JP2003258548A - Multi-beam antenna - Google Patents
Multi-beam antennaInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は平面アレーアンテナ
により実現される簡易・小型な給電点切換走査型マルチ
ビームアンテナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simple and compact feed point switching scanning multi-beam antenna realized by a plane array antenna.
【０００２】[0002]
【従来の技術】平面型の給電点切換型マルチビームアン
テナの主な実現方法として、複数の指向性の異なるアン
テナを切換えて指向性を変える方法が多く用いられる。2. Description of the Related Art As a main method of realizing a planar type feed point switching type multi-beam antenna, a method of changing a directivity by switching a plurality of antennas having different directivities is often used.
【０００３】従来技術における、複数のアンテナを切換
えることによって指向性を制御するアンテナの第一の例
として、平面アレーアンテナを放射状に並べ、マルチビ
ームを実現する平面セクタアンテナを実現する構成（特
開２００１−３６３３９）がある。従来技術の第一の例
の構造図を図６に示す。円形の基板５の中心の周りに６
０度ずつ異なる方向に指向したアレーアンテナ６１０，
６２０〜６６０を放射状に配置する。このアレーアンテ
ナ６１０〜６６０は半径方向に等間隔に配置された複数
のアンテナ素子６１１，６１２〜６６３から成り、個々
のアレーアンテナ６１０〜６６０は独立して動作する。
しかし、ビーム毎にアレーアンテナを独立して構成させ
るため、ビーム数増加とともにアンテナサイズが大きく
なるという問題がある。As a first example of a conventional antenna for controlling directivity by switching a plurality of antennas, planar array antennas are arranged in a radial pattern to realize a planar sector antenna for realizing a multi-beam (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-242242). 2001-36339). A structural diagram of the first example of the prior art is shown in FIG. 6 around the center of the circular substrate 5
Array antenna 610 oriented in different directions by 0 degrees,
620 to 660 are arranged radially. The array antennas 610 to 660 are composed of a plurality of antenna elements 611, 612 to 663 arranged at equal intervals in the radial direction, and the individual array antennas 610 to 660 operate independently.
However, since the array antenna is independently configured for each beam, there is a problem that the antenna size increases as the number of beams increases.
【０００４】従来技術の第二の例として、従来技術の第
一の例をさらに具体化した、一括のエッチングで実現可
能なパッチ八木宇田アンテナによる平面型のマルチビー
ムアンテナ（“Electronically Steerable Yagi-Uda Mi
crostrip Patch Antenna Array”,IEEE Trans.Antennas
Propagat.,vol.46,pp.605-608,May 1998）がある。こ
こで八木宇田アンテナとは一つの給電素子を始点とし給
電素子より電気的に小さな無給電素子を列状に配置した
アレーアンテナであって、パッチ八木宇田アンテナとは
アンテナ素子がパッチアンテナであるものを指す。従来
技術の第二の例の構造図を図７に示す。基板５上に基板
中心を軸として９０度ずつ異なる方向に指向したパッチ
八木宇田アンテナ６１０，６２０〜６４０を放射状に配
置する。このアレーアンテナは中心から外側方向に向け
て、給電素子６１６と無給電素子６１１〜６１５、給電
素子６２６と無給電素子６２１〜６２５、給電素子６３
６と無給電素子６３１〜６３５、給電素子６４６と無給
電素子６４１〜６４５から成る４つの八木宇田アンテナ
６１０〜６４０により構成され、中心には給電素子より
電気長の大きい無給電素子７が４つの八木宇田アンテナ
６１０〜６４０共通の反射器として配されている。個々
のアレーアンテナは独立して動作する。この構成によっ
て４つの給電素子の何れかに給電する事によって、４方
向にビームを切替えることが可能となる。また、本構成
は給電点が近接し、ビーム間のアイソレーション低下に
よるビーム割れが問題となるため、アイソレーション向
上の手段として反射器の採用が必須である。この構成は
１素子の反射器だけを４ビームで共通しており、アンテ
ナ面積の大部分を占める導波路の共有化が行われていな
いため、アンテナサイズ縮小の効果は小さい。その結
果、アレーアンテナを構成する殆どの素子がビーム毎に
独立して構成されるため、ビーム数増加または所要アン
テナ利得が増加するとともにサイズが大きくなるという
問題がある。As a second example of the prior art, a planar multi-beam antenna (“Electronically Steerable Yagi-Uda” by a patch Yagi-Uda antenna, which is a more concrete embodiment of the first example of the prior art and can be realized by batch etching. Mi
crostrip Patch Antenna Array ”, IEEE Trans.Antennas
Propagat., Vol.46, pp.605-608, May 1998). Here, the Yagi-Uda antenna is an array antenna in which one feeding element is the starting point and parasitic elements that are electrically smaller than the feeding element are arranged in rows, and the patch Yagi-Uda antenna is one in which the antenna element is a patch antenna. Refers to. A structural diagram of a second example of the prior art is shown in FIG. Patches Yagi-Uda antennas 610, 620 to 640 oriented in different directions by 90 degrees about the substrate center are radially arranged on the substrate 5. This array antenna has a feeding element 616 and parasitic elements 611 to 615, a feeding element 626 and parasitic elements 621 to 625, and a feeding element 63 from the center toward the outer side.
6 and four parasitic elements 631 to 635, four feeding elements 646 and four parasitic elements 641 to 645, and four Yagi-Uda antennas 610 to 640. It is arranged as a common reflector for Yagi-Uda antennas 610-640. Each array antenna operates independently. With this configuration, it is possible to switch the beam in four directions by feeding any one of the four feeding elements. Further, in this configuration, since the feeding points are close to each other and beam breakage due to a reduction in isolation between beams becomes a problem, it is essential to employ a reflector as a means for improving isolation. In this configuration, only one element of the reflector is shared by the four beams, and the waveguide occupying most of the antenna area is not shared. Therefore, the effect of reducing the antenna size is small. As a result, most of the elements constituting the array antenna are independently configured for each beam, which causes a problem that the number of beams or required antenna gain increases and the size increases.
【０００５】従来技術の第三の例として、パッチ八木宇
田アンテナを用い、給電素子よりも電気長の短い無給電
素子を複数ビーム間で共有化することによって、平面マ
ルチビームアンテナの小型化を実現した例がある（特開
２００１−２４８７６４）。従来技術の第三の例の構造
図を図８に示す。基板５上の２列の無給電素子列は共有
正方形型無給電素子７０１において互いに直交してお
り、素子列の両端４箇所に給電素子６７１〜６７４が構
成されている。無給電素子７０１以外の素子は、交差偏
波特性を確保するため、励振方向と直交する方向の素子
幅を短くとり長方形型となっている。また、無給電素子
７０１は給電素子６７１〜６７４に比べ電気長が短くな
っている。給電素子６７１に給電した場合、給電素子６
７１に続く無給電素子の１列が励振され、素子６７１を
給電素子としたパッチ八木宇田アンテナとして動作す
る。そのため、素子６７１から素子６７３方向へと主ビ
ームを形成する。給電を給電素子６７１〜６７４の間で
切替えることによって、第三の例のアンテナは４ビーム
を持つマルチビームアンテナとして動作する。しかし、
その一方、対向する給電素子の影響により、Ｆ／Ｂ比が
悪化し、その影響を低減するため、非励振給電素子のポ
ートを終端する必要があった。また同様の理由で、１ポ
ートに給電した場合、素子列の反対側にあるポートとの
結合量が大きいため反対側のポートを同時に使う事は困
難であった。As a third example of the prior art, a patch Yagi-Uda antenna is used, and a parasitic element having an electric length shorter than that of the feeding element is shared by a plurality of beams, thereby realizing miniaturization of a planar multi-beam antenna. There is an example (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-248764). A structural diagram of a third example of the prior art is shown in FIG. The two parasitic element rows on the substrate 5 are orthogonal to each other in the shared square parasitic element 701, and the feed elements 671 to 674 are formed at four positions on both ends of the element row. The elements other than the parasitic element 701 have a rectangular shape with a short element width in the direction orthogonal to the excitation direction in order to ensure cross polarization characteristics. Further, the parasitic element 701 has a shorter electrical length than the feeding elements 671 to 674. When power is fed to the power feeding element 671, the power feeding element 6
One row of parasitic elements following 71 is excited and operates as a patch Yagi-Uda antenna using the element 671 as a feeding element. Therefore, the main beam is formed from the element 671 toward the element 673. By switching the power feeding between the power feeding elements 671 to 674, the antenna of the third example operates as a multi-beam antenna having four beams. But,
On the other hand, the F / B ratio is deteriorated due to the influence of the opposing power feeding element, and in order to reduce the influence, it is necessary to terminate the port of the non-excitation power feeding element. Further, for the same reason, when power is supplied to one port, it is difficult to use the port on the opposite side at the same time because the coupling amount with the port on the opposite side of the element array is large.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】複数のアンテナを切替
えることによって指向性を制御する方法では、一般的に
ビーム数の増加に比例してアンテナ素子数が増加しアン
テナサイズが増加する。従来技術の第一、第二の例で挙
げた平面マルチビームアンテナは、ビーム数が多い場合
はアンテナサイズが増大するという問題があり、また大
きな利得を必要とする場合はアンテナサイズはさらに大
きくなる。第三の例としてあげた方法は、アンテナサイ
ズを縮小する事が実現できるが、給電素子は非励振時に
終端される必要があるため、給電と終端を切替える機構
が必要となり、一般にそのような機構を取り付けた場合
回路の複雑化を招きさらには回路損失が増大する。In the method of controlling directivity by switching a plurality of antennas, generally, the number of antenna elements increases and the antenna size increases in proportion to the increase in the number of beams. The planar multi-beam antennas mentioned in the first and second examples of the prior art have a problem that the antenna size increases when the number of beams is large, and the antenna size becomes larger when a large gain is required. . The method given as the third example can reduce the size of the antenna, but since the feeding element needs to be terminated at the time of non-excitation, a mechanism for switching between feeding and termination is required, and such a mechanism is generally used. When attached, the circuit becomes complicated and the circuit loss increases.
【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、ビーム間素子共有化によって小型化が可能で、小型
化した場合でも低い給電素子間の結合量が得られるため
給電点終端条件切替えが不要である簡易なマルチビーム
アンテナを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the size by sharing the elements between the beams. Even if the size is reduced, a low coupling amount between the power feeding elements is obtained, so that the feeding point termination condition switching is performed. It is an object of the present invention to provide a simple multi-beam antenna that does not require.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のマルチビームアンテナは、直線上に給電パッ
チアンテナ素子と１素子以上の無給電パッチアンテナ素
子を有する素子列を３列以上具備し、各素子列は互いに
重ならずに、少なくとも他の２つの素子列と交差し、交
差点に交差する素子列間で互いに共用である給電パッチ
アンテナ素子または無給電パッチアンテナ素子を有し、
かつ複数の素子列で多角形形状の輪郭線が形成されるこ
とを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a multi-beam antenna of the present invention comprises three or more rows of elements each having a feeding patch antenna element and one or more parasitic patch antenna elements on a straight line. However, each element row does not overlap each other and intersects at least two other element rows, and has a fed patch antenna element or a parasitic patch antenna element that is shared between the element rows that intersect at the intersection,
In addition, a polygonal contour line is formed by a plurality of element rows.
【０００９】また本発明は、前記マルチビームアンテナ
において、給電パッチアンテナ素子のうち少なくとも１
素子が方形パッチアンテナ素子であり、励振方向の電気
長と比べ直交する方向の電気長が等しいかそれより短
く、かつ直交する２素子列の共用素子であることを特徴
とするものである。The present invention also provides at least one of the feeding patch antenna elements in the multi-beam antenna.
The element is a rectangular patch antenna element, and is characterized by being a shared element of two element rows in which the electrical length in the orthogonal direction is equal to or shorter than the electrical length in the excitation direction and which are orthogonal to each other.
【００１０】また本発明は、前記マルチビームアンテナ
において、無給電パッチアンテナ素子のうち少なくとも
１素子が方形パッチアンテナ素子であり、給電パッチア
ンテナ素子に隣接し、隣接する給電パッチアンテナ素子
の励振方向と同じ方向の電気長が給電パッチアンテナ素
子の電気長よりも長く、かつ直交する２素子列の共用素
子であることを特徴とするものである。According to the present invention, in the multi-beam antenna, at least one of the parasitic patch antenna elements is a square patch antenna element, is adjacent to the feeding patch antenna element, and has an exciting direction of an adjacent feeding patch antenna element. The electric length in the same direction is longer than the electric length of the feeding patch antenna element, and it is a shared element of two orthogonal element rows.
【００１１】また本発明は、前記マルチビームアンテナ
において、該給電パッチアンテナ素子または該無給電パ
ッチアンテナ素子のうち少なくとも１素子が終端手段ま
たは短絡手段を具備することを特徴とするものである。The present invention is also characterized in that, in the multi-beam antenna, at least one of the fed patch antenna element and the parasitic patch antenna element is provided with a terminating means or a short-circuiting means.
【００１２】また本発明は、前記マルチビームアンテナ
において、多角形形状の輪郭線を形成する複数のアンテ
ナ素子列のうち１列以上の素子列が、素子列を構成する
全ての素子または共用素子以外の全ての素子を取り除か
れた形状であって、残る各素子列は少なくとも他の１素
子列と交差し、交差する素子列間で共用素子を有する形
状を具備することを特徴とするものである。According to the present invention, in the multi-beam antenna, one or more element rows out of a plurality of antenna element rows forming a polygonal contour line are other than all elements or shared elements forming the element row. All the elements of the above are removed, and each remaining element row intersects at least another one element row, and has a shape having a shared element between the intersecting element rows. .
【００１３】従来技術では給電点切換型マルチビームア
ンテナを実現するために、アンテナの小型化を犠牲にし
てビームの個数だけの独立した複数アンテナを用いる
か、同時形成ビーム数を減らし給電素子に制御回路を取
り付けることによってアンテナの小型化を実現してい
た。In the prior art, in order to realize a feed point switching type multi-beam antenna, a plurality of independent antennas corresponding to the number of beams are used at the expense of miniaturization of the antennas, or the number of simultaneously formed beams is reduced to control the feeding elements. The antenna was made smaller by attaching a circuit.
【００１４】本構成は、セクタ間で八木宇田アンテナア
レー素子の一部を共用化する事により大幅なアンテナサ
イズ縮小が実現可能であり、また、多角形形状の輪郭線
状にアレーを配置し小型化を図りつつも反対方向にビー
ムを形成する八木宇田アンテナとは素子を共用化しない
ことによって、ビーム間結合を大幅に下げることが可能
であるため、非励振素子の終端切替え機構が不要で、同
時複数ビームの形成が可能である。つまり、素子共用に
より大幅なアンテナサイズ縮小と給電素子間結合量の低
減の両立を実現すると言う点で従来技術とは異なる。こ
れによって、素子数を減らしアンテナ全体を小型化する
事が可能となる。With this configuration, a large reduction in antenna size can be realized by sharing a part of the Yagi-Uda antenna array element between the sectors, and the array is arranged in a polygonal contour to reduce the size. By not sharing the element with the Yagi-Uda antenna that forms a beam in the opposite direction while attempting to make it possible, it is possible to significantly reduce the coupling between the beams, so the termination switching mechanism of the non-exciting element is unnecessary, Multiple beams can be formed at the same time. In other words, this is different from the prior art in that both the size reduction of the antenna and the reduction of the coupling amount between the feeding elements are realized by sharing the elements. This makes it possible to reduce the number of elements and downsize the entire antenna.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態例を詳細に説明する。図中、同一機能を有する部分
は同一符号を付してその説明を省略する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the figure, parts having the same function are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００１６】図１は本発明の実施の形態の第一の例を示
す。略円形状地板２′を有する誘電体基板１′上に、円
形給電パッチアンテナ素子３１１，３１２，３１３、給
電パッチアンテナ素子３１１〜３１３よりも電気長の小
さい無給電の円形パッチアンテナ素子４１１〜４１６が
略正三角形状の輪郭線を形成するように配設して構成さ
れている。図のように略正三角形状の頂点３箇所に給電
パッチアンテナ素子３１１〜３１３が１素子ずつ配置さ
れ、給電パッチアンテナ素子３１１と３１２間の線分上
に等間隔に２個の無給電パッチアンテナ素子４１１，４
１２が配置され、給電パッチアンテナ素子３１２と３１
３間の線分上に等間隔に２個の無給電パッチアンテナ素
子４１３，４１４が配置され、給電パッチアンテナ素子
３１３と３１１間の線分上に等間隔に２個の無給電パッ
チアンテナ素子４１５，４１６が配置されている。給電
素子３１１にのみ給電を行う場合、給電素子３１１と３
１２間の無給電素子４１１，４１２を含む素子列が励振
され、１素子の給電素子３１１と２素子の導波素子４１
１，４１２を持つ八木宇田アンテナ素子構成となるた
め、給電素子３１１から３１２の方向へ向かってビーム
が形成される。ここで、給電素子３１１の給電点が給電
素子３１１と３１２を結ぶ線分上にあり、素子中心から
ずれたところにあるため、給電素子３１１の励振方向は
上記無給電素子４１１，４１２を含む素子列と同方向に
なる。他の給電素子３１２，３１３に給電を行った場合
も同様の動作を行うため、３通りのビームを形成するこ
とができる。このようにして、１つの構造で３ビームを
持つ小型マルチビームアンテナが実現される。図中、Ｐ
は給電点である。FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the present invention. On a dielectric substrate 1'having a substantially circular base plate 2 ', non-feeding circular patch antenna elements 411 to 416 having an electric length smaller than that of the circular feeding patch antenna elements 311, 312, 313 and the feeding patch antenna elements 311 to 313. Are arranged so as to form a substantially equilateral triangular outline. As shown in the drawing, the feeding patch antenna elements 311 to 313 are arranged one by one at three apexes of a substantially equilateral triangle, and two parasitic patch antennas are equally spaced on the line segment between the feeding patch antenna elements 311 and 312. Element 411,4
12 are arranged and the feeding patch antenna elements 312 and 31 are arranged.
Two parasitic patch antenna elements 413 and 414 are arranged at equal intervals on the line segment between three, and two parasitic patch antenna elements 415 are equally spaced on the line segment between the feeding patch antenna elements 313 and 311. , 416 are arranged. When power is supplied only to the power feeding element 311, the power feeding elements 311 and 3
The element array including the parasitic elements 411 and 412 between the two elements is excited, and one element of the feeding element 311 and two elements of the waveguide element 41 are excited.
Because of the Yagi-Uda antenna element configuration having 1,412, a beam is formed in the direction from the feeding elements 311 to 312. Here, since the feeding point of the feeding element 311 is on the line segment connecting the feeding elements 311 and 312 and is displaced from the element center, the excitation direction of the feeding element 311 is the element including the parasitic elements 411 and 412. It is in the same direction as the row. Since the same operation is performed when power is supplied to the other power supply elements 312 and 313, three types of beams can be formed. In this way, a small multi-beam antenna having three beams can be realized with one structure. P in the figure
Is the feeding point.
【００１７】尚、上記実施形態例では直線上に給電パッ
チアンテナ素子および無給電パッチアンテナ素子を有す
る素子列を略正三角形状の輪郭線を形成する場合につい
て説明したが、これに限らず多角形形状の輪郭線を形成
するようにしてもよい。In the above embodiment, the case where the element array having the feeding patch antenna element and the parasitic patch antenna element is formed on a straight line so as to form a contour line of a substantially equilateral triangle has been described. However, the present invention is not limited to this. A contour line of a shape may be formed.
【００１８】図２は本発明の実施の形態の第二の例を示
す図である。略正方形状の地板２を有する誘電体基板１
上には、給電される長方形型パッチアンテナ素子３２１
〜３２４、給電素子３２１〜３２４よりも電気長が短く
全て同じサイズの無給電の長方形型パッチアンテナ素子
４２１〜４２４が略正方形状の輪郭線を形成するように
配設して構成されている。図のように、略正方形状の頂
点４箇所に給電パッチアンテナ素子３２１〜３２４が１
素子ずつ配置され、給電パッチアンテナ素子３２１と３
２２間の線分上に１個の無給電パッチアンテナ素子４２
１が配置され、給電パッチアンテナ素子３２２と３２３
間の線分上に１個の無給電パッチアンテナ素子４２２が
配置され、給電パッチアンテナ素子３２３と３２４間の
線分上に１個の無給電パッチアンテナ素子４２３が配置
され、給電パッチアンテナ素子３２４と３２１間の線分
上に１個の無給電パッチアンテナ素子４２４が配置され
ている。給電素子３２１のみに給電を行った場合、給電
素子３２１の長辺と平行な方向に励振され、隣接する無
給電素子４２１は導波素子として動作する。無給電素子
４２１は給電素子３２１の励振方向と直交する辺が短く
されており、交差偏波特性確保が図られている。同様に
給電素子３２１に隣接する無給電パッチアンテナ素子４
２４はこの場合給電素子３２１の励振方向の素子幅が短
く励振しないようになっているため、１列だけが励振さ
れるようになっている。また、給電素子３２２は、給電
素子３２２の給電時の励振方向が給電素子３２１の給電
時の励振方向と直交し、また給電素子３２１の励振方向
における給電素子３２２の素子幅が他の方向より少し短
くなっているため、導波素子として動作する。そのた
め、給電素子３２１に給電を行った場合、無給電素子４
２１と給電素子３２２を導波素子として有する八木宇田
アンテナとして動作する。同様に他の素子３２２〜３２
４に給電を行った場合でも同様な動作をするため、本ア
ンテナは４ビームを有するマルチビームアンテナとして
動作する。本アンテナは給電素子を他ビームの導波素子
として用い共用しているので、構成素子数が減り、アン
テナ小型化が実現される。FIG. 2 is a diagram showing a second example of the embodiment of the present invention. Dielectric substrate 1 having a substantially square base plate 2
Above the rectangular patch antenna element 321 to be fed.
.. to 324 and feeding elements 321 to 324, which are shorter in electrical length than the feeding elements 321 to 324 and are all of the same size and are provided with parasitic rectangular patch antenna elements 421 to 424 so as to form substantially square contour lines. As shown in the figure, the feeding patch antenna elements 321 to 324 are arranged at four apexes of a substantially square shape.
Elements are arranged one by one, and the feeding patch antenna elements 321 and 3 are arranged.
One parasitic patch antenna element 42 on the line segment between 22
1 is arranged and the feeding patch antenna elements 322 and 323 are provided.
One parasitic patch antenna element 422 is arranged on the line segment between them, one parasitic patch antenna element 423 is arranged on the line segment between the feeding patch antenna elements 323 and 324, and the feeding patch antenna element 324 One parasitic patch antenna element 424 is arranged on the line segment between the lines 321 and 321. When only the power feeding element 321 is fed, it is excited in the direction parallel to the long side of the power feeding element 321, and the adjacent parasitic element 421 operates as a waveguide element. The parasitic element 421 has a shorter side orthogonal to the excitation direction of the feeding element 321, so that cross polarization characteristics are ensured. Similarly, the parasitic patch antenna element 4 adjacent to the feeding element 321
In this case, since the element width 24 of the feeding element 321 in the excitation direction is short in this case so that it is not excited, only one row is excited. In the power feeding element 322, the excitation direction of the power feeding element 322 during power feeding is orthogonal to the excitation direction of the power feeding element 321 during power feeding, and the element width of the power feeding element 322 in the driving direction of the power feeding element 321 is smaller than that in other directions. Since it is short, it operates as a waveguide element. Therefore, when power is supplied to the power feeding element 321, the parasitic element 4
It operates as a Yagi-Uda antenna which has 21 and the feeding element 322 as a waveguide element. Similarly, other elements 322-32
This antenna operates as a multi-beam antenna having four beams because the same operation is performed when power is supplied to four. In this antenna, since the feeding element is also used as a waveguide element for other beams, the number of constituent elements is reduced and the antenna can be miniaturized.
【００１９】尚、給電パッチアンテナ素子３２１〜３２
４は励振方向の電気長と比べ直交する方向の電気長が等
しいかそれより短い方形パッチアンテナ素子でもよい。The feeding patch antenna elements 321 to 32
4 may be a rectangular patch antenna element whose electrical length in the orthogonal direction is equal to or shorter than the electrical length in the excitation direction.
【００２０】また、直線上に給電パッチアンテナ素子お
よび無給電パッチアンテナ素子を有する素子列を頂点の
一部が直角である多角形形状の輪郭線を形成するように
してもよい。Further, it is also possible to form a polygonal contour line in which a part of the vertices is a right angle in the element array having the feeding patch antenna element and the non-feeding patch antenna element on a straight line.
【００２１】図３は本発明の実施の形態の第三の例を示
す図である。給電される長方形型パッチアンテナ素子３
３１〜３３４、給電素子３３１〜３３４よりも電気長が
短く全て同じ形状の無給電の長方形型パッチアンテナ素
子４３１〜４３４、無給電長方形型パッチアンテナ素子
４３５〜４３８が略正方形状の輪郭線を形成するように
配設して構成されている。図のように、略正方形状の頂
点４箇所に無給電パッチアンテナ素子４３５〜４３８が
１素子ずつ配置され、無給電パッチアンテナ素子４３５
と４３６間の線分上に１個の給電パッチアンテナ素子３
３１および１個の無給電パッチアンテナ素子４３１が配
置され、無給電パッチアンテナ素子４３６と４３７間の
線分上に１個の給電パッチアンテナ素子３３２および１
個の無給電パッチアンテナ素子４３２が配置され、無給
電パッチアンテナ素子４３７と４３８間の線分上に１個
の給電パッチアンテナ素子３３３および１個の無給電パ
ッチアンテナ素子４３３が配置され、無給電パッチアン
テナ素子４３８と４３５間の線分上に１個の給電パッチ
アンテナ素子３３４および１個の無給電パッチアンテナ
素子４３４が配置されている。無給電パッチアンテナ素
子４３１〜４３４は、給電パッチアンテナ素子３３１〜
３３４よりも電気長が短いため、導波素子として動作す
る。無給電パッチアンテナ素子４３５〜４３８は給電パ
ッチアンテナ素子３３１〜３３４に隣接しており、隣接
する給電パッチアンテナ素子３３１〜３３４の励振方向
と同じ方向の電気長が長くなっていると共に、隣接する
給電パッチアンテナ素子３３１〜３３４の励振方向と直
交方向の電気長は他の辺よりも短くなっている。給電素
子３３１のみに給電を行った場合、給電パッチアンテナ
素子３３１の長辺と平行な方向に励振され、隣接する無
給電素子４３１を導波素子として動作する。無給電パッ
チアンテナ素子４３１は給電パッチアンテナ素子３３１
の励振方向と直交する辺が短くされており、交差偏波特
性確保が図られている。また、無給電素子４３５は、給
電パッチアンテナ素子３３１より電気長が長い長辺方向
に励振されるため、反射器として動作し、無給電素子４
３６は、電気長が共振の実効波長より短い短辺方向に励
振されるため、導波器として動作する。つまり、無給電
素子４３５と４３６は形状が全く同じであるものの、励
振方向の違いでそれぞれ反射器と導波器として動作す
る。この場合、無給電素子４３５を反射器、給電パッチ
アンテナ素子３３１を給電素子、無給電素子４３１と４
３６を導波器として動作するパッチ八木宇田アンテナと
して動作する。同様に他の給電素子３３２〜３３４に給
電を行った場合でも同様な動作をするため、本アンテナ
は４ビームを有するマチルビームアンテナとして動作す
る。本構成によって、反射器を他ビームの導波器として
異なる目的で用い共用し、素子数を減らすことによって
アンテナ小型化が実現される。FIG. 3 is a diagram showing a third example of the embodiment of the present invention. Rectangular patch antenna element 3 to be fed
31 to 334, the parasitic rectangular patch antenna elements 431 to 434 and the parasitic rectangular patch antenna elements 435 to 438, which have electric lengths shorter than those of the feeding elements 331 to 334 and have the same shape, form a substantially square contour line. It is arranged to be configured. As shown in the figure, parasitic patch antenna elements 435 to 438 are arranged one by one at four apexes of a substantially square shape, and parasitic patch antenna elements 435 are arranged.
And a single patch antenna element 3 on the line between 436
31 and one parasitic patch antenna element 431 are arranged, and one feeding patch antenna element 332 and 1 is provided on the line segment between the parasitic patch antenna elements 436 and 437.
Parasitic patch antenna elements 432 are arranged, and one feeding patch antenna element 333 and one parasitic patch antenna element 433 are arranged on the line segment between the parasitic patch antenna elements 437 and 438. One feeding patch antenna element 334 and one parasitic patch antenna element 434 are arranged on the line segment between the patch antenna elements 438 and 435. The parasitic patch antenna elements 431 to 434 are the feeding patch antenna elements 331 to 331.
Since it has a shorter electrical length than 334, it operates as a waveguide element. The parasitic patch antenna elements 435 to 438 are adjacent to the feeding patch antenna elements 331 to 334, and the electric length in the same direction as the exciting direction of the adjacent feeding patch antenna elements 331 to 334 is long, and the adjacent feeding antennas are also fed. The electrical length of the patch antenna elements 331 to 334 in the direction orthogonal to the excitation direction is shorter than the other sides. When only the feeding element 331 is fed, it is excited in a direction parallel to the long side of the feeding patch antenna element 331, and the adjacent parasitic element 431 operates as a waveguide element. The parasitic patch antenna element 431 is a fed patch antenna element 331.
The side orthogonal to the excitation direction of is shortened to ensure cross polarization characteristics. Further, since the parasitic element 435 is excited in the long-side direction having an electric length longer than that of the feeding patch antenna element 331, it operates as a reflector and the parasitic element 4
Since 36 is excited in the short side direction whose electric length is shorter than the effective wavelength of resonance, it operates as a director. That is, although the parasitic elements 435 and 436 have exactly the same shape, they operate as a reflector and a waveguide, respectively, due to the difference in the excitation direction. In this case, the parasitic element 435 is a reflector, the feeding patch antenna element 331 is a feeding element, and the parasitic elements 431 and 4 are provided.
36 operates as a patch Yagi-Uda antenna that operates as a director. Similarly, when the power is supplied to the other power feeding elements 332 to 334, the same operation is performed, and thus the present antenna operates as a Matil beam antenna having four beams. With this configuration, the reflector can be used as a director for other beams for different purposes, and the antenna can be miniaturized by reducing the number of elements.
【００２２】尚、無給電パッチアンテナ素子４３５〜４
３８は隣接する給電パッチアンテナ素子の励振方向と同
じ方向の電気長が給電パッチアンテナ素子の電気長より
も長い方形パッチアンテナ素子でもよい。The parasitic patch antenna elements 435 to 4
38 may be a rectangular patch antenna element whose electrical length in the same direction as the excitation direction of the adjacent feeding patch antenna element is longer than the electrical length of the feeding patch antenna element.
【００２３】また、直線上に給電パッチアンテナ素子お
よび無給電パッチアンテナ素子を有する素子列を頂点の
一部が直角である多角形形状の輪郭線を形成するように
してもよい。Further, it is also possible to form a polygonal contour line in which part of the vertices is a right angle in the element array having the feeding patch antenna element and the non-feeding patch antenna element on a straight line.
【００２４】図４は本発明の実施の形態の第四の例を示
す図である。励振方向電気長が長い給電される長方形型
パッチアンテナ素子３４１〜３４４、給電パッチアンテ
ナ素子３４１〜３４４よりも電気長が短く全て同じ形状
の無給電の長方形型パッチアンテナ素子４４１〜４４
４、終端付き無給電長方形型パッチアンテナ素子４４５
〜４４８が略正方形状の輪郭線を形成するように配設し
て構成されている。図のように、略正方形状の頂点４箇
所に終端付き無給電パッチアンテナ素子４４５〜４４８
が１素子ずつ配置され、終端付き無給電パッチアンテナ
素子４４５と４４６間の線分上に１個の給電パッチアン
テナ素子３４１および１個の無給電パッチアンテナ素子
４４１が配置され、終端付き無給電パッチアンテナ素子
４４６と４４７間の線分上に１個の給電パッチアンテナ
素子３４２および１個の無給電パッチアンテナ素子４４
２が配置され、終端付き無給電パッチアンテナ素子４４
７と４４８間の線分上に１個の給電パッチアンテナ素子
３４３および１個の無給電パッチアンテナ素子４４３が
配置され、終端付き無給電パッチアンテナ素子４４８と
４４５間の線分上に１個の給電パッチアンテナ素子３４
４および１個の無給電パッチアンテナ素子４４４が配置
されている。終端付き無給電長方形型パッチアンテナ素
子４４５〜４４８は、隣接する給電素子３４１〜３４４
の励振方向に対しては電気長が長く反射器として働き、
隣接する給電素子３４１〜３４４の励振方向と直交方向
の電気長は短く導波器として働くことが可能で、２つの
機能を兼ねる隣接ビーム間の共用素子である。給電素子
３４１のみに給電を行った場合、給電素子３４１の長辺
と平行な方向に励振され、隣接する無給電素子４４１は
導波素子として動作する。無給電素子４４１は励振方向
と直交する辺が短くされており、交差偏波特性確保が図
られている。また、無給電素子４４５は、給電素子３４
１より電気長が長い長辺方向と平行な方向に励振される
ため、反射器として動作し、無給電素子４４６は、電気
長が共振の実効波長より短い短辺方向に励振されるた
め、導波器として動作する。ここで、無給電素子４４５
と４４６は終端されており、終端点Ｅは素子中央より一
方の長辺寄りに構成される。これは、電気長の長い方向
に励振される場合には電位が時間的に変化せず、電気長
の短い方向に励振される場合には電位が時間的に変化す
る場所である。つまり、反射器として動作している時は
終端端子に電流が流れず、導波器として動作している時
は終端に電流が流れる。この場合、４４５を反射器、３
４１を給電素子、４４１を導波素子、４４６を終端付き
導波素子とするパッチ八木宇田アンテナとなる。八木宇
田アンテナは進行波型アンテナとして解釈することがで
き、末端の導波素子に終端を付ける事によって、導波路
末端を終端したと考えることができる。これによって、
導波路末端から生じる逆向きの進行波を抑制することが
可能で、逆向きの波によるバックローブを低減すること
ができる。同様に他の素子３４２〜３４４に給電を行っ
た場合でも同様な動作をするため、本アンテナは４ビー
ムを有するマチルビームアンテナとして動作する。本構
成によって反射器を他ビームの導波素子として異なる目
的で用い共用し素子数を減らし小型化を図ることが可能
で、かつ導波素子終端によってバックローブのレベルを
低減可能な、マルチビームアンテナが実現される。FIG. 4 is a diagram showing a fourth example of the embodiment of the present invention. Excitation direction Parasitic rectangular patch antenna elements 341 to 344 that are fed with a long electrical length and have a shorter electrical length than the fed patch antenna elements 341 to 344 and have the same shape.
4. Terminated parasitic rectangular patch antenna element 445
˜448 are arranged so as to form a substantially square outline. As shown in the figure, parasitic patch antenna elements 445 to 448 having terminations at four apexes of a substantially square shape are provided.
Are arranged one by one, one feeding patch antenna element 341 and one parasitic patch antenna element 441 are arranged on the line segment between the terminated parasitic patch antenna elements 445 and 446, and the terminated parasitic patch antenna element 441 is arranged. On the line segment between the antenna elements 446 and 447, one feeding patch antenna element 342 and one parasitic patch antenna element 44 are provided.
2 is arranged and the parasitic patch antenna element 44 with termination
One feeding patch antenna element 343 and one parasitic patch antenna element 443 are arranged on the line segment between 7 and 448, and one feeding patch antenna element 443 with termination and one parasitic patch antenna element 443 are provided on the line segment between the terminated parasitic patch antenna elements 448 and 445. Power feeding patch antenna element 34
Four and one parasitic patch antenna elements 444 are arranged. Parasitic rectangular patch antenna elements 445 to 448 with termination are arranged adjacent to the feeding elements 341 to 344.
Has a long electric length with respect to the excitation direction of
The electric lengths of the adjacent feed elements 341 to 344 in the direction orthogonal to the excitation direction are short, and they can function as a director, and are common elements between adjacent beams that also have two functions. When power is supplied only to the feeding element 341, it is excited in a direction parallel to the long side of the feeding element 341, and the adjacent parasitic element 441 operates as a waveguide element. The parasitic element 441 has a short side orthogonal to the excitation direction, so that cross polarization characteristics are ensured. Further, the parasitic element 445 is the same as the parasitic element 34.
Since it is excited in a direction parallel to the long side direction whose electric length is longer than 1, it operates as a reflector, and the parasitic element 446 is excited in the short side direction whose electric length is shorter than the effective wavelength of resonance. Operates as a wave instrument. Here, the parasitic element 445
And 446 are terminated, and the termination point E is located closer to one long side than the center of the element. This is a place where the potential does not change temporally when excited in the direction of long electric length, and changes temporally when excited in the direction of short electric length. That is, when operating as a reflector, current does not flow to the terminal terminal, and when operating as a director, current flows to the terminal. In this case, 445 is a reflector, 3
It is a patch Yagi-Uda antenna in which 41 is a feeding element, 441 is a waveguide element, and 446 is a waveguide element with termination. The Yagi-Uda antenna can be interpreted as a traveling wave antenna, and it can be considered that the end of the waveguide is terminated by terminating the waveguide element at the end. by this,
The backward traveling wave generated from the end of the waveguide can be suppressed, and the back lobe due to the backward wave can be reduced. Similarly, even when power is supplied to the other elements 342 to 344, the same operation is performed, and thus the present antenna operates as a Matil beam antenna having four beams. With this configuration, a reflector can be used as a waveguide element for other beams for different purposes, the number of elements can be reduced and the size can be reduced, and the back lobe level can be reduced by terminating the waveguide element. Is realized.
【００２５】図９は本発明の第四の実施形態例の指向性
パターン計算結果を示す図である。図９（ａ）に示す本
発明の第四の実施形態例に係るマルチビームアンテナに
おいて、４つの給電素子３４１〜３４４のうち一つの給
電素子３４１のみに給電した場合について解析し円錐面
放射パターンＡを求めたグラフを図９（ｃ）に示す。こ
こで、円錐面放射パターンとは、図中θ一定の円錐面に
おいて観測される放射パターンで、図はθ＝６０°とし
て解析した結果である。図９（ｂ）に示すような従来の
マルチビームアンテナの第三の例の計算結果Ｂと比較す
ると、本発明の第四の実施形態例に係るマルチビームア
ンテナによってバックローブが大幅に低減されているこ
とが分かる。これは、従来法では、主ビーム方向に、向
かい合うビームの給電素子が存在するためである。本発
明の第四の実施形態例では、主ビーム方向に他の給電素
子が無いことと、主ビーム方向素子列末端の反射器兼導
波素子が終端されていることによって、大幅にバックロ
ーブのレベルが低減されている。ここで、誘電体基板誘
電率は９、基板厚さは０．０１３３λ0 （λ0 は自由空
間における波長）、素子間のギャップは０．００３３λ
0 、給電素子に対する導波素子長は約９６％、反射器長
は１１４％として解析した。FIG. 9 is a diagram showing the result of directivity pattern calculation according to the fourth embodiment of the present invention. In the multi-beam antenna according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 9A, the case where only one feeding element 341 among the four feeding elements 341 to 344 is fed is analyzed, and the conical surface radiation pattern A is analyzed. The graph for which is shown in FIG. 9 (c). Here, the conical surface radiation pattern is a radiation pattern observed on a conical surface with a constant θ in the figure, and the figure is the result of analysis with θ = 60 °. As compared with the calculation result B of the third example of the conventional multi-beam antenna as shown in FIG. 9B, the back lobe is significantly reduced by the multi-beam antenna according to the fourth embodiment of the present invention. I know that This is because, in the conventional method, the feed elements for the beams facing each other exist in the main beam direction. In the fourth embodiment of the present invention, since there is no other feeding element in the main beam direction and the reflector / waveguide element at the end of the main beam direction element array is terminated, the back lobe is significantly reduced. The level has been reduced. Here, the dielectric substrate has a dielectric constant of 9, a substrate thickness of 0.0133λ 0 (λ 0 is a wavelength in free space), and a gap between elements is 0.0033λ.
0 , the waveguide element length with respect to the feeding element was about 96%, and the reflector length was 114%.
【００２６】尚、給電パッチアンテナ素子または無給電
パッチアンテナ素子のうち少なくとも１素子が終端手段
または短絡手段を具備するようにしてもよい。At least one of the fed patch antenna element and the parasitic patch antenna element may be provided with a terminating means or a short-circuiting means.
【００２７】図５は本発明の実施の形態の第５の例を示
す図である。図５において、本発明の第三の実施形態例
の給電パッチアンテナ素子３３１〜３３３がそれぞれ給
電パッチアンテナ素子３５１〜３５３に対応し、同様に
無給電パッチアンテナ素子４３１〜４３３、４３５〜４
３８がそれぞれ無給電パッチアンテナ素子４５１〜４５
３、４５５〜４５８に対応しほぼ同じ動作をする。その
一方、無給電パッチアンテナ素子４５５と４５８の間の
素子列が取り除かれた形となっており、ビーム数は３と
なっている。アンテナを壁面等に取り付ける場合など、
４ビームのうち１ビームが明らかに不要であると想定さ
れる場合に本構成が用いられる。つまり、本構成によっ
て、反射器を他ビームの導波素子として異なる目的で用
い共用し、素子数を減らすことによってアンテナの小型
化が可能である３ビームのマルチビームアンテナが実現
される。FIG. 5 is a diagram showing a fifth example of the embodiment of the present invention. In FIG. 5, the feeding patch antenna elements 331 to 333 of the third embodiment of the present invention correspond to the feeding patch antenna elements 351 to 353, respectively, and similarly, the parasitic patch antenna elements 431 to 433 and 435 to 4 are used.
38 are parasitic patch antenna elements 451 to 45, respectively.
3, 455-458, and almost the same operation. On the other hand, the element array between the parasitic patch antenna elements 455 and 458 is removed, and the number of beams is three. When mounting the antenna on a wall, etc.
This configuration is used when it is assumed that one beam out of four beams is obviously unnecessary. In other words, this configuration realizes a three-beam multi-beam antenna in which the reflector is used as a waveguide element for other beams for different purposes and shared, and the antenna can be downsized by reducing the number of elements.
【００２８】尚、図２に示す第二の実施形態例および図
３に示す第三の実施形態例では複数の給電パッチアンテ
ナ素子および無給電パッチアンテナ素子を用いて略正方
形状の輪郭線を形成するように配設したが、これに限ら
ず頂点の一部が直角である多角形状の輪郭線を形成する
ように配設してもよい。In the second embodiment shown in FIG. 2 and the third embodiment shown in FIG. 3, a plurality of feeding patch antenna elements and parasitic feeding patch antenna elements are used to form a substantially square contour line. However, the present invention is not limited to this, and may be arranged so as to form a polygonal contour line in which some of the vertices are right angles.
【００２９】また、多角形形状の輪郭線を形成する複数
のアンテナ素子列のうち１列以上の素子列が、素子列を
構成する全ての素子または共用素子以外の全ての素子を
取り除かれた形状であって、残る各素子列は少なくとも
他の１素子列と交差し、交差する素子列間で共用素子を
有する形状にしてもよい。Further, one or more of the plurality of antenna element rows forming the polygonal contour line have a shape in which all the elements constituting the element row or all the elements other than the shared elements are removed. However, each of the remaining element rows may intersect at least one other element row, and a common element may be provided between the intersecting element rows.
【００３０】以上述べたように本発明の実施形態例によ
れば、小型で簡易構成の、給電点切換型マルチビームア
ンテナを提供することができる。従来技術では給電点切
換型マルチビームアンテナを実現するために、一般的に
ビーム数の分だけ個別にアンテナを用意し切替える方法
をとっていた。そのためアンテナサイズが大型化してい
た。また、アレーアンテナの一部の素子を共有化し小型
化する手法では素子共有によるパターンへの影響を低減
するため、他の給電点の終端条件を切替える必要があっ
た。そのためサイズの小型化を実現する一方、新たにス
イッチを回路に付加する必要があり、回路が複雑化もし
くは回路損失が増大していた。As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a feeding point switching type multi-beam antenna having a small size and a simple structure. In the prior art, in order to realize a feeding point switching type multi-beam antenna, generally, a method of individually preparing and switching antennas for the number of beams has been adopted. Therefore, the size of the antenna has been increased. Further, in the method of sharing a part of the elements of the array antenna to reduce the size, it is necessary to switch the termination conditions of other feeding points in order to reduce the influence of the sharing of the elements on the pattern. Therefore, it is necessary to newly add a switch to the circuit while reducing the size, and the circuit is complicated or the circuit loss is increased.
【００３１】本発明の実施形態例は、直線上に給電パッ
チアンテナ素子と１素子以上の無給電パッチアンテナ素
子を有する素子列を３つ以上具備し、各素子列の直線は
互いに重ならずに、少なくとも他の２直線と交差し、交
点に交差素子列で互いに共用である給電パッチアンテナ
素子または無給電パッチアンテナ素子が存在し、かつ複
数の直線で形成される多角形形状を具備することを最も
主要な特徴とする。すなわち、給電素子と無給電素子を
列状に配置した複数の素子列間で、給電素子または無給
電素子を共用することによって、複数の八木宇田アンテ
ナを比較的少ない素子数で構成する事ができる。それに
よって、それぞれの八木宇田アンテナで異なる指向特性
を持たせれば、一つの構成で素子列の数だけビームを持
つアンテナを小型に実現することが可能となる。また素
子列を多角形形状にしたことによって、逆向きの八木宇
田アンテナ間で素子共有しないで同一面に構成する事が
できる。それによって、互いの給電点の影響が低減する
ため、給電点終端条件を切替える必要が無くなり、給電
回路にスイッチが不要となるため、回路が簡単になる。
その結果、ビーム数の分だけ独立したアンテナを用意し
た場合と比べ大幅に小型化が可能な、給電点切換型のマ
ルチビームアンテナが簡易に実現される。本効果は図１
のマルチビームアンテナに関する。The embodiment of the present invention comprises three or more element rows having a feeding patch antenna element and one or more parasitic patch antenna elements on a straight line, and the straight lines of the element rows do not overlap each other. , A feed patch antenna element or a parasitic patch antenna element that intersects at least two other straight lines and is shared by the intersecting element rows at the intersection, and has a polygonal shape formed by a plurality of straight lines. The most main feature. That is, a plurality of Yagi-Uda antennas can be configured with a relatively small number of elements by sharing the feeding element or the parasitic element between the plurality of element rows in which the feeding element and the parasitic element are arranged in a row. . Therefore, if the Yagi-Uda antennas have different directional characteristics, it is possible to realize a compact antenna having as many beams as the number of element rows in one configuration. Further, by forming the element array into a polygonal shape, the Yagi-Uda antennas of opposite directions can be configured on the same plane without sharing the elements. This reduces the influence of the feeding points on each other, eliminating the need to switch the feeding point termination conditions and eliminating the need for a switch in the feeding circuit, thus simplifying the circuit.
As a result, it is possible to easily realize a feed point switching type multi-beam antenna that can be significantly downsized as compared with the case where independent antennas are prepared for the number of beams. This effect is shown in Figure 1.
Of multi-beam antenna.
【００３２】また本発明の実施形態例は図２又は図３の
マルチビームアンテナを用いる事により、素子形状で励
振方向を制限する事によって、素子共有を図りつつも交
差する列の間でアイソレーションを確保することが出来
る。それによって、他の列に電流が乗ることによるビー
ム割れや、利得低下を防ぐことが可能となる。従って、
無給電素子を共有してもアンテナ素子列間のアイソレー
ションの高い、給電点切替型のマルチビームアンテナが
実現される。In the embodiment of the present invention, by using the multi-beam antenna shown in FIG. 2 or FIG. 3, the excitation direction is limited by the element shape, so that the elements are shared and the isolation between the intersecting rows is achieved. Can be secured. As a result, it is possible to prevent beam breakage and gain reduction due to currents flowing in other columns. Therefore,
Even if the parasitic elements are shared, a multi-beam antenna of the feeding point switching type with high isolation between the antenna element rows can be realized.
【００３３】また本発明の実施形態例は、第４のマルチ
ビームアンテナを用いることにより、不要放射の抑制も
しくはパターンを変化させる事が可能となる。従って、
無給電素子数を増やさずにＦ／Ｂ比を改善もしくは、ア
ンテナ利得を向上させることが可能な給電点切換型のマ
ルチビームアンテナが実現される。In the embodiment of the present invention, it is possible to suppress unnecessary radiation or change the pattern by using the fourth multi-beam antenna. Therefore,
A feed point switching type multi-beam antenna capable of improving the F / B ratio or improving the antenna gain without increasing the number of parasitic elements is realized.
【００３４】また本発明の実施形態例は、第５のマルチ
ビームアンテナを用いることにより、必要なビーム数が
少ない場合はループ状アレーから少なくとも１素子列を
取り除くまたは共有素子を残して素子列を取り除く事に
よって、素子列間のアイソレーションをより高めること
が可能となる。従って、ビーム間で高いアイソレーショ
ンを有する給電点切換型のマルチビームアンテナが実現
される。Further, in the embodiment of the present invention, by using the fifth multi-beam antenna, when the required number of beams is small, at least one element array is removed from the loop array or the element array is left with the shared element. By removing it, it becomes possible to further increase the isolation between the element rows. Therefore, a feed point switching type multi-beam antenna having high isolation between beams can be realized.
【００３５】以上に説明したように、本発明の実施形態
例はパッチ八木宇田アンテナの給電素子または、反射器
あるいは導波器を構成する無給電パッチアンテナ素子を
共有化し、素子列をループ状に構成する事によって、ビ
ーム間のアイソレーションを確保しながらも小型で簡易
構成の、給電点切換型のマルチビームアンテナを実現す
るものである。As described above, in the embodiment of the present invention, the feeding element of the patch Yagi-Uda antenna or the parasitic patch antenna element constituting the reflector or the director is shared, and the element array is formed into a loop. By constructing the configuration, it is possible to realize a feed point switching type multi-beam antenna that is small in size and simple in structure while ensuring isolation between beams.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小型
で簡易構成の、給電点切換型マルチビームアンテナを提
供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a feeding point switching type multi-beam antenna having a small size and a simple structure.
【図１】本発明の第一の実施形態例を示す構成説明図で
ある。FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a first embodiment example of the present invention.
【図２】本発明の第二の実施形態例を示す構成説明図で
ある。FIG. 2 is a configuration explanatory view showing a second embodiment example of the present invention.
【図３】本発明の第三の実施形態例を示す構成説明図で
ある。FIG. 3 is a configuration explanatory view showing a third embodiment example of the present invention.
【図４】本発明の第四の実施形態例を示す構成説明図で
ある。FIG. 4 is a configuration explanatory view showing a fourth embodiment example of the present invention.
【図５】本発明の第五の実施形態例を示す構成説明図で
ある。FIG. 5 is a configuration explanatory view showing a fifth embodiment example of the present invention.
【図６】従来のマルチビームアンテナの第一の例を示す
構成説明図である。FIG. 6 is a configuration explanatory view showing a first example of a conventional multi-beam antenna.
【図７】従来のマルチビームアンテナの第二の例を示す
構成説明図である。FIG. 7 is a structural explanatory view showing a second example of a conventional multi-beam antenna.
【図８】従来のマルチビームアンテナの第三の例を示す
構成説明図である。FIG. 8 is a structural explanatory view showing a third example of a conventional multi-beam antenna.
【図９】本発明の第四の実施形態例の動作を示す説明図
である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an operation of the fourth exemplary embodiment of the present invention.
１，１′ 誘電体基板 ２，２′ 地板 ３１１〜３１３ 給電パッチアンテナ素子 ４１１〜４１６ 無給電パッチアンテナ素子 1,1 'Dielectric substrate 2,2 'main plate 311 to 313 Feed Patch Antenna Element 411-416 Parasitic patch antenna element
フロントページの続き (72)発明者 長 敬三 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 丸山 珠美 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 水野 秀樹 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA03 AA04 AA09 AA12 AB06 DB05 GA02 HA01 HA02 JA07Continued front page (72) Inventor Keizo 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Tamami Maruyama, Inventor 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Hideki Mizuno 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Telegraph and Telephone Corporation F-term (reference) 5J021 AA03 AA04 AA09 AA12 AB06 DB05 GA02 HA01 HA02 JA07
Claims (5)
子以上の無給電パッチアンテナ素子を有する素子列を３
列以上具備し、各素子列は互いに重ならずに、少なくと
も他の２つの素子列と交差し、交差点に交差する素子列
間で互いに共用である給電パッチアンテナ素子または無
給電パッチアンテナ素子を有し、かつ複数の素子列で多
角形形状の輪郭線が形成されることを特徴とするマルチ
ビームアンテナ。1. An element array having a feed patch antenna element and one or more non-feed patch antenna elements on a straight line
There are two or more rows, each element row does not overlap each other, intersects at least two other element rows, and has a fed patch antenna element or a parasitic patch antenna element that is shared between the element rows that intersect at the intersection. The multi-beam antenna is characterized in that a polygonal contour line is formed by a plurality of element rows.
も１素子が方形パッチアンテナ素子であり、励振方向の
電気長と比べ直交する方向の電気長が等しいかそれより
短く、かつ直交する２素子列の共用素子であることを特
徴とする請求項１に記載のマルチビームアンテナ。2. A feed patch antenna element, at least one of which is a square patch antenna element, and has an electric length in a direction orthogonal to or shorter than an electric length in an excitation direction, and is shared by two element rows orthogonal to each other. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein the multi-beam antenna is an element.
とも１素子が方形パッチアンテナ素子であり、給電パッ
チアンテナ素子に隣接し、隣接する給電パッチアンテナ
素子の励振方向と同じ方向の電気長が給電パッチアンテ
ナ素子の電気長よりも長く、かつ直交する２素子列の共
用素子であることを特徴とする請求項１に記載のマルチ
ビームアンテナ。3. A parasitic patch antenna element, at least one of which is a square patch antenna element, which is adjacent to the feeding patch antenna element and has an electric length in the same direction as the exciting direction of the adjacent feeding patch antenna element. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein the multi-beam antenna is a shared element of two element rows that are longer than the electrical length of the element and are orthogonal to each other.
ルチビームアンテナにおいて、該給電パッチアンテナ素
子または該無給電パッチアンテナ素子のうち少なくとも
１素子が終端手段または短絡手段を具備することを特徴
とするマルチビームアンテナ。4. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein at least one of the feeding patch antenna element and the parasitic patch antenna element has a terminating unit or a short-circuiting unit. Is a multi-beam antenna.
ルチビームアンテナにおいて、多角形形状の輪郭線を形
成する複数のアンテナ素子列のうち１列以上の素子列
が、素子列を構成する全ての素子または共用素子以外の
全ての素子を取り除かれた形状であって、残る各素子列
は少なくとも他の１素子列と交差し、交差する素子列間
で共用素子を有する形状を具備することを特徴とするマ
ルチビームアンテナ。5. The multi-beam antenna according to claim 1, wherein one or more element rows among a plurality of antenna element rows forming a polygonal contour line are element rows. It has a shape in which all the constituent elements or all elements other than the shared element are removed, and each remaining element row intersects at least another one element row, and the shared element is provided between the intersecting element rows. A multi-beam antenna characterized by:
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