常型の 定在波アレイが形成される。

スロットがある方向に結合されるように形成され、また反対方向のものは何も存 在していることが望ましくない適用において、望ましくない方向のものと結合す るスロットは、これを消去する吸収フィルタとして使用されることができる。

このことは、第６図に示されているような吸収材料６０でこれらのスロットを満 たし、あるいは裏打ちすることにより実現される。

上記において円形導波管が主に論じられてきたが、本発明は第６図に示されてい るような同軸導波管６２に含まれてもよい。

本発明にしたがって形成されたアンテナは、偏波の迅速性が望ましい単一ライン ソースアンテナ用に適用してもよい。

例えば電子戦、通信、ビーコンおよび方向探知等には、全て本発明にしたがって 形成されたアンテナを使用することができる。

上記の説明は単に例示として記載されるものである。当業者は、本発明の技術的 範囲を逸脱することなく形態の変形およびその詳細を認識するであろう。したが って本発明は添付された請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Ｆｉｇ、　２゜ Ｆｉｇ、　６゜ 国際調査報告

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）円形導波管および選択されたエネルギをスロットを通じて伝播するために この円形導波管に形成されたスロットを有するスロット導波管アンテナにおいて 、前記選択エネルギは高いオーダーの円周方向モードのエネルギを含み、 前記導波管に形成された前記スロットは、前記スロットの長い方向が前記選択さ れたエネルギのらせん電流に関してゼロ度より大きい角度であるように方向を定 められ、それによって前記らせん電流を遮断し、前記スロットを通じて前記選択 されたエネルギを伝播させることを特徴とするスロット導波管アンテナ。
2. （２）前記スロットを通じて高いオーダーの円周方向モードの前記選択されたエ ネルギを伝播させないようにし、前記スロットを通して高いオーダーの周辺モー ドの前記第２の選択されたエネルギを伝播せず、 前記スロットは前記スロットの長い方向が実質的に第２の選択されたエネルギの らせん電流と平行になり、実質的に前記らせん電流を遮断せず、前記スロットを 通して前記第２の選択されたエネルギを実質的に伝播しないように方向を定めら れていることを特徴とする請求項１記載のスロット導波管アンテナ。
3. （３）第２のスロットが前記導波管に形成され、この第２のスロットの長い方向 が前記第１の選択されたエネルギのらせん電流に関して実質的に平行であり、そ れによって実質的に前記らせん電流を遮断せず、前記スロットを通して前記第１ の選択されたエネルギを実質的に伝播しないように方向を定められ、 前記第２のスロットは前記第２のスロットの長い方向が前記第２の選択されたエ ネルギのらせん電流に関してゼロ度より大きい角度であるように方向を定められ 、それによって前記らせん電流を遮断し、前記スロットを通して前記第２の選択 されたエネルギを伝播するように方向を定められていることを特徴とする請求項 ２記載のスロット導波管アンテナ。
4. （４）前記導波管に形成され、約λｇの距離で互いに離され、実質的に前記第１ のスロットと同じ方向にされ、それによって前記選択されたエネルギの前記らせ ん電流を前記アレイによって遮断し、それを通して前記選択されたエネルギを伝 播するスロットのアレイを含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記 載のスロット導波管アンテナ。
5. （５）前記スロットのアレイを通じて高いオーダーの円周方向モードの前記選択 されたエネルギを伝播し、前記スロットのアレイを通して高いオーダーの円周方 向モードの前記第２の選択されたエネルギを伝播しないようにし、前記アレイの 前記スロットは前記各スロットの長い方向が実質的に第２の選択されたエネルギ のらせん電流と平行になり、それによって実質的に前記らせん電流を遮断せず、 前記スロットのアレイを通して前記第２の選択されたエネルギを実質的に伝播し ないように方向を定められていることを特徴とする請求項４記載のスロット導波 管アンテナ。
6. （６）前記導波管に形成された第２のスロットのアレイを備え、そのスロットは 約λｇの距離で互いに離され、前記第２のアレイの各スロットの長い方向が実質 的に前記第１の選択されたエネルギのらせん電流に関して平行になり、それによ って実質的に前記らせん電流を遮断せず、実質的に前記スロットの第２のアレイ を通して前記第１の選択されたエネルギを伝播しないようにされ、 第２のスロットのアレイの各スロットの長い方向が前記第２の選択されたエネル ギのらせん電流に関してゼロ度より大きい角度であるように方向を定められ、そ れによって前記らせん電流を遮断し、前記スロットの第２のアレイを通して前記 第２の選択されたエネルギを伝播するように方向を定められていることを特徴と する請求項５記載のスロット導波管アンテナ。
7. （７）選択されたスロットは、この選択されたスロットによって結合されたエネ ルギを吸収するために吸収手段に結合されている請求項６記載のスロット導波管 アンテナ。
8. （８）導波管に直角偏波されたモードを供給するモード変換手段と、 前記導波管によって伝播されたエネルギを円偏波する円偏波手段とを含むことを 特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のスロット導波管アンテナ。
9. （９）導波管に直角偏波されたモードを供給するモード変換手段と、 前記選択されたエネルギを２つの部分に分割する分割手段と、 前記分割エネルギの一方の部分を前記モード変換手段の第１のポートに供給し、 前記分割エネルギの他方の部分を前記モード変換手段の第２のポートに供給する 結合手段と、前記モード変換手段のポートの１つを通じて供給されたエネルギの 位相を制御する位相制御手段とを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれ か１項記載のスロット導波管アンテナ。
10. （１０）前記円形導波管は同軸導波管を含むことを特徴とする請求項１乃至９の いずれか１項記載のスロット導波管アンテナ。
11. （１１）前記円形導波管は誘電体で負荷され、エネルギが端部方向に伝播される ことができることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載のスロット 導波管アンテナ。