内導体、同軸導波管変換器、及びアンテナ装置
【課題】プローブの製造コストを低減するとともにプローブの取付工程を不要とし、プローブ及び同軸ケーブル等のレイアウトの自由度を向上させる同軸導波管変換器用内導体を提供する。
【解決手段】同軸導波管変換器の内導体２１は、伝達部３２と、プローブ３３と、を備える。伝達部３２は、プローブ３３と一体形成された板状の部分であり、同軸ケーブルを流れた電磁波をプローブ３３へ伝達する。プローブ３３は、伝達部３２から伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変更する。また、伝達部３２には、曲げ部が形成されている。
【解決手段】同軸導波管変換器の内導体２１は、伝達部３２と、プローブ３３と、を備える。伝達部３２は、プローブ３３と一体形成された板状の部分であり、同軸ケーブルを流れた電磁波をプローブ３３へ伝達する。プローブ３３は、伝達部３２から伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変更する。また、伝達部３２には、曲げ部が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主要には、同軸ケーブルを介して伝達された電磁波のモードを変換して導波管へ伝達する同軸導波管変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１から３までに示すように、同軸ケーブルと、同軸導波管変換器と、導波管と、を備えるアンテナ装置が知られている。
【０００３】
同軸ケーブルは、アンテナ装置外で発生させた電磁波をアンテナ装置まで伝達するために用いられるケーブルである。同軸ケーブルは、その中心部から順に、内導線と、絶縁部と、編組線（外導線）と、絶縁部と、で構成されている。
【０００４】
同軸導波管変換器は、内導体と、外導体と、プローブと、を備える。内導体は、一端が同軸ケーブルの内導線と接続され、他端がプローブに接続される。外導体は、内導体を覆うように配置される。同軸導波管変換器は、この構成で、同軸ケーブルから伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変換する。導波管モードへ変換された電磁波は、導波管へ伝達される。
【０００５】
導波管は金属製の管状の部材であり、スロットアンテナの場合、当該導波管にスロットが形成される。導波管は、前記同軸導波管変換器から伝達された電磁波をスロット等から外部へ放射する。
【０００６】
また、特許文献１に示すようにプローブは円柱形状のものが一般的であるが、特許文献２及び３に示すように板状のプローブも知られている。なお、特許文献２においては、プローブは、中心導体（内導体）に対して取外し可能に構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−８８７９７号公報
【特許文献２】特開平９−１３０１０８号公報
【特許文献３】特開平８−１６２８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、プローブには、インピーダンスの整合性及び適切なモード変換のため等に、高い寸法精度が要求される。
【０００９】
そのため、特許文献１が示す円柱形状のプローブは、高精度な切削加工等が必要となり、プローブの製造コストが高くなってしまう。また、特許文献２では、プローブを高精度に取り付ける必要があり、ユーザの手間となってしまう。
【００１０】
また、同軸ケーブルは可撓性を有しているものの、ケーブルの性能を維持するためには屈曲の程度を一定の範囲内にとどめる必要がある。そのため、アンテナ装置内の空間を有効に活用できず、大型のアンテナケースが必要となったり、同軸ケーブルがアンテナケース外に配設されたりして、装置の小型化が困難になってしまう。
【００１１】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、プローブの製造コストを低減するとともにプローブの取付工程を不要とし、プローブ及び同軸ケーブル等のレイアウトの自由度を向上させる同軸導波管変換器用内導体を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１３】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の同軸導波管変換器用内導体が提供される。即ち、この同軸導波管変換器用内導体は、プローブと、伝達部と、を備える。前記プローブは、板状に構成され、伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変更する。前記伝達部は、前記プローブと一体形成された板状の部分であって、前記同軸ケーブルを流れた電磁波を前記プローブへ伝達する。
【００１４】
これにより、プローブが板状なので、プレス加工によりプローブを作成することで、製造コストを低減することができる。また、プローブと伝達部とが一体形成されているため、プローブを伝達部に取り付ける作業を省略でき、製造コストを一層低減することができる。更に、伝達部とプローブとの間のガタツキが生じないので、プローブの位置精度を良好に保つことができる。また、伝達部が板状なので、伝達部の位置決めを簡単な構成（例えばスペーサとネジ）で行うことができる。
【００１５】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、前記伝達部には曲げ部が形成されることが好ましい。
【００１６】
これにより、本構成の内導体は板状であるので、ケーブル等と異なり、曲げ半径を考慮せずに曲げ部を形成することができる。そのため、曲げ部同士の間隔を短くしたり、伝達部の端部近傍に曲げ部を形成したりすることができる。従って、プローブ、伝達部、及び同軸ケーブル等のレイアウトの自由度を向上させることができるので、本構成の内導体を備える装置（アンテナ装置等）を小型化することができる。
【００１７】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伝達部には、前記曲げ部としての第１曲げ部及び第２曲げ部が形成される。前記伝達部を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、前記第１曲げ部と前記第２曲げ部との間の距離Ｌ１が、Ｌ１＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）を満たす。
【００１８】
これにより、第１曲げ部及び第２曲げ部で生じる反射波同士が打ち消し合うので、電磁波の反射特性が悪化することを防止できる。
【００１９】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伝達部は、第１固定具及び第２固定具によって固定される。前記伝達部を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、前記第１固定具と前記第２固定具との間の距離Ｌ２が、Ｌ２＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）を満たす。
【００２０】
これにより、第１固定具及び第２固定具で生じる反射波同士が打ち消し合うので、電磁波の反射特性が悪化することを防止できる。
【００２１】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記プローブには、前記伝達部側の端部にクビレ部が形成される。前記クビレ部の幅は、前記プローブにおいて前記クビレ部と接続する部分の幅よりも狭い。
【００２２】
これにより、インピーダンスを整合させ易くなり、同軸ケーブル側から導波管側へ電磁波を効率的に伝送することができる。
【００２３】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記プローブには、テーパ部が形成される。前記テーパ部は、前記伝達部から遠ざかるにつれて幅が広がる。
【００２４】
これにより、プローブの帯域を広くすることができる。従って、電磁波が高周波であっても、適切に導波管に伝達することができる。
【００２５】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記プローブには、前記伝達部から遠ざかる向きに突出する突出部が形成される。前記突出部の幅は、前記プローブにおいて前記突出部と接続する部分の幅よりも狭い。
【００２６】
これにより、この突出部を削ることでインピーダンス整合等の微調整を行うことができる。
【００２７】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、前記伝達部の前記同軸ケーブル側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第１仮想線と、前記伝達部の前記プローブ側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第２仮想線とが、ねじれの位置関係にあることが好ましい。
【００２８】
即ち、従来から、スペースを有効に活用して部品を配置するために、上記のように第１仮想線と第２仮想線とがねじれの位置関係となるように、内導体を配置する要望があった。しかし、従来では、内導体の曲げ半径を考慮しなければならないため、第１仮想線と第２仮想線とがねじれの位置関係となるように内導体を配置することが困難であった。この点、本構成は曲げ半径を考慮しなくて良いため、上記の要望に容易に応えることができる。
【００２９】
本発明の第２の観点によれば、前記の同軸導波管変換器と、前記同軸導波管変換器用内導体の周囲を覆う外導体と、を備えた構成の同軸導波管変換器が提供される。
【００３０】
これにより、製造コストを低減する等の上記の効果を同軸導波管変換器において発揮させることができる。
【００３１】
前記のアンテナ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このアンテナ装置は、同軸導波管変換器と、導波管と、を備える。前記導波管は、前記同軸導波管変換器から伝達された電磁波を外部へ向かって放射する。
【００３２】
これにより、上記の効果をアンテナ装置において発揮させることができる。
【００３３】
前記のアンテナ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このアンテナ装置は、少なくとも前記同軸導波管変換器を覆うアンテナケースを備える。前記導波管の長手方向と、前記アンテナケース内の前記同軸ケーブルと、が平行である。
【００３４】
これにより、アンテナケース内の空間を有効に活用したレイアウトを実現できるので、アンテナ装置を小型化することができる。
【００３５】
前記のアンテナ装置においては、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信するレーダアンテナとして用いられることが好ましい。
【００３６】
これにより、上記の効果をレーダアンテナにおいて発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の斜視図。
【図２】アンテナ装置の側面断面図。
【図３】同軸導波管変換器の斜視図。
【図４】伝達部及びプローブの構成を示す斜視図。
【図５】同軸導波管変換器の背面断面図。
【図６】プローブの形状の違いと反射特性との関係を示すグラフ。
【図７】曲げ部間距離及びネジ間距離を示す図。
【図８】曲げ部間距離を変えたときの反射特性を検証するシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図９】ネジ間距離を変えたときの反射特性を検証するシミュレーションの結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに、図１及び図２を参照して、本実施形態のアンテナ装置１０の全体的な構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１０の斜視図である。図２は、アンテナ装置１０の側面断面図である。
【００３９】
アンテナ装置１０は、導波管型のスロットアレイアンテナであり、図２に矢印で示す方向に電磁波を放射可能である。このアンテナ装置１０は、例えば、船舶に搭載され、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信するレーダアンテナとして用いられる。図１に示すように、アンテナ装置１０は、アンテナケース１１と、同軸ケーブル１２と、同軸導波管変換器１３と、放射用導波管（導波管）１４と、垂直偏波抑圧部１５と、誘電体１６，１７，１８，１９と、を備える。
【００４０】
アンテナケース１１は、アンテナ装置１０を構成する各部材を覆うためのケースである。アンテナケース１１は、耐環境性や強度の観点から、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成されている。なお、アンテナ装置１０の内部を見易くするために、図１等においては、アンテナケース１１の輪郭のみを示している。
【００４１】
同軸ケーブル１２は、アンテナ装置１０の内部と外部とを接続するように配設されている。同軸ケーブル１２は、アンテナ装置１０の外部に配置されたマグネトロン（図略）等を用いて発生させた電磁波をアンテナ装置１０へ伝達するためのケーブルである。同軸ケーブル１２は、後述の図５に示すように、中心部分から外側に向かって順に、内導線１２ａと、絶縁部１２ｂと、編組線１２ｃと、被覆部１２ｄと、で構成されている。この構成により、同軸ケーブル１２を流れる電磁波が外部に漏れにくくなるとともに、外部の影響によるノイズが同軸ケーブル１２を流れる電磁波に発生しにくくなる。
【００４２】
同軸導波管変換器１３は、前記同軸ケーブル１２と、放射用導波管１４と、を接続するように配置される。同軸導波管変換器１３は、同軸ケーブル１２を流れる電磁波を同軸モードから導波管モードへ変換して、放射用導波管１４へ伝達する。なお、同軸導波管変換器１３の詳細な構成は後述する。
【００４３】
放射用導波管１４は、金属製の管状の部材である。放射用導波管１４には、図１に示すスロット１４ａが複数（例えば２つ）形成されている。放射用導波管１４は、同軸導波管変換器１３から伝達された電磁波をこのスロット１４ａから電磁波放射方向に放射するように構成されている。
【００４４】
垂直偏波抑圧部１５は、金属製の管状の部材である。垂直偏波抑圧部１５には、図１に示す格子１５ａが当該垂直偏波抑圧部１５の長手方向（図２の紙面裏表方向）に並べて複数形成されている。垂直偏波抑圧部１５は、放射用導波管１４から伝達された電磁波をこの格子１５ａから外部へ放射するように構成されている。このように、電磁波がスロット１４ａ及び格子１５ａを通過することで、当該電磁波の垂直偏波成分を抑圧することができる。
【００４５】
垂直偏波抑圧部１５の電磁波放射側（図２の右側）には、発泡誘電体等を素材とする誘電体１６，１７，１８，１９が配置されている。具体的には、所定の間隔を空けて互いに平行に配置された誘電体１６，１７の外側に、それぞれ誘電体１８，１９が配置されている。アンテナ装置１０が放射する電磁波は、この誘電体１６，１７，１８，１９の間隔に応じて指向角（垂直方向のビーム幅）が抑えられる。なお、指向角は、誘電体１６，１７，１８，１９の間隔だけでなく、誘電率を変更することによっても調整することができる。
【００４６】
以上の構成により、アンテナ装置１０は、マグネトロン等を用いて発生させた電磁波を、所定の指向角で外部に放出することができる。
【００４７】
次に、図３から図５までを参照して、同軸導波管変換器１３の詳細な構成について説明する。図３は、同軸導波管変換器１３の斜視図である。図４は、同軸導波管変換器１３の内導体２１の一部（伝達部３２及びプローブ３３）を示す斜視図である。図５は、同軸導波管変換器１３の背面断面図である。
【００４８】
図３に示すように、同軸導波管変換器１３は、矢印で示す方向に電磁波を伝達する内導体（同軸導波管変換器用内導体）２１と、当該内導体２１の外側に配置される外導体２２と、を備えている。
【００４９】
外導体２２は、ベース部２２ａと蓋部２２ｂとで構成されている。ベース部２２ａ及び蓋部２２ｂは、何れも金属で構成されており、内導体２１を挟み込むように配置される。この構成により、内導体２１を流れる電磁波が外部に漏れにくくなるとともに、内導体２１を流れる電磁波にノイズが発生しにくくなる。
【００５０】
内導体２１は、同軸ケーブル１２を介して伝達された（同軸ケーブル１２を流れた）電磁波を、同軸モードから導波管モードに変換して、放射用導波管１４へ伝達するための部材である。内導体２１は、接続補助部３１と、伝達部３２と、プローブ３３と、で構成されている。
【００５１】
接続補助部３１は、金属製の棒状の部材である。接続補助部３１の一端は、同軸ケーブル１２の内導線１２ａと電気的に接続されている（図５を参照）。一方、接続補助部３１の他端は、伝達部３２と電気的に接続されている。これにより、同軸ケーブル１２を流れてきた電磁波を伝達部３２へ伝達することができる。
【００５２】
なお、本構成に代えて、接続補助部３１を用いずに、伝達部３２と同軸ケーブル１２とを直接接続することも可能である。また、複数の接続補助部３１を介して、伝達部３２と同軸ケーブル１２とが接続される構成とすることも可能である。
【００５３】
伝達部３２及びプローブ３３は、１枚の板金をプレス加工（打抜き加工及び曲げ加工）することで形成される。伝達部３２には、図４等に示すように、第１曲げ部と第２曲げ部とが形成されている。第１曲げ部は、打抜き加工により形成されており、水平方向（図５の紙面裏表方向）に曲げられている。一方、第２曲げ部は、曲げ加工により形成されており、鉛直方向（図５の上下方向）に曲げられている。なお、第１曲げ部は伝達部３２の板面の向きが変わらないように曲げられており、第２曲げ部は伝達部３２の板面の向きが変わるように曲げられていると表現することもできる。この構成により、伝達部３２の同軸ケーブル１２側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第１仮想線Ｓ１と、プローブ３３側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第２仮想線Ｓ２と、がねじれの位置関係となる。
【００５４】
このように伝達部３２に曲げ部を形成することにより、本実施形態のように、放射用導波管１４及び垂直偏波抑圧部１５の長手方向と、アンテナケース１１内の同軸ケーブル１２と、が平行なレイアウトが可能となる（図１を参照）。このレイアウトでは、放射用導波管１４の下方のスペースを利用して同軸ケーブル１２を配設することができるので、アンテナ装置１０を小型化できる。
【００５５】
また、図４に示すように、伝達部３２の第１曲げ部及び第２曲げ部の近傍には、それぞれ樹脂製のネジ（第１固定具及び第２固定具）２３，２４を挿入するための挿入孔が形成されている。一方、ベース部２２ａには、これらの挿入孔と対応する位置にネジ孔が形成されている。また、伝達部３２とベース部２２ａとの間であって、挿入孔及びネジ孔が形成された部分には、円筒状の樹脂製のスペーサ２５，２６が配置される。そして、伝達部３２は、これらの孔にネジ２３，２４を取り付けることにより外導体２２に固定される。
【００５６】
なお、本実施形態では、ネジ２３，２４は、ＰＥＥＫ（登録商標、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂）で構成され、スペーサ２５，２６は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で構成されている。しかし、ネジ２３，２４及びスペーサ２５，２６は、上記の素材以外にも適宜の樹脂で構成されていても良い。
【００５７】
プローブ３３は、上述のように伝達部３２と一体形成された板状の部分である。プローブ３３には、図４等に示すように、クビレ部３３ａと、テーパ部３３ｂと、突出部３３ｃと、が形成されている。
【００５８】
クビレ部３３ａは、伝達部３２側の端部に形成されている。このクビレ部３３ａの幅は、プローブ３３においてクビレ部３３ａと接続する部分（テーパ部３３ｂの一端）の幅よりも狭くなるように形成されている。
【００５９】
テーパ部３３ｂは、クビレ部３３ａを挟んで、伝達部３２の反対側に形成されている。テーパ部３３ｂは、伝達部３２から遠ざかるにつれて幅が広がるように形成されている。
【００６０】
突出部３３ｃは、プローブ３３の一端部に、伝達部３２から遠ざかる向きに突出するように形成されている。突出部３３ｃの幅は、プローブ３３において突出部３３ｃと接続する部分の幅よりも狭くなるように形成されている。
【００６１】
プローブ３３をこのような形状にすることで、他の板状のプローブと比較して、インピーダンスの整合性及び帯域の広さ等を良好にすることができる。図６は、上記の形状のプローブ３３を用いた場合と、従来の円柱状のプローブを用いた場合と、で反射特性を比較したグラフである。この図６に示すように、本実施形態と従来例とでグラフの形状が殆ど同じなので、プローブ３３によって円柱状のプローブと同等の反射特性が得られていることが分かる。
【００６２】
次に、図７から図９までを参照して、曲げ部及びネジ２３，２４の位置と、反射特性と、の関係りについて説明する。図７は、曲げ部間距離（第１曲げ部と第２曲げ部との間の距離）Ｌ１及びネジ間距離（ネジ２３とネジ２４との間の距離）Ｌ２を示す図である。図８は、曲げ部間距離Ｌ１を変えたときの反射特性を検証するシミュレーションの結果を示すグラフである。図９は、ネジ間距離Ｌ２を変えたときの反射特性を検証するシミュレーションの結果を示すグラフである。
【００６３】
初めに、曲げ部間距離Ｌ１と反射特性との関係について説明する。本実施形態のように内導体２１（伝達部３２）を急激に曲げると、当該曲げ部において内導体２１を流れる電磁波が一部反射する。この場合、反射した電磁波により、反射特性が悪化してしまうことがある。
【００６４】
この点、本実施形態では、第１曲げ部で反射した電磁波と、第２曲げ部で反射した電磁波と、が打ち消し合うようにして、反射特性の悪化を防止している。具体的には、伝達部３２を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、曲げ部間距離Ｌ１が、「Ｌ１＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）」を満たすように第１曲げ部及び第２曲げ部の位置を定めている。
【００６５】
図８に示すシミュレーションでは、曲げ部間距離Ｌ１を、０．２３４λｇ（約λｇ／４）、０．３０５λｇ、０．３７６λｇと変化させたときの反射特性をグラフに示している。図８に示すように、曲げ部間距離Ｌ１が０．２３４λｇ（約λｇ／４）の場合に、最も良好な反射特性を示していることが分かる。
【００６６】
次に、ネジ間距離Ｌ２と反射特性との関係について説明する。本実施形態のように内導体２１を貫通するようにネジ２３，２４を取り付けると、このネジ２３，２４によって内導体２１を流れる電磁波が一部反射する。この場合、反射した電磁波により、反射特性が悪化してしまうことがある。ネジ間距離Ｌ２は、図７に示すように、同軸ケーブル１２に沿う方向の距離Ｌ２１と、平面視で同軸ケーブル１２に垂直な方向の距離Ｌ２２との和で表される。
【００６７】
この点、本実施形態では、ネジ２３で反射した電磁波と、ネジ２４で反射した電磁波と、が打ち消し合うようにして、反射特性の悪化を防止している。具体的には、伝達部３２を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、ネジ間距離Ｌ２が、「Ｌ２＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）」を満たすように内導体２１の取付位置を定めている。
【００６８】
図９に示すシミュレーションでは、ネジ間距離Ｌ２を、０．１１１λｇ、０．１６２λｇ、０．２１３λｇ（約λｇ／４）と変化させたときの反射特性をグラフに示している。図９に示すように、ネジ間距離Ｌ２が０．２１３λｇの場合に、最も良好な反射特性を示していることが分かる。
【００６９】
以上に説明したように、本実施形態の同軸導波管変換器１３は、内導体２１と、外導体２２と、を備える。内導体２１は、伝達部３２と、プローブ３３と、を備える。伝達部３２は、プローブ３３と一体形成された板状の部分であり、同軸ケーブル１２を流れた電磁波をプローブ３３へ伝達する。プローブ３３は、伝達部３２から伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変更する。
【００７０】
これにより、プレス加工によりプローブ３３を形成できるので、削り加工が必要な従来の構成（特許文献１に示す円柱状のプローブ等）と比較して、製造コストを低減することができる。また、プローブ３３と伝達部３２とが一体形成されているため、プローブを伝達部に取り付ける作業を省略でき、製造コストを一層低減することができる。更に、伝達部３２とプローブ３３との間のガタツキが生じないので、プローブ３３の位置精度を良好に保つことができる。
【００７１】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００７２】
伝達部３２の形状（板金の厚さ及び幅、曲げ位置、曲げ角度、及び曲げ数、ネジの挿入孔の位置等）は上記の構成に限られず、任意の形状のものを用いることができる。例えばプローブの位置及び同軸ケーブルの位置等に応じて、アンテナケース内のスペースを有効に活用したレイアウトが実現されるように形状を定めることができる。なお、曲げ位置及び挿入孔の位置については、上記で説明した数式を満たすように形成されることが好ましい。
【００７３】
プローブ３３の形状は上記の構成に限られず、任意の形状のものを用いることができる。例えば板金の厚さ及び幅や、導波管の形状等に応じて、適切に電磁波が伝達されるように形状を定めることができる。
【００７４】
アンテナ装置１０は、上記で示したスロットアレイアンテナに限られず、同軸ケーブルから伝達された電磁波をプローブによってモード変換して導波管から放出する構成であれば、任意のアンテナ装置を用いることができる。
【００７５】
アンテナ装置１０は、上記で示した船舶用レーダアンテナに限られず、他の移動体に搭載されるレーダアンテナや、灯台等に設置され、移動体の位置等を監視するレーダ装置用のレーダアンテナであっても良い。また、レーダアンテナ以外のアンテナ、例えば所定の情報の送信のみに用いられるアンテナにも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０ アンテナ装置
１１ アンテナケース
１２ 同軸ケーブル
１３ 同軸導波管変換器
１４ 放射用導波管（導波管）
１５ 垂直偏波抑圧部
１６〜１９ 誘電体
２１ 内導体（同軸導波管変換器用内導体）
２２ 外導体
３１ 接続補助部
３２ 伝達部
３３ プローブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主要には、同軸ケーブルを介して伝達された電磁波のモードを変換して導波管へ伝達する同軸導波管変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１から３までに示すように、同軸ケーブルと、同軸導波管変換器と、導波管と、を備えるアンテナ装置が知られている。
【０００３】
同軸ケーブルは、アンテナ装置外で発生させた電磁波をアンテナ装置まで伝達するために用いられるケーブルである。同軸ケーブルは、その中心部から順に、内導線と、絶縁部と、編組線（外導線）と、絶縁部と、で構成されている。
【０００４】
同軸導波管変換器は、内導体と、外導体と、プローブと、を備える。内導体は、一端が同軸ケーブルの内導線と接続され、他端がプローブに接続される。外導体は、内導体を覆うように配置される。同軸導波管変換器は、この構成で、同軸ケーブルから伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変換する。導波管モードへ変換された電磁波は、導波管へ伝達される。
【０００５】
導波管は金属製の管状の部材であり、スロットアンテナの場合、当該導波管にスロットが形成される。導波管は、前記同軸導波管変換器から伝達された電磁波をスロット等から外部へ放射する。
【０００６】
また、特許文献１に示すようにプローブは円柱形状のものが一般的であるが、特許文献２及び３に示すように板状のプローブも知られている。なお、特許文献２においては、プローブは、中心導体（内導体）に対して取外し可能に構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−８８７９７号公報
【特許文献２】特開平９−１３０１０８号公報
【特許文献３】特開平８−１６２８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、プローブには、インピーダンスの整合性及び適切なモード変換のため等に、高い寸法精度が要求される。
【０００９】
そのため、特許文献１が示す円柱形状のプローブは、高精度な切削加工等が必要となり、プローブの製造コストが高くなってしまう。また、特許文献２では、プローブを高精度に取り付ける必要があり、ユーザの手間となってしまう。
【００１０】
また、同軸ケーブルは可撓性を有しているものの、ケーブルの性能を維持するためには屈曲の程度を一定の範囲内にとどめる必要がある。そのため、アンテナ装置内の空間を有効に活用できず、大型のアンテナケースが必要となったり、同軸ケーブルがアンテナケース外に配設されたりして、装置の小型化が困難になってしまう。
【００１１】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、プローブの製造コストを低減するとともにプローブの取付工程を不要とし、プローブ及び同軸ケーブル等のレイアウトの自由度を向上させる同軸導波管変換器用内導体を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１３】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の同軸導波管変換器用内導体が提供される。即ち、この同軸導波管変換器用内導体は、プローブと、伝達部と、を備える。前記プローブは、板状に構成され、伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変更する。前記伝達部は、前記プローブと一体形成された板状の部分であって、前記同軸ケーブルを流れた電磁波を前記プローブへ伝達する。
【００１４】
これにより、プローブが板状なので、プレス加工によりプローブを作成することで、製造コストを低減することができる。また、プローブと伝達部とが一体形成されているため、プローブを伝達部に取り付ける作業を省略でき、製造コストを一層低減することができる。更に、伝達部とプローブとの間のガタツキが生じないので、プローブの位置精度を良好に保つことができる。また、伝達部が板状なので、伝達部の位置決めを簡単な構成（例えばスペーサとネジ）で行うことができる。
【００１５】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、前記伝達部には曲げ部が形成されることが好ましい。
【００１６】
これにより、本構成の内導体は板状であるので、ケーブル等と異なり、曲げ半径を考慮せずに曲げ部を形成することができる。そのため、曲げ部同士の間隔を短くしたり、伝達部の端部近傍に曲げ部を形成したりすることができる。従って、プローブ、伝達部、及び同軸ケーブル等のレイアウトの自由度を向上させることができるので、本構成の内導体を備える装置（アンテナ装置等）を小型化することができる。
【００１７】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伝達部には、前記曲げ部としての第１曲げ部及び第２曲げ部が形成される。前記伝達部を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、前記第１曲げ部と前記第２曲げ部との間の距離Ｌ１が、Ｌ１＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）を満たす。
【００１８】
これにより、第１曲げ部及び第２曲げ部で生じる反射波同士が打ち消し合うので、電磁波の反射特性が悪化することを防止できる。
【００１９】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伝達部は、第１固定具及び第２固定具によって固定される。前記伝達部を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、前記第１固定具と前記第２固定具との間の距離Ｌ２が、Ｌ２＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）を満たす。
【００２０】
これにより、第１固定具及び第２固定具で生じる反射波同士が打ち消し合うので、電磁波の反射特性が悪化することを防止できる。
【００２１】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記プローブには、前記伝達部側の端部にクビレ部が形成される。前記クビレ部の幅は、前記プローブにおいて前記クビレ部と接続する部分の幅よりも狭い。
【００２２】
これにより、インピーダンスを整合させ易くなり、同軸ケーブル側から導波管側へ電磁波を効率的に伝送することができる。
【００２３】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記プローブには、テーパ部が形成される。前記テーパ部は、前記伝達部から遠ざかるにつれて幅が広がる。
【００２４】
これにより、プローブの帯域を広くすることができる。従って、電磁波が高周波であっても、適切に導波管に伝達することができる。
【００２５】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記プローブには、前記伝達部から遠ざかる向きに突出する突出部が形成される。前記突出部の幅は、前記プローブにおいて前記突出部と接続する部分の幅よりも狭い。
【００２６】
これにより、この突出部を削ることでインピーダンス整合等の微調整を行うことができる。
【００２７】
前記の同軸導波管変換器用内導体においては、前記伝達部の前記同軸ケーブル側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第１仮想線と、前記伝達部の前記プローブ側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第２仮想線とが、ねじれの位置関係にあることが好ましい。
【００２８】
即ち、従来から、スペースを有効に活用して部品を配置するために、上記のように第１仮想線と第２仮想線とがねじれの位置関係となるように、内導体を配置する要望があった。しかし、従来では、内導体の曲げ半径を考慮しなければならないため、第１仮想線と第２仮想線とがねじれの位置関係となるように内導体を配置することが困難であった。この点、本構成は曲げ半径を考慮しなくて良いため、上記の要望に容易に応えることができる。
【００２９】
本発明の第２の観点によれば、前記の同軸導波管変換器と、前記同軸導波管変換器用内導体の周囲を覆う外導体と、を備えた構成の同軸導波管変換器が提供される。
【００３０】
これにより、製造コストを低減する等の上記の効果を同軸導波管変換器において発揮させることができる。
【００３１】
前記のアンテナ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このアンテナ装置は、同軸導波管変換器と、導波管と、を備える。前記導波管は、前記同軸導波管変換器から伝達された電磁波を外部へ向かって放射する。
【００３２】
これにより、上記の効果をアンテナ装置において発揮させることができる。
【００３３】
前記のアンテナ装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このアンテナ装置は、少なくとも前記同軸導波管変換器を覆うアンテナケースを備える。前記導波管の長手方向と、前記アンテナケース内の前記同軸ケーブルと、が平行である。
【００３４】
これにより、アンテナケース内の空間を有効に活用したレイアウトを実現できるので、アンテナ装置を小型化することができる。
【００３５】
前記のアンテナ装置においては、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信するレーダアンテナとして用いられることが好ましい。
【００３６】
これにより、上記の効果をレーダアンテナにおいて発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の斜視図。
【図２】アンテナ装置の側面断面図。
【図３】同軸導波管変換器の斜視図。
【図４】伝達部及びプローブの構成を示す斜視図。
【図５】同軸導波管変換器の背面断面図。
【図６】プローブの形状の違いと反射特性との関係を示すグラフ。
【図７】曲げ部間距離及びネジ間距離を示す図。
【図８】曲げ部間距離を変えたときの反射特性を検証するシミュレーションの結果を示すグラフ。
【図９】ネジ間距離を変えたときの反射特性を検証するシミュレーションの結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに、図１及び図２を参照して、本実施形態のアンテナ装置１０の全体的な構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１０の斜視図である。図２は、アンテナ装置１０の側面断面図である。
【００３９】
アンテナ装置１０は、導波管型のスロットアレイアンテナであり、図２に矢印で示す方向に電磁波を放射可能である。このアンテナ装置１０は、例えば、船舶に搭載され、電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信するレーダアンテナとして用いられる。図１に示すように、アンテナ装置１０は、アンテナケース１１と、同軸ケーブル１２と、同軸導波管変換器１３と、放射用導波管（導波管）１４と、垂直偏波抑圧部１５と、誘電体１６，１７，１８，１９と、を備える。
【００４０】
アンテナケース１１は、アンテナ装置１０を構成する各部材を覆うためのケースである。アンテナケース１１は、耐環境性や強度の観点から、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成されている。なお、アンテナ装置１０の内部を見易くするために、図１等においては、アンテナケース１１の輪郭のみを示している。
【００４１】
同軸ケーブル１２は、アンテナ装置１０の内部と外部とを接続するように配設されている。同軸ケーブル１２は、アンテナ装置１０の外部に配置されたマグネトロン（図略）等を用いて発生させた電磁波をアンテナ装置１０へ伝達するためのケーブルである。同軸ケーブル１２は、後述の図５に示すように、中心部分から外側に向かって順に、内導線１２ａと、絶縁部１２ｂと、編組線１２ｃと、被覆部１２ｄと、で構成されている。この構成により、同軸ケーブル１２を流れる電磁波が外部に漏れにくくなるとともに、外部の影響によるノイズが同軸ケーブル１２を流れる電磁波に発生しにくくなる。
【００４２】
同軸導波管変換器１３は、前記同軸ケーブル１２と、放射用導波管１４と、を接続するように配置される。同軸導波管変換器１３は、同軸ケーブル１２を流れる電磁波を同軸モードから導波管モードへ変換して、放射用導波管１４へ伝達する。なお、同軸導波管変換器１３の詳細な構成は後述する。
【００４３】
放射用導波管１４は、金属製の管状の部材である。放射用導波管１４には、図１に示すスロット１４ａが複数（例えば２つ）形成されている。放射用導波管１４は、同軸導波管変換器１３から伝達された電磁波をこのスロット１４ａから電磁波放射方向に放射するように構成されている。
【００４４】
垂直偏波抑圧部１５は、金属製の管状の部材である。垂直偏波抑圧部１５には、図１に示す格子１５ａが当該垂直偏波抑圧部１５の長手方向（図２の紙面裏表方向）に並べて複数形成されている。垂直偏波抑圧部１５は、放射用導波管１４から伝達された電磁波をこの格子１５ａから外部へ放射するように構成されている。このように、電磁波がスロット１４ａ及び格子１５ａを通過することで、当該電磁波の垂直偏波成分を抑圧することができる。
【００４５】
垂直偏波抑圧部１５の電磁波放射側（図２の右側）には、発泡誘電体等を素材とする誘電体１６，１７，１８，１９が配置されている。具体的には、所定の間隔を空けて互いに平行に配置された誘電体１６，１７の外側に、それぞれ誘電体１８，１９が配置されている。アンテナ装置１０が放射する電磁波は、この誘電体１６，１７，１８，１９の間隔に応じて指向角（垂直方向のビーム幅）が抑えられる。なお、指向角は、誘電体１６，１７，１８，１９の間隔だけでなく、誘電率を変更することによっても調整することができる。
【００４６】
以上の構成により、アンテナ装置１０は、マグネトロン等を用いて発生させた電磁波を、所定の指向角で外部に放出することができる。
【００４７】
次に、図３から図５までを参照して、同軸導波管変換器１３の詳細な構成について説明する。図３は、同軸導波管変換器１３の斜視図である。図４は、同軸導波管変換器１３の内導体２１の一部（伝達部３２及びプローブ３３）を示す斜視図である。図５は、同軸導波管変換器１３の背面断面図である。
【００４８】
図３に示すように、同軸導波管変換器１３は、矢印で示す方向に電磁波を伝達する内導体（同軸導波管変換器用内導体）２１と、当該内導体２１の外側に配置される外導体２２と、を備えている。
【００４９】
外導体２２は、ベース部２２ａと蓋部２２ｂとで構成されている。ベース部２２ａ及び蓋部２２ｂは、何れも金属で構成されており、内導体２１を挟み込むように配置される。この構成により、内導体２１を流れる電磁波が外部に漏れにくくなるとともに、内導体２１を流れる電磁波にノイズが発生しにくくなる。
【００５０】
内導体２１は、同軸ケーブル１２を介して伝達された（同軸ケーブル１２を流れた）電磁波を、同軸モードから導波管モードに変換して、放射用導波管１４へ伝達するための部材である。内導体２１は、接続補助部３１と、伝達部３２と、プローブ３３と、で構成されている。
【００５１】
接続補助部３１は、金属製の棒状の部材である。接続補助部３１の一端は、同軸ケーブル１２の内導線１２ａと電気的に接続されている（図５を参照）。一方、接続補助部３１の他端は、伝達部３２と電気的に接続されている。これにより、同軸ケーブル１２を流れてきた電磁波を伝達部３２へ伝達することができる。
【００５２】
なお、本構成に代えて、接続補助部３１を用いずに、伝達部３２と同軸ケーブル１２とを直接接続することも可能である。また、複数の接続補助部３１を介して、伝達部３２と同軸ケーブル１２とが接続される構成とすることも可能である。
【００５３】
伝達部３２及びプローブ３３は、１枚の板金をプレス加工（打抜き加工及び曲げ加工）することで形成される。伝達部３２には、図４等に示すように、第１曲げ部と第２曲げ部とが形成されている。第１曲げ部は、打抜き加工により形成されており、水平方向（図５の紙面裏表方向）に曲げられている。一方、第２曲げ部は、曲げ加工により形成されており、鉛直方向（図５の上下方向）に曲げられている。なお、第１曲げ部は伝達部３２の板面の向きが変わらないように曲げられており、第２曲げ部は伝達部３２の板面の向きが変わるように曲げられていると表現することもできる。この構成により、伝達部３２の同軸ケーブル１２側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第１仮想線Ｓ１と、プローブ３３側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第２仮想線Ｓ２と、がねじれの位置関係となる。
【００５４】
このように伝達部３２に曲げ部を形成することにより、本実施形態のように、放射用導波管１４及び垂直偏波抑圧部１５の長手方向と、アンテナケース１１内の同軸ケーブル１２と、が平行なレイアウトが可能となる（図１を参照）。このレイアウトでは、放射用導波管１４の下方のスペースを利用して同軸ケーブル１２を配設することができるので、アンテナ装置１０を小型化できる。
【００５５】
また、図４に示すように、伝達部３２の第１曲げ部及び第２曲げ部の近傍には、それぞれ樹脂製のネジ（第１固定具及び第２固定具）２３，２４を挿入するための挿入孔が形成されている。一方、ベース部２２ａには、これらの挿入孔と対応する位置にネジ孔が形成されている。また、伝達部３２とベース部２２ａとの間であって、挿入孔及びネジ孔が形成された部分には、円筒状の樹脂製のスペーサ２５，２６が配置される。そして、伝達部３２は、これらの孔にネジ２３，２４を取り付けることにより外導体２２に固定される。
【００５６】
なお、本実施形態では、ネジ２３，２４は、ＰＥＥＫ（登録商標、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂）で構成され、スペーサ２５，２６は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で構成されている。しかし、ネジ２３，２４及びスペーサ２５，２６は、上記の素材以外にも適宜の樹脂で構成されていても良い。
【００５７】
プローブ３３は、上述のように伝達部３２と一体形成された板状の部分である。プローブ３３には、図４等に示すように、クビレ部３３ａと、テーパ部３３ｂと、突出部３３ｃと、が形成されている。
【００５８】
クビレ部３３ａは、伝達部３２側の端部に形成されている。このクビレ部３３ａの幅は、プローブ３３においてクビレ部３３ａと接続する部分（テーパ部３３ｂの一端）の幅よりも狭くなるように形成されている。
【００５９】
テーパ部３３ｂは、クビレ部３３ａを挟んで、伝達部３２の反対側に形成されている。テーパ部３３ｂは、伝達部３２から遠ざかるにつれて幅が広がるように形成されている。
【００６０】
突出部３３ｃは、プローブ３３の一端部に、伝達部３２から遠ざかる向きに突出するように形成されている。突出部３３ｃの幅は、プローブ３３において突出部３３ｃと接続する部分の幅よりも狭くなるように形成されている。
【００６１】
プローブ３３をこのような形状にすることで、他の板状のプローブと比較して、インピーダンスの整合性及び帯域の広さ等を良好にすることができる。図６は、上記の形状のプローブ３３を用いた場合と、従来の円柱状のプローブを用いた場合と、で反射特性を比較したグラフである。この図６に示すように、本実施形態と従来例とでグラフの形状が殆ど同じなので、プローブ３３によって円柱状のプローブと同等の反射特性が得られていることが分かる。
【００６２】
次に、図７から図９までを参照して、曲げ部及びネジ２３，２４の位置と、反射特性と、の関係りについて説明する。図７は、曲げ部間距離（第１曲げ部と第２曲げ部との間の距離）Ｌ１及びネジ間距離（ネジ２３とネジ２４との間の距離）Ｌ２を示す図である。図８は、曲げ部間距離Ｌ１を変えたときの反射特性を検証するシミュレーションの結果を示すグラフである。図９は、ネジ間距離Ｌ２を変えたときの反射特性を検証するシミュレーションの結果を示すグラフである。
【００６３】
初めに、曲げ部間距離Ｌ１と反射特性との関係について説明する。本実施形態のように内導体２１（伝達部３２）を急激に曲げると、当該曲げ部において内導体２１を流れる電磁波が一部反射する。この場合、反射した電磁波により、反射特性が悪化してしまうことがある。
【００６４】
この点、本実施形態では、第１曲げ部で反射した電磁波と、第２曲げ部で反射した電磁波と、が打ち消し合うようにして、反射特性の悪化を防止している。具体的には、伝達部３２を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、曲げ部間距離Ｌ１が、「Ｌ１＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）」を満たすように第１曲げ部及び第２曲げ部の位置を定めている。
【００６５】
図８に示すシミュレーションでは、曲げ部間距離Ｌ１を、０．２３４λｇ（約λｇ／４）、０．３０５λｇ、０．３７６λｇと変化させたときの反射特性をグラフに示している。図８に示すように、曲げ部間距離Ｌ１が０．２３４λｇ（約λｇ／４）の場合に、最も良好な反射特性を示していることが分かる。
【００６６】
次に、ネジ間距離Ｌ２と反射特性との関係について説明する。本実施形態のように内導体２１を貫通するようにネジ２３，２４を取り付けると、このネジ２３，２４によって内導体２１を流れる電磁波が一部反射する。この場合、反射した電磁波により、反射特性が悪化してしまうことがある。ネジ間距離Ｌ２は、図７に示すように、同軸ケーブル１２に沿う方向の距離Ｌ２１と、平面視で同軸ケーブル１２に垂直な方向の距離Ｌ２２との和で表される。
【００６７】
この点、本実施形態では、ネジ２３で反射した電磁波と、ネジ２４で反射した電磁波と、が打ち消し合うようにして、反射特性の悪化を防止している。具体的には、伝達部３２を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、ネジ間距離Ｌ２が、「Ｌ２＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）」を満たすように内導体２１の取付位置を定めている。
【００６８】
図９に示すシミュレーションでは、ネジ間距離Ｌ２を、０．１１１λｇ、０．１６２λｇ、０．２１３λｇ（約λｇ／４）と変化させたときの反射特性をグラフに示している。図９に示すように、ネジ間距離Ｌ２が０．２１３λｇの場合に、最も良好な反射特性を示していることが分かる。
【００６９】
以上に説明したように、本実施形態の同軸導波管変換器１３は、内導体２１と、外導体２２と、を備える。内導体２１は、伝達部３２と、プローブ３３と、を備える。伝達部３２は、プローブ３３と一体形成された板状の部分であり、同軸ケーブル１２を流れた電磁波をプローブ３３へ伝達する。プローブ３３は、伝達部３２から伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変更する。
【００７０】
これにより、プレス加工によりプローブ３３を形成できるので、削り加工が必要な従来の構成（特許文献１に示す円柱状のプローブ等）と比較して、製造コストを低減することができる。また、プローブ３３と伝達部３２とが一体形成されているため、プローブを伝達部に取り付ける作業を省略でき、製造コストを一層低減することができる。更に、伝達部３２とプローブ３３との間のガタツキが生じないので、プローブ３３の位置精度を良好に保つことができる。
【００７１】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００７２】
伝達部３２の形状（板金の厚さ及び幅、曲げ位置、曲げ角度、及び曲げ数、ネジの挿入孔の位置等）は上記の構成に限られず、任意の形状のものを用いることができる。例えばプローブの位置及び同軸ケーブルの位置等に応じて、アンテナケース内のスペースを有効に活用したレイアウトが実現されるように形状を定めることができる。なお、曲げ位置及び挿入孔の位置については、上記で説明した数式を満たすように形成されることが好ましい。
【００７３】
プローブ３３の形状は上記の構成に限られず、任意の形状のものを用いることができる。例えば板金の厚さ及び幅や、導波管の形状等に応じて、適切に電磁波が伝達されるように形状を定めることができる。
【００７４】
アンテナ装置１０は、上記で示したスロットアレイアンテナに限られず、同軸ケーブルから伝達された電磁波をプローブによってモード変換して導波管から放出する構成であれば、任意のアンテナ装置を用いることができる。
【００７５】
アンテナ装置１０は、上記で示した船舶用レーダアンテナに限られず、他の移動体に搭載されるレーダアンテナや、灯台等に設置され、移動体の位置等を監視するレーダ装置用のレーダアンテナであっても良い。また、レーダアンテナ以外のアンテナ、例えば所定の情報の送信のみに用いられるアンテナにも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０ アンテナ装置
１１ アンテナケース
１２ 同軸ケーブル
１３ 同軸導波管変換器
１４ 放射用導波管（導波管）
１５ 垂直偏波抑圧部
１６〜１９ 誘電体
２１ 内導体（同軸導波管変換器用内導体）
２２ 外導体
３１ 接続補助部
３２ 伝達部
３３ プローブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変更する板状のプローブと、
前記プローブと一体形成された板状の部分であって、同軸ケーブルを流れた電磁波を前記プローブへ伝達する伝達部と、
を備えることを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項２】
請求項１に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記伝達部には曲げ部が形成されることを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項３】
請求項２に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記伝達部には、前記曲げ部としての第１曲げ部及び第２曲げ部が形成され、
前記伝達部を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、前記第１曲げ部と前記第２曲げ部との間の距離Ｌ１が、
Ｌ１＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）
を満たすことを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記伝達部は、第１固定具及び第２固定具によって固定され、
前記伝達部を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、前記第１固定具と前記第２固定具との間の距離Ｌ２が、
Ｌ２＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）
を満たすことを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記プローブには、前記伝達部側の端部にクビレ部が形成され、
前記クビレ部の幅は、前記プローブにおいて前記クビレ部と接続する部分の幅よりも狭いことを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記プローブには、テーパ部が形成され、
前記テーパ部は、前記伝達部から遠ざかるにつれて幅が広がることを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記プローブには、前記伝達部から遠ざかる向きに突出する突出部が形成され、
前記突出部の幅は、前記プローブにおいて前記突出部と接続する部分の幅よりも狭いことを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記伝達部の前記同軸ケーブル側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第１仮想線と、前記伝達部の前記プローブ側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第２仮想線とが、ねじれの位置関係にあることを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項９】
請求項１から８までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体と、
前記同軸導波管変換器用内導体の周囲を覆う外導体と、
を備えることを特徴とする同軸導波管変換器。
【請求項１０】
請求項９に記載の同軸導波管変換器と、
前記同軸導波管変換器から伝達された電磁波を外部へ向かって放射する導波管と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアンテナ装置であって、
少なくとも前記同軸導波管変換器を覆うアンテナケースを備え、
前記導波管の長手方向と、前記アンテナケース内の前記同軸ケーブルと、が平行であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアンテナ装置であって、
電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信するレーダアンテナとして用いられることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１】
伝達された電磁波を同軸モードから導波管モードへ変更する板状のプローブと、
前記プローブと一体形成された板状の部分であって、同軸ケーブルを流れた電磁波を前記プローブへ伝達する伝達部と、
を備えることを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項２】
請求項１に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記伝達部には曲げ部が形成されることを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項３】
請求項２に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記伝達部には、前記曲げ部としての第１曲げ部及び第２曲げ部が形成され、
前記伝達部を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、前記第１曲げ部と前記第２曲げ部との間の距離Ｌ１が、
Ｌ１＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）
を満たすことを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記伝達部は、第１固定具及び第２固定具によって固定され、
前記伝達部を流れる電磁波の波長をλｇとしたときに、前記第１固定具と前記第２固定具との間の距離Ｌ２が、
Ｌ２＝λｇ／４＋ｍλｇ／２（ｍは正の整数）
を満たすことを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記プローブには、前記伝達部側の端部にクビレ部が形成され、
前記クビレ部の幅は、前記プローブにおいて前記クビレ部と接続する部分の幅よりも狭いことを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記プローブには、テーパ部が形成され、
前記テーパ部は、前記伝達部から遠ざかるにつれて幅が広がることを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記プローブには、前記伝達部から遠ざかる向きに突出する突出部が形成され、
前記突出部の幅は、前記プローブにおいて前記突出部と接続する部分の幅よりも狭いことを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体であって、
前記伝達部の前記同軸ケーブル側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第１仮想線と、前記伝達部の前記プローブ側の端部近傍に沿って延ばした仮想直線である第２仮想線とが、ねじれの位置関係にあることを特徴とする同軸導波管変換器用内導体。
【請求項９】
請求項１から８までの何れか一項に記載の同軸導波管変換器用内導体と、
前記同軸導波管変換器用内導体の周囲を覆う外導体と、
を備えることを特徴とする同軸導波管変換器。
【請求項１０】
請求項９に記載の同軸導波管変換器と、
前記同軸導波管変換器から伝達された電磁波を外部へ向かって放射する導波管と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアンテナ装置であって、
少なくとも前記同軸導波管変換器を覆うアンテナケースを備え、
前記導波管の長手方向と、前記アンテナケース内の前記同軸ケーブルと、が平行であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアンテナ装置であって、
電磁波を送信するとともに当該電磁波の反射波を受信するレーダアンテナとして用いられることを特徴とするアンテナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１７１４４（Ｐ２０１３−１７１４４Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０４７７（Ｐ２０１１−１５０４７７）
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
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