CN111566872A - 天线装置、天线系统以及计测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,并且提高截止性能,还得到良好的增益。天线装置(1)具备:波导管主体(5),其具备同轴波导管转换部(6)和封闭部件(30),该同轴波导管转换部(6)由六面体构成,且具备贯通相对的第一面与第二面之间而形成的内部空间(8)、以及在与第一面和第二面正交的第三面与内部空间之间连通形成的同轴连接器插通用连接器安装孔(22),该封闭部件(30)将内部空间的第二面侧的开口封闭;以及连接器(50),其具备连接器主体(51)、中心导体(60)和辐射器(54b),该连接器主体(51)从内部空间朝向外侧安装于连接器安装孔,且内端部不向内部空间内突出,该中心导体(60)配置为沿轴方向贯通连接器主体的中心部,且使前端部从连接器主体的内端部向内部空间内突出规定长度,该辐射器(54b)由中心导体的前端部(60a)构成,且使前端部的突出长度与特定的频带匹配。

Description

天线装置、天线系统以及计测系统
技术领域
本发明涉及一种适合于数字调制设备的测定的天线装置、天线系统以及计测系统。
背景技术
近年来,作为移动电话、智能手机等移动终端,数字调制设备得到了普及,为了接近或紧贴这些被测物以发送或接收电波,测定被测物相对于高频的各种特性,而利用了耦合器天线。
在这样的用途的耦合器天线中,为了应对成为测定对象的频带,采用在平板状的电介质基板的一面上形成有多个元件图案的贴片天线。
例如,已知一种在这样的现有贴片天线的前表面安装有喇叭的喇叭天线。图27(a)~(c)示出对这样的喇叭天线进行三种测定的结果。
图27(a)是表示将喇叭天线配置在自由空间时的反射损耗特性(回波损耗)的曲线图。
图27(b)是表示使一对喇叭天线彼此相对并以耦合距离0mm耦合的情况下测定的耦合器耦合特性(通过振幅特性)的曲线图。
在测定了耦合器耦合特性(通过振幅特性)的情况下,在目标频带(23GHz~29GHz)中,作为陡峭的波形紊乱,例如不规则地产生了-30db以上的电平波动。
图27(c)是表示在用金属板覆盖喇叭天线的整个面的情况下测定的全反射下的反射损耗特性(回波损耗)的曲线图。
在测定了反射损耗特性(回波损耗)的情况下,由于全反射而在频带内不规则地产生陡峭的波形紊乱。
这样的贴片天线已在专利文献1中公开。
在专利文献1中,发送天线和多个接收天线包括:基板,其具有介电性;圆偏振波的天线元件,其配置于基板主面;接地层,其配置于基板背面;带状导体,其围绕天线元件,并配置于基板主面;以及多个连接导体,在基板主面上形成有从形成带状导体的区域向基板背面贯通且以规定的间隔排列的多个贯通孔,经由各贯通孔将接地层与带状导体电连接。公开了一种带状导体的内缘比各贯通孔的内壁更向天线元件侧突出的结构。公开了通过这样的结构能够抑制在发送天线以及接收天线的基板主面上产生表面波,并使各天线的放射特性为期望的稳定的形状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-258762号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在现有的贴片天线中,具有仅将多个具有与目标频率匹配的特定图案的元件配置在基板上的构造。
因此,存在产生各元件的特性偏差、各元件彼此的相互干扰,产生如图28(b)所示的频带内的通过振幅特性的不规则的紊乱、图28(c)所示的由全反射引起的频带内的反射损耗特性的不规则的紊乱的问题。
另外,由于在基板上配置有具有特定图案的元件,因此存在难以排除基板的背面、周围飞来的电波,所需的截止性能降低的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种天线装置,其能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,并且能够提高截止性能,还能够得到良好的EVM值。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题,权利要求1所述的发明,其特征在于,具备:波导管主体,其具备同轴波导管转换部和导电性的封闭部件,该同轴波导管转换部由六面体构成,该六面体由导电材料构成,且该同轴波导管转换部具备贯通相对的第一面与第二面之间而形成的内部空间、以及在与所述第一面和所述第二面正交的第三面与所述内部空间之间连通形成的同轴连接器插通用连接器安装孔,该导电性的封闭部件将所述内部空间的所述第二面侧的开口封闭;以及连接器,其具备导电性的连接器主体、中心导体和辐射器,该导电性的连接器主体从所述内部空间朝向外侧安装于所述连接器安装孔,且内端部不向所述内部空间内突出,该中心导体配置为沿轴方向贯通该连接器主体的中心部,且使前端部从所述连接器主体的内端部向所述内部空间内突出规定长度,该辐射器由向所述内部空间内突出的所述中心导体的前端部构成,且通过使该前端部的突出长度与特定的频带匹配而向所述内部空间内辐射来自所述中心导体的电波。
发明的效果
根据本发明,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,并且能够提高截止性能,还能够得到良好的EVM值。
附图说明
图1(a)是表示本发明的一个实施方式的天线装置的结构的主视图,(b)是(a)的A-A截面图,(c)是右侧视图,(d)是俯视图,(e)是仰视图,(f)是后视图,(g)是(a)的B-B截面图。
图2(a)和(b)是表示本发明的一个实施方式的天线装置的结构的立体图。
图3(a)和(b)是表示本发明的一个实施方式的天线装置的结构的分解立体图。
图4(a)、(b)和(c)是表示本发明的一个实施方式的连接器的仰视图、截面图、俯视图。
图5(a)、(b)和(c)是本发明的一个实施方式的圆偏振型偏振部的主视图、俯视图以及后视图。
图6(a)和(b)是本发明的一个实施方式的偏转板的主视图以及侧视图。
图7(a)、(b)和(c)是图5(a)的C-C、D-D和E-E截面图,(d)和(e)是图7(b)的F-F、G-G截面图。
图8(a)和(b)是圆偏振型偏振部的正面侧外观立体图和背面侧外观立体图。
图9(a)是表示本发明的其他实施方式(16mm喇叭)的天线装置的圆偏振型喇叭部200B的外观立体图,(b)是主视图,(c)是侧视图,(d)是后视图,(e)、(f)和(g)是本发明的其他实施方式(15mm喇叭)的天线装置的圆偏振型喇叭部200B的主视图、侧视图和后视图。
图10(a)~(d)是表示本发明的一个实施方式的天线装置的变形例的侧视图。
图11是表示本发明的一个实施方式的天线装置的变形例的构成的图表。
图12(a)是表示使用了本发明的一个实施方式的天线装置的天线系统以及计测系统的框图,(b)是表示该计测系统的校正所使用的校正套件的立体图。
图13是表示图12所示的测定系统的校正程序的流程图。
图14是表示在图12所示的计测系统中进行的反射损耗测定程序的流程图。
图15(a)和(b)是表示线偏振耦合器刚组装后的代表特性、调整后的代表特性的曲线图。
图16是表示在图12所示的计测系统中进行的耦合损耗特性的测定程序的流程图。
图17(a)~(d)是表示在计测系统中进行的反射损耗特性、耦合特性的测定结果的曲线图。
图18是表示使用了本发明的一个实施方式的天线装置的EVM测定所涉及的天线系统以及计测系统的框图。
图19是表示在图18所示的计测系统中进行的校正程序的流程图。
图20是表示在图18所示的计测系统中进行的EVM测定程序的流程图。
图21是表示在图18所示的计测系统中测定的EVM值的监视器画面。
图22(a)是表示在计测系统中进行的线偏振耦合器的自由空间中的反射损耗特性的测定结果的曲线图,(b)是表示在计测系统中进行的线偏振耦合器的耦合器耦合特性(通过振幅特性)的测定结果的曲线图。
图23(a)是表示在计测系统中进行的线偏振耦合器的全反射下的反射损耗特性的测定结果的曲线图,(b)是表示在计测系统中进行的线偏振耦合器的EVM值的测定结果的曲线图。
图24(a)是表示在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的自由空间中的反射损耗特性的测定结果的曲线图,(b)是表示在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的耦合器耦合特性(通过振幅特性)的测定结果的曲线图。
图25(a)是表示在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的全反射下的反射损耗特性的测定结果的曲线图,(b)是表示在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的EVM值的测定结果的曲线图。
图26(a)是表示微调后在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的全反射下的反射损耗特性的测定结果的曲线图,(b)是表示微调后在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的VSWR特性的测定结果的曲线图,(c)是表示微调后在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的耦合器耦合特性(通过振幅特性)的测定结果的曲线图。
图27(a)是表示将喇叭天线配置在自由空间时的反射损耗特性(回波损耗)的曲线图,(b)是表示使一对喇叭天线彼此相对并以耦合距离0mm耦合的情况下测定的耦合器耦合特性(通过振幅特性)的曲线图,(c)是表示在用金属板覆盖喇叭天线的整个面的情况下测定的全反射下的反射损耗特性(回波损耗)的曲线图。
具体实施方式
以下,通过附图所示的实施方式对本发明进行详细说明。
为了能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,并且能够提高截止性能,还能够得到良好的增益,本发明具有以下结构。
即,本发明的天线装置1,其特征在于,具备:波导管主体,其具备同轴波导管转换部和导电性的封闭部件30,该同轴波导管转换部由六面体构成,该六面体由导电材料构成,且该同轴波导管转换部具备贯通相对的第一面与第二面之间而形成的内部空间、以及在与第一面和第二面正交的第三面与内部空间之间连通形成的同轴连接器插通用连接器安装孔,该导电性的封闭部件30将内部空间的第二面侧的开口封闭;以及连接器,其具备导电性的连接器主体、中心导体和辐射器,该导电性的连接器主体从内部空间朝向外侧安装于连接器安装孔,且内端部不向内部空间内突出,该中心导体配置为沿轴方向贯通该连接器主体的中心部,且使前端部从连接器主体的内端部向内部空间内突出规定长度,该辐射器由向内部空间内突出的中心导体的前端部构成,且通过使该前端部的突出长度与特定的频带匹配而向内部空间内辐射来自中心导体的电波。
通过上面的结构,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,并且能够提高截止性能,还能够得到良好的EVM值。
使用以下的附图对以上所述的本发明的特征进行详细说明。但是,此实施方式中记载的构成要素、种类、组合、形状、其相对配置等,只要没有特定的记载,就不是将本发明的范围仅限定于此,而仅仅是说明例。
以下,使用附图对上述本发明的特征进行详细说明。
接着,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
<天线装置的结构>
图1(a)是表示本发明的一个实施方式的天线装置的结构的主视图,(b)是(a)的A-A截面图,(c)是右侧视图,(d)是俯视图,(e)是仰视图,(f)是后视图,(g)是(a)的B-B截面图。图2(a)和(b)是表示本发明的一个实施方式的天线装置的结构的立体图。图3(a)和(b)是表示本发明的一个实施方式的天线装置的结构的分解立体图。图4(a)、(b)和(c)是表示本发明的一个实施方式的连接器的仰视图、截面图、俯视图。
以下,将图1(a)所示的主视图作为基本的坐标系,将纸面从左到右的方向设为x轴方向,将在纸面内与x轴方向正交的方向设为y轴方向,将与x轴方向和y轴方向正交的方向(铅垂方向)设为z轴方向来进行说明。
此天线装置1大致具有:波导管主体5,其具备贯通形成于两个相对的第一及第二面M1、M2的中央部并且将第二面侧开口封闭的内部空间8;连接器50,其配置于在与形成有内部空间8的面不同的外周面(第三面M3)与内部空间8之间贯通形成的连接器安装孔22内,并使设置于一端部的辐射器在内部空间8内露出;以及线偏振型喇叭部200A,其连接在波导管主体5的内部空间8的第一面M1侧(非封闭面侧);以及代替线偏振波型喇叭部200A的圆偏振型偏振部100(图5)、或者经由圆偏振型偏振部100与内部空间的非封闭面侧连接的圆偏振型喇叭部200B。
波导管主体5大致由具有规定的均匀厚度的四方块状的同轴波导管转换部6和将贯通形成于同轴波导管转换部6的内部空间8的一个开口封闭的薄板状的封闭部件30构成。
同轴波导管转换部6和封闭部件30均由铜、铁、铝、黄铜、超材料或者对塑料实施了金属电镀的材料等导电性材料构成。
同轴波导管转换部6由六面体构成,该六面体由导电材料构成,并且具有彼此相对的第一面M1和第二面M2、彼此相对的第三面M3和第四面M4、彼此相对的第五面M5和第六面M6。
同轴波导管转换部6具备:第一波导管部件10,其在一面6a具备成为内部空间8的凹陷部11;以及第二波导管部件20,其通过可拆装地安装在第一波导管部件10的一面而将凹陷部11的一面侧封闭,从而形成内部空间8。
在图3(a)、(b)中,在第一波导管部件10的一面6a上,在将凹陷部11夹于其间的部位分别形成有圆形的螺纹孔13,在第二波导管部件20的与各螺纹孔13匹配(对应)的位置上形成有与内部空间8的z轴方向平行地延伸的长孔24,构成为能够经由各长孔24将小螺钉25螺接于各螺纹孔。在将各小螺钉25螺接于各螺纹孔13的状态下,第二波导管部件20能够在长孔24的长度方向(z轴方向)长度的范围内相对于第二波导管部件20位移。在本例中,长方形的第二波导管部件20的外侧面(第三面M3)的长度方向中央部成为凹部,在此凹部内形成有连接器安装孔22。各长孔24形成在位于此凹部两侧的凸部中。
能够以使与第一波导管部件10的一面6a相对的第二波导管部件20的位置能够在长孔24的长度的范围内微调的方式进行安装,由此能够微调天线装置1的电特性。其结果是,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生。
成为内部空间8的凹陷部11是由在第一波导管部件10的长方形的一面6a的长度方向中央部形成的内表面相互正交的三个面构成的槽,并构成为细长板状的第二波导管部件20通过小螺钉25相对于一面6a可拆装。通过在一面6a上固定第二波导管部件20以封闭凹陷部11,从而形成内部空间8。
通过相对于第一波导管部件10组装第二波导管部件20而形成的同轴波导管转换部6如上述那样为由六个面即第一面M1至第六面M6构成的长方体或立方体。
内部空间8贯通同轴波导管转换部6的相对的第一面M1与第二面M2之间而形成。另外,在与第一面和第二面正交的第三面M3上贯通形成有与内部空间8连通的同轴连接器插通用连接器安装孔22。在本例中,连接器安装孔22贯通形成于第二波导管部件20。
内部空间8的第二面侧开口被导电性的封闭部件封闭(焊接),从而仅第一面M1侧敞开。
封闭部件30上形成有与设于第一波导管部件10的外表面的螺纹孔10a对应的孔30a,通过在使各螺纹孔10a与各孔30a连通的状态下将螺钉31插通并螺接,封闭部件30被紧贴而无间隙地固定于第一波导管部件10的外表面。
<连接器>
如图1至图4所示,连接器50具备:导电性的连接器主体51,其从内部空间8朝向外侧安装于连接器安装孔22,且在内端部56a不向内部空间8内突出的状态下露出配置;中心导体60,其配置为沿y轴方向贯通该连接器主体的中心部,且使前端部60a从连接器主体的内端部56a向内部空间8内仅突出规定长度L;以及辐射器54b,其由向内部空间8内突出的中心导体的前端部60a构成,且通过使该前端部的突出长度L(图4)与特定的频带匹配而向内部空间8内辐射来自中心导体的电波。在连接器主体51的一端外周形成有外螺纹。连接器主体与中心导体的关系为,经由绝缘材料被一体化。
另外,如上所述,对辐射器54b辐射电波进行了说明,但这是发送时的作用,在接收时,辐射器54b吸收(接收)电波。
如图4所示,本例的连接器50的连接器主体51大致具备:中空筒状的连接器插口部52,其由导电体和绝缘体构成;凸缘部53,其与连接器插口部52的一端一体化;中心导体60,其在轴方向上贯通配置在连接器插口部52内;中心导体支持部55,其将中心导体60的适当部位固定地支持在连接器插口部52的内周上;以及绝缘体56,其为了填满中心导体60与连接器插口部52的内周之间的空间而填充。
中心导体60的外侧端部设置有连接器插口触点部54a,中心导体的内侧端部设置有作为元件的辐射器54b。辐射器54b是中心导体60的前端部从连接器插口部52的内侧端面突出规定长度的部位,通过调整元件的长度L,调谐到期望的频带。
连接器50的中心导体60从内端部56a突出的y轴方向的长度L是对特定的频带的波长的1/4乘以规定的缩短率0.79而得到的长度。另外,特定的频带是第五代终端(5G)所利用的23GHz~29GHz。
由此,能够设计可专门调谐到特定的频带的长度L。
如图3(a)所示,在本例中,第二波导管部件20的内侧面(第三面M3的相反侧的面)上形成有用于供连接器的凸缘部53嵌合的凹部23。在通过将连接器的连接器插口部52插入连接器安装孔22而使凸缘部53嵌合就位在凹部23内时,凸缘部53的端面适当地设定尺寸以与第二波导管部件20的内侧面齐平。
这样,天线装置1利用导电性的封闭部件30将由导电材料构成的同轴波导管转换部6的内部空间8的第二面侧开口封闭,并且使在辐射器54b中向内部空间8内突出的中心导体60的前端部60a的突出长度与特定的频带匹配,因此能够将频带内的通过振幅特性、反射损耗特性调谐到频带内,并且能够提高截止性能,还能够得到良好的EVM值。
在内部空间8的第一面M1侧的开口部、即非封闭面侧连接配置有将从辐射器54b辐射的电波转换为线偏振波或圆偏振波的圆偏振型偏振部100、或者提高增益且截止从外部飞来的电波的线偏振型喇叭部200A中的任一方。
另外,如图10(d)所示,也有时圆偏振型喇叭部200B经由圆偏振型偏振部100与内部空间8连接。
由此,能够通过圆偏振型偏振部100容易地得到圆偏振波特性,或者能够通过喇叭部200截止从外部到来的电波并且提高增益。
<圆偏振型偏振部>
图5(a)、(b)和(c)是本发明的一个实施方式的圆偏振型偏振部的主视图、俯视图以及后视图,图6(a)和(b)是偏转板的主视图以及侧视图,图7(a)、(b)和(c)是图5(a)的C-C、D-D和E-E截面图,图7(d)和(e)是图7(b)的F-F、G-G截面图。此外,图8(a)和(b)是圆偏振型偏振部的正面侧外观立体图和背面侧外观立体图。
圆偏振型偏振部100连接配置于内部空间8的第一面M1侧的开口部。
圆偏振型偏振部100在由铜、铁、铝、黄铜、超材料或者对塑料实施了金属电镀的材料等导电材料构成的长方体(长方体或立方体)的块101内贯通形成波导空间110。即,以贯通此块101的相对的两个面N1和N2的方式形成波导空间110。
在本例中,以使块101的进深长度L1为22mm、使高度L2为14mm、使横向宽度L3为24mm的情况为例进行说明。
此波导空间110的第一面N1侧的开口为圆形,而第二面N2侧的开口为横长的长方形。
即,波导空间110从第一面N1的开口部侧到进入内部10mm的部位为同一直径
Figure BDA0002504998630000112
的圆筒状。将此圆筒状的波导空间部分称为圆形波导管部位120。在圆形波导管部位120内,由特氟龙(注册商标)(电介质)等构成的0.5mm厚的四边形偏转板140以倾斜的姿势通过圆形的中心部并倾斜地固定。即,偏转板140的长度与圆形波导管部位120的直径相当。
另外,波导空间110从第二面N2的开口部侧到进入内部12mm的部位为大致四棱柱状的空间,将此波导空间部分称为方形波导管部位130。
圆形波导管部位120的进深部侧开口和方形波导管部位130的进深部侧开口在各自的中心轴A1、A2线性一致的状态下连通。
另外,圆形波导管部位120的进深部侧的圆形开口部(周缘部121a)不延伸超过方形波导管部位130的进深部侧的圆形开口部(周缘部131a、132a),而是在方形波导管部位130的进深部侧的开口部的位置终止。因此,圆形波导管部位120的进深部侧的圆形开口部(周缘部121a)和方形波导管部位130的进深部侧的圆形开口部(周缘部131a、132a)为形状一致的圆形。
因此,偏转板140停留在圆形波导管部位120的轴方向长度内,不延伸超过方形波导管部位130的进深部侧的开口部。
方形波导管部位130的第二面N2(外侧)的开口部为长方形,但其进深部侧的开口部形状为与圆形波导管部位120的进深部侧开口(圆形)相同的形状、尺寸的圆形。即,方形波导管部位130的外侧开口部的两个相对的短边131(4.3mm)在外侧开口部为直线,但是在进深部131a为与圆形波导管部位120的进深部侧开口(圆形:
Figure BDA0002504998630000111
)的周缘部121a相匹配的圆弧状。即,各短边131的圆弧状进深部131a在圆形波导管部位120的进深部侧开口(圆形)的周缘处终止。
如图5、图7、图8等所示,各短边131间的间隔L4(8.6mm)比圆形波导管部位120的进深部侧开口的直径
Figure BDA0002504998630000121
稍大,因此,越朝向进深部,短边之间的间隔越呈锥状地逐渐减小(缩小),最后,短边的进深部131a与圆形波导管部位120的进深部侧开口(圆形)的周缘匹配。
另一方面,由于方形波导管部位130的外侧开口部的两个相对的长边132间的间隔L5(4.3mm)比圆形波导管部位120的进深部侧开口的直径小,因此越是朝向进深部,长边间的间隔L5越呈锥状地逐渐增大(扩开),最后,长边的进深部132a与圆形波导管部位120的进深部侧开口(圆形)的周缘匹配。
通过将各短边131的进深部131a和各长边132的进深部132a连接设置为圆形,从而形成与圆形波导管部位120的进深部侧开口一致的圆形。
另外,除了长方形外侧开口部以外的方形波导管部位130的内部侧的内壁133如图7、图8等所示成为曲面状。
如以上那样形成的圆偏振型偏振部100与第一波导管部件10的内部空间8的非封闭面侧(开口面侧)连接,以将从辐射器54b辐射的电波转换为圆偏振波。
<线偏振型喇叭部200A>
线偏振型喇叭部200A连接配置在内部空间8的第一面M1侧的开口部处。
如图1~图3所示,线偏振型喇叭部200A将铜、铁、铝、黄铜、超材料或者对塑料实施了金属电镀的材料等的板材构成为图示那样的喇叭形状,在本例中,通过将梯形的四张板材201a~201d(图3)的侧端边彼此固定一体化,从而一端开口成为小径的四边形,另一端开口成为大径的四边形。
线偏振型喇叭部200A通过截头四棱锥状的喇叭形成线偏振波。此外,截头是指将从四棱锥的顶部起规定长度的部位在与中心轴A1、A2正交的面处切断的状态、形状。
这样,喇叭部200通过由截头四棱锥状的线偏振型喇叭部200A形成线偏振波,能够容易地得到具有指向特性的线偏振波特性,且能够截止从指向方向外到来的电波并且提高增益。
<圆偏振型喇叭部200B>
图9(a)是表示本发明的其他实施方式(16mm喇叭)的天线装置的圆偏振型喇叭部200B的外观立体图,(b)是主视图,(c)是侧视图,(d)是后视图。图9(e)、(f)和(g)是本发明的其他实施方式(15mm喇叭)的天线装置的圆偏振型喇叭部200B的主视图、侧视图和后视图。
圆偏振型喇叭部200B是截头圆锥状,并且连接配置在圆偏振型偏振部100的第一面N1侧的圆形开口处。
圆偏振型喇叭部200B的小径的圆形开口部为与圆偏振型偏振部100的第一面N1侧的开口相同的形状,通过焊接等固定。
圆偏振型喇叭部200B通过截头圆锥状的喇叭形成圆偏振波。此外,截头是指将从圆锥的顶部起规定长度的部位在与中心轴A1、A2正交的面处切断的状态、形状。
这样,喇叭部200通过由截头圆锥状的圆偏振型喇叭部200B形成圆偏振波,能够容易地得到具有指向特性的圆偏振波特性,且能够截止从指向方向外到来的电波并且提高增益。
<天线装置的变形例>
图10(a)~(d)是表示本发明的一个实施方式的天线装置的变形例的侧视图。图11是表示本发明的一个实施方式的天线装置的变形例的构成的图表。
图10(a)表示具备同轴波导管转换部6和连接器50的线偏振耦合器1A的结构。详细而言,同轴波导管转换部6具备第一波导管部件10、第二波导管部件20和封闭部件30。
图10(b)表示具备转换为圆偏振波的圆偏振型偏振部100、同轴波导管转换部6和连接器50的圆偏振耦合器1B的结构。
图10(c)表示具备线偏振型喇叭部200A、同轴波导管转换部6和连接器50的线偏振高增益高隔离耦合器1C的结构。
图10(d)表示具备圆偏振型喇叭部200B、圆偏振型偏振部100、同轴波导管转换部6和连接器50的圆偏振高增益高隔离耦合器1D的结构。
<天线装置的各变形例的性能>
在以下的表中示出天线装置的各变形例中的通过振幅特性、反射损耗特性、EVM值、增益、VSWR。
[表1]
Figure BDA0002504998630000141
第一波导管部件10使用频带为21.7GHz~33.0GHz、内部空间8的内径尺寸为8.636mm×4.318mm、满足EIA标准WR-34的方形波导管。
这样,由于从本天线装置放射的电波的通过振幅特性在整个特定的频带内波动幅度在5dB以内,因此线偏振耦合器1A能够得到良好的电波的通过振幅特性和EVM值。
另外,从各耦合器(天线装置)放射的电波的全反射下的反射损耗特性在整个特定的频带内波动幅度在10dB以内,因此能够得到良好的EVM值。
在线偏振高增益高隔离耦合器1C、圆偏振高增益高隔离耦合器1D中,作为实际的效果,表示屏蔽从外部飞来的电波的隔离性良好,即使在作为被测物的移动电话上的两个位置处配置本天线来进行试验,也能够防止两个天线间的干扰。
同轴波导管转换部6、圆偏振型偏振部100和喇叭部200的材质由铜、铁、铝、黄铜、超材料、对塑料实施了金属电镀的材料、或者对塑料、树脂实施了金属涂层的材料构成,由此,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,并且通过具有指向特性而能够提高指向方向外的截止性能,还能够得到良好的EVM值和增益。
此外,作为对塑料、树脂实施金属涂层的方法,已知CVD法(化学气相沉积法)、PVD法(物理气相沉积法)、金属线喷镀法、金属粉末喷镀法等。
<天线系统以及计测系统>
图12(a)是表示使用了本发明的一个实施方式的天线装置的天线系统以及计测系统的框图,图12(b)是表示该计测系统的校正所使用的校正套件的立体图。
图12(a)所示的天线系统300,具备线偏振耦合器1A、圆偏振耦合器1B、线偏振高增益高隔离耦合器1C、圆偏振高增益高隔离耦合器1D中的任一种且具备一对,来作为天线装置,将各天线装置作为第一天线装置301和第二天线装置303,通过与第一天线装置301的放射方向相对地配置的第二天线装置303接收从第一天线装置301放射的电波。
计测系统310具备网络分析器305和监视器313,在网络分析器305的端子P1与第一天线装置301的连接器之间连接同轴电缆307,在端子P2与第二天线装置303的连接器之间连接同轴电缆309。
进一步地,在网络分析器305的监视器端子305m与监视器313的端子313m之间连接监视器电缆311。此外,网络分析器305使用例如安立株式会社制的MS46322B。
天线装置被配置为接近(紧贴)被测物,例如用于测定从被测物放射的电波。作为被测物,以移动电话、移动终端等产生电磁波的设备为对象,例如以利用23GHz~29GHz的频带的下一代移动电话(5G)为对象。
计测系统310适于测定天线系统300所具备的第一天线装置301与第二天线装置303之间的耦合特性、反射损耗特性。
这样,天线装置1相对于被测物配置或紧密接触地配置于期望的位置,接收从被测物放射的电波。抑制了频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,因此能够得到良好的EVM值。
另外,天线装置1相对于被测物配置或紧密接触地使用于期望的位置,向被测物放射电波。抑制了频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,因此能够向被测物放射良好的电波。
另外,通过与第一天线装置301的放射方向相对地配置的第二天线装置303接收从第一天线装置301放射的电波,从而能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,还能够得到良好的EVM值。
进一步地,通过在第一天线装置301与第二天线装置303之间配置被测物,从而能够测定从被测物放射的电波、或者由被测物接收的情况下受被测物的影响程度。
在图12(a)所示的计测系统310中,将图12(b)所示的校正套件320用于校正。
校正套件320具备四个连接器,即连接器320S(SHORT)、连接器320o(OPEN)、连接器320L(LOAD)和连接器320T(THRU)。此外,校正套件320使用例如安立株式会社制的TOSLKF50A-40。
<测定系统的校正程序>
图13是表示图12所示的测定系统的校正程序的流程图。详细而言,表示在天线装置1的反射损耗特性、耦合特性的测定之前进行的测定系统310的校正程序。
在步骤S5中,对网络分析器305输入测定频率(例如20GHz~30GHz)。
在步骤S10中,对网络分析器305设置校正CAL模式。
在步骤S15中,在与网络分析器305的端子P1连接的同轴电缆307的前端连接校正套件的连接器320S,使同轴电缆307的前端成为短路状态(SHORT)。
在步骤S20中,根据用户的操作,网络分析器305进行测定器内运算。
在步骤S25中,在与网络分析器305的端子P1连接的同轴电缆307的前端连接校正套件的连接器320o,使同轴电缆307的前端成为开路状态(OPEN)。
在步骤S30中,根据用户的操作,网络分析器305进行测定器内运算。
在步骤S35中,在与网络分析器305的端子P1连接的同轴电缆307的前端连接校正套件的连接器320L,成为在同轴电缆307的前端连接了负载(例如50Ω)的负载状态(LOAD)。
在步骤S40中,根据用户的操作,网络分析器305进行测定器内运算。
在步骤S45中,在与网络分析器305的端子P2连接的同轴电缆309的前端连接校正套件的连接器320S,使同轴电缆309的前端成为短路状态(SHORT)。
在步骤S50中,根据用户的操作,网络分析器305进行测定器内运算。
在步骤S55中,在与网络分析器305的端子P2连接的同轴电缆309的前端连接校正套件的连接器320o,使同轴电缆309的前端成为开路状态(OPEN)。
在步骤S60中,根据用户的操作,网络分析器305进行测定器内运算。
在步骤S65中,在与网络分析器305的端子P2连接的同轴电缆309的前端连接校正套件的连接器320L,成为在同轴电缆309的前端连接了负载(例如50Ω)的负载状态(LOAD)。
在步骤S70中,根据用户的操作,网络分析器305进行测定器内运算。
在步骤S75中,在与网络分析器305的端子P1、P2连接的同轴电缆307、309的前端连接校正套件的连接器320T,使同轴电缆307、309的前端彼此成为通过状态(THRU)。
在步骤S70中,根据用户的操作,网络分析器305进行测定器内运算。
其结果是,对于包括网络分析器305、同轴电缆307、309的测定系统,能够在设定的频带中将振幅特性、反射损耗特性、相位特性等校正为平坦的状态。
<反射损耗测定程序>
图14是表示在图12所示的计测系统中进行的反射损耗测定程序的流程图。
在步骤S105中,在与网络分析器305的端子P1连接的同轴电缆307的前端连接第一天线装置301的连接器,使其成为可测定状态。
在步骤S110中,根据用户的操作,网络分析器305进行测定器内运算,在监视器313上显示反射损耗。此时,从网络分析器305的端子P1输出的频带的扫频中的电力被第一天线装置301反射,测定从第一天线装置301返回的电力。
<刚组装后的代表特性、调整后的代表特性>
图15(a)和(b)是表示线偏振耦合器1A刚组装后的代表特性、调整后的代表特性的曲线图。
在图15(a)所示的线偏振耦合器1A刚组装后的代表特性中,在25GHz~29GHz的频带内,反射损耗特性值集中在-10dB附近的电平,在23GHz附近产生-35dB以下的强共振。
因此,通过以使第二波导管部件20的位置能够与第一波导管部件10的一面6a相对地微调的方式进行安装,从而能够对向内部空间8内突出的中心导体60的前端部60a的位置进行微调。其结果是,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生。
其结果是,在图15(b)所示的线偏振耦合器1A调整后的代表特性中,在25GHz~29GHz的频带内,在反射损耗特性值-15dB附近改善电平,强谐振也改善到-30dB的电平。
<耦合损耗特性的测定程序>
图16是表示在图12所示的计测系统中进行的耦合损耗特性的测定程序的流程图。
在步骤S155中,在与网络分析器305的端子P1连接的同轴电缆307的前端连接第一天线装置301的连接器,使其成为可测定状态。
在步骤S160中,网络分析器305进行测定器内运算,在监视器313上显示第一天线装置301的反射损耗(图17(a))。
在步骤S165中,在与网络分析器305的端子P2连接的同轴电缆309的前端连接第二天线装置303的连接器,使其成为可测定状态。
在步骤S170中,网络分析器305进行测定器内运算,在监视器313上显示第二天线装置303的反射损耗(图17(d))。
在步骤S175中,使第一天线装置301与第二天线装置303相对地接近(紧密接触)。
在步骤S180中,网络分析器305进行测定器内运算,在监视器313上显示第一天线装置301与第二天线装置303之间的耦合特性(图17(b))和反射损耗(图17(c))。
<反射损耗特性、耦合特性的测定结果>
图17(a)~(d)是表示在计测系统中进行的反射损耗特性、耦合特性的测定结果的曲线图。
在图17(a)所示的第一天线装置301的反射损耗特性中,在23GHz~29GHz的频带中产生-10dB以下的电平。
在图17(d)所示的第二天线装置303的反射损耗特性中,在23GHz~29GHz的频带中产生-10dB以下的电平。
与此相对,在图17(b)所示的第一天线装置301与第二天线装置303之间的耦合特性的第一天线装置侧,在23GHz~29GHz的频带中,波动幅度被抑制为3dB以内程度的电平差,表现出极其平坦的耦合特性。
另一方面,在图17(c)所示的第一天线装置301与第二天线装置303之间的耦合特性的第二天线装置侧,在23GHz~29GHz的频带中,波动幅度被抑制为3dB以内程度的电平差,表现出极其平坦的反射损耗特性。
<EVM测定相关的天线系统以及计测系统>
图18是表示使用了本发明的一个实施方式的天线装置的EVM测定所涉及的天线系统以及计测系统的框图。
图18所示的天线系统300,具备线偏振耦合器1A、圆偏振耦合器1B、线偏振高增益高隔离耦合器1C、圆偏振高增益高隔离耦合器1D中的任一种且具备一对,来作为天线装置,将各天线装置作为第一天线装置301和第二天线装置303,通过与第一天线装置301的放射方向相对地配置的第二天线装置303接收从第一天线装置301放射的电波。
计测系统340具备矢量信号发生器325、模拟发送器327、信号分析器329、个人计算机PC331,在矢量信号发生器325的端子325a与模拟发送器327的端子327a之间连接同轴电缆335,在矢量信号发生器325的端子325b与模拟发送器327的端子327b之间连接同轴电缆333。此外,矢量信号发生器325、信号分析器329分别使用例如安立株式会社制的MG3710A、MS2850A。
在模拟发送器327的端子327c与第一天线装置301的连接器之间连接有同轴电缆321。
在第二天线装置303的连接器与信号分析器329的端子329a之间连接有同轴电缆323。
进一步地,在信号分析器329的端子329b的USB端子329m与个人计算机PC331的USB端子331a之间连接有USB电缆137。
天线装置被配置为接近(紧贴)被测物,例如用于测定从被测物放射的电波。作为被测物,以移动电话、移动终端等产生电磁波的设备为对象,例如以利用23GHz~29GHz的频带的下一代移动电话(5G)为对象。
计测系统340适于测定天线系统300所具备的第一天线装置301与第二天线装置303之间和被测物与第二天线装置303之间的EVM特性。
<EVM测定的校正程序>
图19是表示在图18所示的计测系统中进行的校正程序的流程图。
在步骤S205中,将与模拟发送器327的端子327c连接的同轴电缆321连接于第一天线装置301,将与第二天线装置303的连接器连接的同轴电缆323连接于信号分析器329的端子329a。
在步骤S210中,作为矢量信号发生器325的配置,分别将频率设定为28.5GHz、将带宽设定为100MHz、将调制设定为Pre-Standard CP-OFDM Down link。
在步骤S215中,调整矢量信号发生器325的输出电平。
在步骤S220中,调整信号分析器329的输入电平。
此外,在步骤S215和步骤S220中,将个人计算机PC331的监视器所显示的信号分析器329的Total EVM(rms)值(图21)调整为最小。
此外,在通过此天线装置彼此的耦合进行的EVM测定中,需要预先将EVM值设为1%以下(越接近0%越好)。实际上这是为了对测定第五代终端(5G)的EVM值时的测定数值赋予可靠性,因为如果超过1%,则可靠性消失。
因此,天线装置彼此的耦合特性的波形平坦,耦合时的EVM值在1%以下,需要预先使天线装置的全反射时的波形为无紊乱的状态。
<EVM测定程序>
图20是表示在图18所示的计测系统中进行的EVM测定程序的流程图。
在步骤S255中,将与模拟发送器327的端子327c连接的同轴电缆321连接于第一天线装置301。
在步骤S260中,将与第二天线装置303的连接器连接的同轴电缆323连接于信号分析器329的端子329a。
在步骤S265中,使第一天线装置301与第二天线装置303相对地接近(紧密接触)。
在步骤S270中,在信号分析器329的监视器上显示EVM值(图21)。
其中,图21是表示在图18所示的计测系统中测定的EVM值的监视器画面。
其中,EVM是指调制精度,是计算实际的信号的符号点相对于理想符号点(未示出)产生了多少偏差并以%表示的数值。如果通过数字通信进行多比特调制,则符号数变多,调制精度的要求变得严格。在调制精度较差、即EVM值较差时,是指符号点(图21、符号340)紊乱,数字通信的通信质量差,在最差的情况下,不能进行通信。
<线偏振耦合器的自由空间中的反射损耗特性>
图22(a)是表示在计测系统中进行的线偏振耦合器的自由空间中的反射损耗特性的测定结果的曲线图。
图22(a)所示的线偏振耦合器1A的自由空间中的反射损耗特性,在作为目标的23GHz~29GHz的频带中为-10dB以下,作为执行力值为-15dB以下。
<线偏振耦合器的耦合器耦合特性>
图22(b)是表示在计测系统中进行的线偏振耦合器的耦合器耦合特性(通过振幅特性)的测定结果的曲线图。
一对线偏振耦合器1A彼此在-10dB左右耦合,在作为目标的23GHz~29GHz的频带中,通过振幅特性进入5dB左右的波动范围内,没有以往那样的陡峭的波形紊乱(图27(b)),显示出极其平坦的耦合特性。
<线偏振耦合器的全反射下的反射损耗特性>
图23(a)是表示在计测系统中进行的线偏振耦合器的全反射下的反射损耗特性的测定结果的曲线图。
在用金属板覆盖线偏振耦合器1A的开口部的整个面的情况下,在作为目标的23GHz~29GHz的频带中,反射损耗特性进入波动幅度10dB左右的范围内,没有以往那样的陡峭的波形紊乱(图23(c)),显示出极其平坦的反射损耗特性。
<线偏振耦合器的EVM值>
图23(b)是表示在计测系统中进行的线偏振耦合器的EVM值的测定结果的曲线图。
在将一对线偏振耦合器1A彼此以耦合距离0mm耦合的情况下,例如在28.5GHz的频率下,显示出EVM(rms)1%以下的良好的EVM值。
<线偏振高增益高隔离耦合器的自由空间中的反射损耗特性>
图24(a)是表示在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的自由空间中的反射损耗特性的测定结果的曲线图。
图24(a)所示的线偏振高增益高隔离耦合器1C的自由空间中的反射损耗特性,在作为目标的23GHz~29GHz的频带中为-10dB以下,作为执行力值为-13dB以下。
<线偏振高增益高隔离耦合器的耦合器耦合特性>
图24(b)是表示在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的耦合器耦合特性(通过振幅特性)的测定结果的曲线图。
线偏振高增益高隔离耦合器1C与线偏振高增益高隔离耦合器1C之间在-10dB左右耦合,在作为目标的23GHz~29GHz的频带中,通过振幅特性进入5dB左右的范围内,没有以往那样的陡峭的波形紊乱(图27(b)),显示出极其平坦的耦合特性。
<线偏振高增益高隔离耦合器的全反射下的反射损耗特性>
图25(a)是表示在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的全反射下的反射损耗特性的测定结果的曲线图。
在用金属板覆盖线偏振高增益高隔离耦合器1C的开口部的整个面的情况下,在作为目标的23GHz~29GHz的频带中,反射损耗特性的波动幅度进入10dB左右的范围内,没有以往那样的陡峭的波形紊乱(图27(c)),显示出极其平坦的反射损耗特性。
<线偏振高增益高隔离耦合器的EVM值>
图25(b)是表示在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的EVM值的测定结果的曲线图。
在将一对线偏振高增益高隔离耦合器1C彼此以耦合距离0mm耦合的情况下,例如在28.5GHz的频率下,显示出EVM(rms)1%以下的良好的EVM值。
<调整后的线偏振高增益高隔离耦合器的全反射下的反射损耗特性>
图26(a)是表示微调后在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的全反射下的反射损耗特性的测定结果的曲线图。
在用金属板覆盖线偏振高增益高隔离耦合器1C的开口部的整个面的情况下,在作为目标的23GHz~43GHz的频带中,反射损耗特性的波动幅度进入15dB左右的范围内,没有以往那样的陡峭的波形紊乱(图27(c)),显示出极其平坦的反射损耗特性。
<调整后的线偏振高增益高隔离耦合器的VSWR特性>
图26(b)是表示微调后在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的VSWR特性的测定结果的曲线图。
在向线偏振高增益高隔离耦合器1C输入0dBm的扫频信号的情况下,在23GHz~43GHz的频带中,VSWR特性进入1.8以下的范围内,显示出极其良好的VSWR特性。
<调整后的线偏振高增益高隔离耦合器的耦合器耦合特性>
图26(c)是表示微调后在计测系统中进行的线偏振高增益高隔离耦合器的耦合器耦合特性(通过振幅特性)的测定结果的曲线图。
线偏振高增益高隔离耦合器1C与线偏振高增益高隔离耦合器1C之间在-10dB左右耦合,在23GHz~43GHz的频带中,通过振幅特性进入5dB左右的范围内,没有以往那样的陡峭的波形紊乱(图27(b)),显示出极其平坦的耦合特性。
<本实施方式的各方面示例的作用、效果的总结>
<第一方面>
本方面的天线装置1,其特征在于,具备:波导管主体5,其具备同轴波导管转换部6和导电性的封闭部件30,该同轴波导管转换部6由六面体构成,该六面体由导电材料构成,且该同轴波导管转换部6具备贯通相对的第一面M1与第二面M2之间而形成的内部空间8、以及在与第一面M1和第二面M2正交的第三面M3与内部空间8之间连通(贯通)形成的同轴连接器插通用连接器安装孔22,该导电性的封闭部件30将内部空间8的第二面侧的开口封闭;以及连接器50,其具备导电性的连接器主体51、中心导体60和辐射器54b,该导电性的连接器主体51从内部空间朝向外侧安装于连接器安装孔22,且内端部不向内部空间8内突出,该中心导体60配置为沿轴方向贯通该连接器主体51的中心部,且使前端部从连接器主体51的内端部向内部空间8内突出规定长度,该辐射器54b由向内部空间8内突出的中心导体60的前端部60a构成,且通过使该前端部60a的突出长度与特定的频带匹配而向内部空间8内辐射来自中心导体的电波。
根据本方面,利用导电性的封闭部件30将由导电材料构成的同轴波导管转换部6的内部空间8的第二面侧开口封闭,并且使在辐射器54b中向内部空间8内突出的中心导体60的前端部60a的突出长度与特定的频带匹配。
由此,能够将频带内的通过振幅特性、反射损耗特性调谐到频带内,并且能够提高截止性能,还能够得到良好的EVM值。
<第二方面>
本方面的天线装置1,其特征在于,具备:圆偏振型偏振部100,其与同轴波导管转换部6的内部空间8的非封闭面侧(开口面侧)连接,以将从辐射器54b辐射的电波转换为圆偏振波;或者喇叭部200,其直接或经由圆偏振型偏振部100与内部空间8的非封闭面侧(开口面侧)连接,以截止从外部到来的电波。
根据本方面,通过圆偏振型偏振部100将从辐射器54b辐射的电波转换为圆偏振波,或者经由圆偏振型偏振部100连接于喇叭部200,以具有指向特性,从而截止从指向方向外到来的电波。
由此,能够通过圆偏振型偏振部100容易地得到圆偏振波特性,或者能够通过喇叭部200具有指向特性,从而截止从指向方向外到来的电波并且提高增益。
<第三方面>
本方面的特征在于,喇叭部200通过截头四棱锥状的线偏振型喇叭部200A形成线偏振波,或者通过截头圆锥状的圆偏振型喇叭部200B形成圆偏振波。
根据本方面,通过线偏振型喇叭部200A形成线偏振波,或者通过圆偏振型喇叭部200B形成圆偏振波,从而能够容易地得到线偏振波特性或者圆偏振波特性,并且具有指向特性,能够截止从指向方向外到来的电波并且提高增益。
<第四方面>
本方面的特征在于,同轴波导管转换部6具备:第一波导管部件10,其在一面6a具备成为内部空间8的凹陷部11;以及第二波导管部件20,其通过可拆装地安装在第一波导管部件10的一面而将凹陷部11的一面侧封闭,从而形成内部空间8,在第一波导管部件10的一面上,在将凹陷部11夹于其间的部位分别形成有螺纹孔,在第二波导管部件20的与各螺纹孔13匹配(对应)的位置上形成有与内部空间8的轴方向平行地延伸的长孔24,构成为能够经由各长孔24将小螺钉螺接于各螺纹孔13。
根据本方面,通过构成为能够经由与内部空间8的轴方向平行地延伸的各长孔24将小螺钉螺接于各螺纹孔13,能够对各螺纹孔13相对于各长孔24的位置进行微调。其结果是,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生。
<第五方面>
本方面的特征在于,同轴波导管转换部6以使第二波导管部件20的位置能够与第一波导管部件10的一面6a相对地微调的方式进行安装。
根据本方面,通过以使第二波导管部件20的位置能够与第一波导管部件10的一面6a相对地微调的方式进行安装,从而能够对向内部空间8内突出的中心导体60的前端部60a的位置进行微调。其结果是,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生。
<第六方面>
本方面的特征在于,同轴连接器的中心导体60从内端部56a突出的轴方向的长度L是对特定的频带的波长的1/4乘以规定的缩短率0.79而得到的长度。
根据本方面,能够设计可专门调谐到特定的频带的长度L。
<第七方面>
本方面的特征在于,喇叭部200具备纵向宽度为4.3mm且横向宽度为8.6mm的第一内部空间8和纵向宽度为15mm~16mm且横向宽度为15mm~16mm的第二内部空间8。
根据本方面,能够制作喇叭部,其通过具备纵向宽度为4.3mm且横向宽度为8.6mm的第一内部空间8和纵向宽度为15mm~16mm且横向宽度为15mm~16mm的第二内部空间8,能够专用于作为特定的频带的23GHz~29GHz而得到良好的增益。
<第八方面>
本方面的特征在于,同轴波导管转换部6、圆偏振型偏振部100和喇叭部200的材质由铜、铁、铝、黄铜、超材料、对塑料实施了金属电镀的材料、或者对塑料、树脂实施了金属涂层的材料构成。
根据本方面,同轴波导管转换部6、圆偏振型偏振部100和喇叭部200的材质由铜、铁、铝、黄铜、超材料、对塑料实施了金属电镀的材料、或者对塑料、树脂实施了金属涂层的材料构成,由此,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,并且能够提高截止性能,还能够得到良好的EVM值。
<第九方面>
本方面的线偏振耦合器1A(天线装置),其特征在于,从本天线装置放射的电波的通过振幅特性在整个特定的频带内波动幅度为5dB以内。
根据本方面,从本天线装置放射的电波的通过振幅特性在整个特定的频带内波动幅度在5dB以内,因此能够得到良好的电波的通过振幅特性。
<第十方面>
本方面的特征在于,从天线装置1放射的电波的全反射中的反射损耗特性的波动幅度在整个特定的频带内在10dB以内,且是平缓的波形。
根据本方面,从天线装置1放射的电波的全反射中的反射损耗特性在整个特定的频带内在10dB以内,且是平缓的波形,因此能够得到良好的电波的反射损耗特性。
<第十一方面>
本方面的特征在于,特定的频带为23GHz~29GHz。
根据本方面,特定的频带为23GHz~29GHz,因此专用于此频带,能够抑制频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,并且能够提高截止性能,还能够得到良好的EVM值。
<第十二方面>
本方面的特征在于,天线装置1相对于被测物配置于期望的位置,接收从被测物放射的电波。
根据本方面,天线装置1相对于被测物配置于期望的位置,抑制了频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,因此能够与被测物紧密接触,能够可靠地接收从被测物放射的电波,能够以良好的EVM值进行测定。并且,通过具有指向特性,能够提高来自指向方向外的截止性能,还能够得到良好的增益。
<第十三方面>
本方面的特征在于,天线装置1相对于被测物配置于期望的位置,向被测物放射电波。
根据本方面,天线装置1相对于被测物配置于期望的位置,抑制了频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,因此能够得到良好的EVM值,能够紧密接触被测物来放射电波。并且,通过具有指向特性,能够仅在指向方向上放射电波。
<第十四方面>
本方面的天线系统300,其特征在于,具备一对第一方面至第十方面中任一项所述的天线装置1,将各天线装置1作为第一天线装置301和第二天线装置303,通过与第一天线装置301的放射方向相对地配置的第二天线装置303接收从第一天线装置301放射的电波。
根据本方面,抑制了频带内的通过振幅特性的紊乱、由全反射引起的频带内的反射损耗特性的紊乱的产生,通过与第一天线装置301的放射方向相对地配置的第二天线装置303接收从第一天线装置301放射的电波,从而能够得到良好的EVM值。
<第十五方面>
本方面的计测系统340,其特征在于,在第十一方面所述的天线系统300所具备的第一天线装置301与第二天线装置303之间配置被测物。
根据本方面,通过在第一天线装置301与第二天线装置303之间配置被测物,从而能够测定从被测物放射的电波、或者由被测物接收的情况下受被测物的影响程度。
符号说明
1…天线装置,1A…线偏振耦合器,1B…圆偏振耦合器,1C…线偏振高增益高隔离耦合器,1D…圆偏振高增益高隔离耦合器,5…波导管主体,6…同轴波导管转换部,8…内部空间,10…第一波导管部件,10a…螺纹孔,11…凹陷部,13…螺纹孔,20…波导管部件,22…连接器安装孔,23…凹部,24…长孔,25…小螺钉,30…封闭部件,30a…孔,31…螺钉,50…连接器,51…连接器主体,52…连接器插口部,53…凸缘部,54a…连接器插口接点部,54b…辐射器,55…中心导体支持部,56…绝缘体,56a…内端部,60…中心导体,60a…前端部,100…圆偏振型偏振部,110…波导空间,120…圆形波导管部位,121a…周缘部,130…方形波导管部位,131…短边,131a…周缘部,132…长边,132a…进深部,133…内壁,140…偏转板,200…喇叭部,200A…线偏振型喇叭部,200B…圆偏振型喇叭部,201a…板材。

Claims (15)

1.一种天线装置,其特征在于,具备:
波导管主体,其具备同轴波导管转换部和导电性的封闭部件,该同轴波导管转换部由六面体构成,该六面体由导电材料构成,且该同轴波导管转换部具备贯通相对的第一面与第二面之间而形成的内部空间、以及在与所述第一面和所述第二面正交的第三面与所述内部空间之间连通形成的同轴连接器插通用连接器安装孔,该导电性的封闭部件将所述内部空间的所述第二面侧的开口封闭;以及
连接器,其具备导电性的连接器主体、中心导体和辐射器,该导电性的连接器主体从所述内部空间朝向外侧安装于所述连接器安装孔,且内端部不向所述内部空间内突出,该中心导体配置为沿轴方向贯通该连接器主体的中心部,且使前端部从所述连接器主体的内端部向所述内部空间内突出规定长度,该辐射器由向所述内部空间内突出的所述中心导体的前端部构成,且通过使该前端部的突出长度与特定的频带匹配而向所述内部空间内辐射来自所述中心导体的电波。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,具备:
偏振部,其与所述同轴波导管转换部的所述内部空间的非封闭面侧连接,以将从所述辐射器辐射的电波转换为圆偏振波;或者
喇叭部,其直接或经由所述偏振部与所述内部空间的非封闭面侧连接,以截止从外部到来的电波。
3.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述喇叭部通过截头四棱锥状的喇叭形成线偏振波,或者通过截头圆锥状的喇叭形成圆偏振波。
4.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述同轴波导管转换部具备:
第一波导管部件,其在一面具备成为所述内部空间的凹陷部;以及
第二波导管部件,其通过可拆装地安装在所述第一波导管部件的一面而将所述凹陷部的一面侧封闭,从而形成所述内部空间,
在所述第一波导管部件的一面上,在将所述凹陷部夹于其间的部位分别形成有螺纹孔,
在所述第二波导管部件的与所述各螺纹孔匹配的位置上形成有与所述内部空间的所述轴方向平行地延伸的长孔,构成为能够经由该各长孔将小螺钉螺接于所述各螺纹孔。
5.根据权利要求3所述的天线装置,其特征在于,
所述同轴波导管转换部以使所述第二波导管部件的位置可与所述第一波导管部件的一面相对地微调的方式进行安装。
6.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述同轴连接器的中心导体从所述内端部突出的所述轴方向的长度是对所述特定的频带的波长的1/4乘以规定的缩短率而得到的长度。
7.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,
所述喇叭部具备纵向宽度为4.3mm且横向宽度为8.6mm的第一内部空间和纵向宽度为15mm~16mm且横向宽度为15mm~16mm的第二内部空间。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的天线装置,其特征在于,
所述同轴波导管转换部、所述偏振部和所述喇叭部的材质由铜、铁、铝、黄铜、超材料、对塑料实施了金属电镀的材料、或者对塑料、树脂实施了金属涂层的材料构成。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的天线装置,其特征在于,
从本天线装置放射的电波的通过振幅特性在整个所述特定的频带内为0~3db。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的天线装置,其特征在于,
从本天线装置放射的电波的全反射中的反射损耗特性在整个所述特定的频带内为10dB以内的波动幅度。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的天线装置,其特征在于,
所述特定的频带为23GHz~29GHz。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的天线装置,其特征在于,
相对于被测物配置于期望的位置,接收从所述被测物放射的电波。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的天线装置,其特征在于,
相对于被测物配置于期望的位置,向所述被测物放射电波。
14.一种天线系统,其特征在于,
具备一对权利要求1至10中任一项所述的天线装置,
将各天线装置作为第一天线装置和第二天线装置,
通过与所述第一天线装置的放射方向相对地配置的所述第二天线装置接收从所述第一天线装置放射的电波。
15.一种计测系统,其特征在于,
在权利要求14所述的天线系统所具备的所述第一天线装置与所述第二天线装置之间配置被测物。
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