特開2018-170548(P2018-170548A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-170548(P2018-170548A)
(43)【公開日】2018年11月1日
(54)【発明の名称】アンテナ給電部
(51)【国際特許分類】
   H01Q 13/02 20060101AFI20181005BHJP
   H01Q 19/13 20060101ALI20181005BHJP
   H01Q 19/19 20060101ALI20181005BHJP
【FI】
   H01Q13/02
   H01Q19/13
   H01Q19/19
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
【全頁数】7
(21)【出願番号】特願2017-64406(P2017-64406)
(22)【出願日】2017年3月29日
(71)【出願人】
【識別番号】000004330
【氏名又は名称】日本無線株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126561
【弁理士】
【氏名又は名称】原嶋 成時郎
(72)【発明者】
【氏名】尚 尓昊
(72)【発明者】
【氏名】夏原 啓一
【テーマコード(参考)】
5J020
5J045
【Fターム(参考)】
5J020AA03
5J020BA08
5J020BA17
5J020BC06
5J020DA01
5J020DA02
5J020DA05
5J045AA02
5J045AA05
5J045AA14
5J045DA01
5J045EA01
5J045HA01
5J045KA02
(57)【要約】
【課題】 広周波数帯域で良好な反射特性を有することを可能にするアンテナ給電部を提供する。
【解決手段】 電波を開口から放射する一次放射器10と、一次放射器10からの電波を反射する副反射鏡30とを備え、一次放射器10は、開口11bに設けられ、一次放射器10の長手方向に沿う中心軸Aを中心に同心円状に設けられ、かつ、中心軸Aの軸方向に突出して、副反射鏡30に向かう方向に設けられている環状の複数の突出部12ca〜12ceを備えるアンテナ給電部において、突出部12ca〜12ceの中で最も内側の突出部12caの根元部分に設けられ、中心軸Aに対して円形状に、かつ、中心軸に交差する方向に平坦な環状の平坦部13を備え、少なくとも1つの突出部12caの表面が傾斜している。
【選択図】 図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電波を開口から放射する一次放射器と、前記一次放射器からの電波を反射する副反射鏡とを備え、前記一次放射器は、前記開口に設けられ、前記一次放射器の長手方向に沿う中心軸を中心に同心円状に設けられ、かつ、前記中心軸の軸方向に突出して、前記副反射鏡に向かう方向に設けられている環状の複数の突出部を備えるアンテナ給電部において、
前記突出部の中で最も内側の突出部の根元部分に設けられ、前記中心軸に対して円形状に、かつ、前記中心軸に交差する方向に平坦な環状の平坦部を備え、
少なくとも1つの前記突出部の表面が傾斜している、
ことを特徴とするアンテナ給電部。
【請求項2】
前記突出部の中で最も内側に位置する突出部の表面が傾斜している、
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ給電部。
【請求項3】
前記突出部の高さと前記平坦部の幅とは、前記電波の搬送波の周波数を基に算出されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ給電部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、電波を放射するアンテナ給電部に関する。
【背景技術】
【0002】
アンテナ給電部は反射鏡アンテナなどに取り付けられて用いられる。例えば図9に示すように、アンテナ給電部110は、反射鏡アンテナの主反射鏡120の曲面の凹部側に設置されて用いられる。アンテナ給電部110は、一次放射器111と、フィードーム112と、副反射鏡113とを主に備えている。一次放射器111は、電波を放射するための部材であり、例えば円筒形状をしている。フィードーム112は、副反射鏡113を支えるための部材である。また、フィードーム112は、一次放射器111からの電波を拡散させて伝播させるための部材でもある。副反射鏡113は、フィードーム112からの電波を主反射鏡120に向けて反射させるための部材である。このために、副反射鏡113は湾曲された反射面113aを持つ。
【0003】
このアンテナ給電部110では、一次放射器111としてコルゲートホーンが用いられている(例えば、特許文献1参照。)。例えば、図10に示すように、一次放射器111の端部である円形開口の内側に、コルゲーションと呼ばれる溝111a〜111dが施されている。こうした溝111a〜111dを形成することにより、高効率かつ低交差偏波特性を有することが特徴である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平9−74311号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、先に述べた一次放射器111には、次の課題がある。従来のコルゲートホーンを備える一次放射器111は、円形開口の内側に単純にコルゲーションと呼ばれる溝を施すだけの構造である。こうした構造では、アンテナ給電部は広帯域において良好な反射特性を有することは容易ではない。そして、反射特性が極端に悪くなると、アンテナ利得が下がり、交差偏波特性も劣化してしまう。
【0006】
この発明の目的は、前記の課題を解決し、広周波数帯域で良好な反射特性を有することを可能にするアンテナ給電部を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、電波を開口から放射する一次放射器と、前記一次放射器からの電波を反射する副反射鏡とを備え、前記一次放射器は、前記開口に設けられ、前記一次放射器の長手方向に沿う中心軸を中心に同心円状に設けられ、かつ、前記中心軸の軸方向に突出して、前記副反射鏡に向かう方向に設けられている環状の複数の突出部を備えるアンテナ給電部において、前記突出部の中で最も内側の突出部の根元部分に設けられ、前記中心軸に対して円形状に、かつ、前記中心軸に交差する方向に平坦な環状の平坦部を備え、少なくとも1つの前記突出部の表面が傾斜している、ことを特徴とするアンテナ給電部である。
【0008】
請求項1の発明では、突出部の中で最も内側の突出部の根元部分に設けられ、中心軸に対して円形状に、かつ、中心軸に交差する方向に平坦な環状の平坦部を備え、少なくとも1つの突出部の表面が傾斜していることにより、広周波数帯域で良好な反射特性を実現している。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1に記載のアンテナ給電部において、前記突出部の中で最も内側に位置する突出部の表面が傾斜している、ことを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のアンテナ給電部において、前記突出部の高さと前記平坦部の幅とは、前記電波の搬送波の周波数を基に算出されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
請求項1、2の発明によれば、少なくとも1つの突出部の表面、例えば最も内側の突出部の表面を傾斜し、かつ、突出部の根元部分に平坦部を形成することにより、広周波数帯域において良好な反射特性を実現することを可能にする。
【0012】
請求項3の発明によれば、突出部の高さと平坦部の幅を演算により算出することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】この発明の一実施の形態によるアンテナ給電部を示す斜視図である。
図2図1のアンテナ給電部の断面を示す斜視図である。
図3図2の一次放射器の断面を示す斜視図である。
図4図3の断面部分を拡大して示す断面図である。
図5図3のアンテナ給電部と従来のアンテナ給電部とによる反射特性を示す図である。
図6図3のアンテナ給電部の変形例による反射特性を示す図である。
図7】テーパ構造が無い一次放射器を示す斜視図である。
図8】ステップ構造が無い一次放射器を示す斜視図である。
図9】従来のアンテナ給電部を示す正面図である。
図10】従来の一次放射器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態によるアンテナ給電部を図1図2に示す。なお、図2は、図1の一部を切り取った斜視図である。この実施の形態によるアンテナ給電部は、図9に示すアンテナ給電部110と同様に、主反射鏡(図示を省略)に設置されて用いられる部材である。このアンテナ給電部は、一次放射器10と、フィードーム20と、副反射鏡30とを主に備えている。
【0015】
フィードーム20は、図9のフィードーム112と同様に、副反射鏡30を支えるための部材である。また、フィードーム20は、一次放射器10や副反射鏡30からの電波を拡散させて伝播させるための部材でもある。こうしたフィードーム20は、電波を通すような部材、例えば誘電体などで形成されている。そして、フィードーム20の筒状の一端部21が一次放射器10に取り付けられ、筒状の他端部22に副反射鏡30が取り付けられている。一端部21と他端部22とは、連結部23によって連結されている。
【0016】
副反射鏡30は、図9の副反射鏡113と同様に、フィードーム20から拡散されて伝播された電波を主反射鏡に向けて反射させるための部材である。このために、副反射鏡30は湾曲された反射面31を持つ。
【0017】
一次放射器10は、電波を放射するための部材である。一次放射器10は、図3に示すように、中心軸Aを中心にした円筒形状の本体11を備えている。本体11は、本体11の内壁面11aの先端である開口11bから電波を放射するための部材である。本体11の外壁面11c側には、コルゲートホーン部12が本体11と一体的に設けられている。
【0018】
コルゲートホーン部12の円環状の本体12aには、コルゲーションによる溝12ba〜12bdが設けられている。溝12ba〜12bdは、中心軸Aを中心にして、かつ中心軸Aに沿うように、本体12aに対して同心円状に設けられている。これにより、副反射鏡30に向かう方向に円環状に突出した突出部12ca〜12ceが形成される。つまり、中心軸Aを中心にしてそれぞれ直径の異なる突出部12ca〜12ceが互いに平行に形成される。これらの突出部12ca〜12ceがコルゲートホーンを形成している。突出部12ca〜12ceの高さや間隔は、電波の搬送波の波長等を基に設定される。
【0019】
突出部12ca〜12ceの中で直径が最短である突出部12caは、図4に示すように、その内壁面12caが傾斜して、テーパを形成している。内壁面12caは、突出部12caの内側に位置する壁面であり、突出部12caの先端に向かう程、その幅が狭くなっている。なお、突出部12caの外側に位置する壁面(外壁面)は、突出部12ca〜12ceの中で直径が2番目に小さい突出部12cbと向かい合っている。
【0020】
突出部12caの内壁面12caつまりテーパの傾斜角θ1は、
θ1=20°〜30°
である。また、突出部12caの高さL1は、
L1=λ/4
で算出される。なお、λは、電波の搬送波の波長であり、搬送波の周波数をf、光速をcとすると、
λ=c/f
で算出される。
【0021】
突出部12caの根元である付け根部分の内壁面12ca側には、中心軸Aに対して円形状に、かつ中心軸Aに交差する方向に平坦な環状の平坦部13が形成されている。つまり、平坦部13は、本体11の開口11b付近の内壁面11a(図3)と、突出部12caの根元付近の内壁面12ca図4)との段差により形成されるステップである。平坦部13の幅L2つまりステップの寸法は、
L2≦λ/8
により算出される。
【0022】
以上がこの実施の形態によるアンテナ給電部の構成である。次に、このアンテナ給電部の作用について説明する。このアンテナ給電部によれば、突出部12caに形成されている内壁面12caの傾斜、つまりテーパを持つテーパ構造により、反射損失の低減を実現できる。また、本体11の開口11b付近の内壁面11aと、突出部12caの根元付近の内壁面12caとの間に形成されているステップ(平坦部13)を持つステップ構造により、一次放射器10のマッチング整合が取れる。つまり、ステップとテーパの簡単な構造により、良好な反射特性を有するアンテナ給電部を実現した。この様子を図5に示す。図5では、図3に示すこの実施の形態のアンテナ給電部(本発明のアンテナ給電部)による反射特性を表す曲線G1と、図10に示す従来のアンテナ給電部による反射特性を表す曲線G2とが示されている。このように、本発明のアンテナ給電部によれば、従来のアンテナ給電部に比べて、広周波数帯域で良好な反射特性を得ている。
【0023】
こうした良好な反射特性は、一次放射器10のステップ構造とテーパ構造との相互の作用によるものになる。この様子を図6に示す。一次放射器10においてテーパ構造が無い場合、つまり、図7に示すように、突出部12caの内壁面12ca図4)が傾斜していない場合、図6の曲線G11に示すような反射特性になる。また、一次放射器10においてステップ構造が無い場合、つまり、図8に示すように、突出部12caの根元に平坦部13(図4)が無い場合、図6の曲線G12に示すような反射特性になる。
【0024】
この結果、図6の曲線G1に示す反射特性は、一次放射器10に設けられている、一次放射器10のマッチング整合を取るステップ構造と、反射損失の低減を実現するテーパ構造との相互の作用により得られるものとなる。
【0025】
以上、説明したように、この実施の形態によれば、一次放射器10の突出部12caにテーパ構造を設け、かつ、突出部12caの根元にステップ構造を設けることにより、広周波数帯域において良好な反射特性を実現することを可能にした。また、この実施の形態によれば、突出部12caの高さL1と、ステップの寸法とを所定の数式による演算で得ることができる。
【0026】
以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、この実施の形態では、一次放射器10の突出部12caにテーパ構造を設けたが、このテーパ構造を突出部12ca〜12ceの全部または一部に設けてもよい。
【符号の説明】
【0027】
10 一次放射器
11 本体
11a 内壁面
11b 開口
11c 外壁面
12 コルゲートホーン部
12a 本体
12ba〜12bd 溝
12ca〜12ce 突出部
12ca 内壁面
13 平坦部
20 フィードーム
21 一端部
22 他端部
23 連結部
30 副反射鏡
31 反射面
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10