JP2000124727A - ビームスキャン用平面アンテナ - Google Patents

ビームスキャン用平面アンテナ

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JP2000124727A JP10297672A JP29767298A JP2000124727A JP 2000124727 A JP2000124727 A JP 2000124727A JP 10297672 A JP10297672 A JP 10297672A JP 29767298 A JP29767298 A JP 29767298A JP 2000124727 A JP2000124727 A JP 2000124727A
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雅彦 太田
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久良 水柿
Kiichi Kanamaru
喜一 金丸
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アンテナの薄型化、組立工程の簡略化に優れ、
アンテナを小型化できるビームスキャン用平面アンテナ
を提供する。 【解決手段】システムとの接続部104とロトマンレン
ズ部103とビームスキャンアンテナ部102とをこの順
に積層した平面アンテナであって、第3の地導体13、
第4の誘電体34、ロトマンレンズパターン8と第2の
接続部52と第3の接続部92とを有するロトマンレン
ズ基板62、第3の誘電体33、第2の地導体12、第
2の誘電体32、放射素子50と給電線路40と第1の
接続部51を組とするアンテナ群を複数形成した給電基
板61、第1の誘電体31、第1の地導体11の順に積
層して構成されたビームスキャン用平面アンテナ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波やミリ
波帯の送受信に用いられるビームスキャン用平面アンテ
ナに関する。
【0002】
【従来の技術】放射方向の角度を時間と共に変化させ、
一定の範囲にくまなく電波を放射するビームスキャンア
ンテナには、システムからの信号をスキャンする電波に
変換するレンズとして、ロトマンレンズがよく使用され
ており、このロトマンレンズの構成は、図3(a)に示
すように、システムとの接続線路10及び給電線路4を
形成した給電基板6と、その裏面に形成された地導体3
とからなるマイクロストリップ構造であり、給電線路4
にコネクタなどを介して、同軸線路15によって放射素
子5に接続されている。また、部品点線を減らし、ある
いは形状を小型化するために、図3(b)に示すよう
に、給電線路4と放射素子5とを電磁的に接続する構造
とすることもできる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような図3(a)
に示すようなアンテナは、放射素子5の数により同軸線
路15の数が増えるうえに、放射素子5と同軸線路15
の接続にはんだ付が必要となり組立工程が多く、立体構
造のため薄型化することも困難である。また、図3
(b)に示すようなアンテナは、ロトマンレンズパター
ン8から続く接続線路16と放射素子5との接続に電磁
結合を用いているが、ロトマンレンズパターン8と放射
素子5との距離が近づいてしまうと放射指向性を低下さ
せることがあり、これを避けるためにこの距離を離す
と、接続線路16が長くなり給電基板6の小型化が困難
になる上に、線路損失が増大するという課題がある。
【0004】本発明は、アンテナの薄型化、組立工程の
簡略化に優れ、アンテナを小型化できるビームスキャン
用平面アンテナを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のビームスキャン
用平面アンテナは、システムとの接続部104とロトマ
ンレンズ部103とビームスキャンアンテナ部102と
をこの順に積層した平面アンテナであって、ビームスキ
ャンアンテナ部102には、放射素子50とそれに接続
された給電線路40とロトマンレンズ部103に電磁接
続した第1の接続部51を組とするアンテナ群を複数形
成した給電基板61と、放射素子50の位置に相当する
箇所に第1のスロット2を有する第1の地導体11と、
給電基板61と地導体11との間に第1の誘電体31
と、第1の接続部51の位置に相当する箇所に第2のス
ロット71を有する第2の地導体12と、給電基板61
と第2の地導体12との間に第2の誘電体32を備え、
ロトマンレンズ部103には、ロトマンレンズパターン
8と、ロトマンレンズパターン8に接続されロトマンレ
ンズパターン8と前記第1の接続部51とを接続するた
めの第2の接続部52と、ロトマンレンズパターン8に
接続されロトマンレンズパターン8とシステムとの接続
部104とを電磁的に接続するための第3の接続部92
とを有するロトマンレンズ基板62と、前記第2の地導
体12とロトマンレンズ基板62との間に第3の誘電体
33と、前記第3の接続部92に相当する箇所に第3の
スロット72を有する第3の地導体13と、ロトマンレ
ンズ基板62と第3の地導体13との間に第4の誘電体
34を備え、第3の地導体13、第4の誘電体34、ロ
トマンレンズ基板62、第3の誘電体33、第2の地導
体12、第2の誘電体32、給電基板61、第1の誘電
体31、第1の地導体11の順に積層して構成されたこ
とを特徴とする。
【0006】このようなアンテナにおいて、システムと
の接続部104が、ロトマンレンズ基板62の第3の接
続部92の位置に相当する箇所に第4の接続部91と、
少なくともその第4の接続部91とシステムとの接続線
路101とを形成した接続基板63と、第3の地導体1
3と接続基板63との間に第5の誘電体35と、少なく
とも前記第4の接続部91の位置に相当する箇所に第4
の地導体14と、前記接続基板63と第4の地導体14
との間に第6の誘電体36とを有し、第4の地導体1
4、第6の誘電体36、接続基板63、第5の誘電体3
5、第3の地導体13の順に積層されて構成されたもの
であることが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の、給電基板61には、ポ
リイミドフィルムを基材とし、その上に銅箔を貼り合わ
せた銅張り積層フィルムの不要な銅箔をエッチング除去
して、放射素子50とそれに接続された給電線路40と
ロトマンレンズ部103に電磁接続した第1の接続部5
1を組とするアンテナ群を複数形成することができ、ポ
リエチレンテレフタレートフィルムにアルミ箔を貼り合
わせたフレキシブル基板でも構成できる。同様にして、
ロトマンレンズ基板62、接続基板63を作製すること
ができる。
【0008】第1の地導体11には、どのような金属板
あるいはプラスチックにめっきした板でも用いることが
できるが、特にアルミニウム板を用いれば、軽量で安価
に製造でき好ましい。第2の地導体12,第3の地導体
13、第4の地導体14も同様にして作製することがで
きる。
【0009】第1の誘電体31,第2の誘電体32,第
3の誘電体33,第4の誘電体34,第5の誘電体3
5、及び第6の誘電体36には、空気、比誘電率の低い
発泡体などを用いるのが好ましい。
【0010】
【実施例】図1に示すように、ビームスキャンアンテナ
部102には、給電基板61として、厚さ25μmのポ
リイミドフィルムを基材とし、その上に厚さ35μmの
銅箔を貼り合わせた銅張り積層フィルムの不要な銅箔を
エッチング除去して、放射素子50とそれに接続された
給電線路40とロトマンレンズ部103に電磁接続した
第1の接続部51を組とするアンテナ群を複数形成し、
第1の地導体11として、厚さ0.6mmのアルミニウ
ム板を用い、放射素子50の位置に相当する箇所に、第
1のスロット2を一辺を自由空間波長λ0の0.59倍
の正方形の形状で、配列間隔は自由空間波長λ0の0.
90倍とし、給電基板61と第1の地導体11との間の
第1の誘電体31と給電基板61と第2の地導体12と
の間の第2の誘電体32に、厚さ0.3mm、比誘電率
1.1の発泡体を用い、第2の地導体12として、厚さ
0.6mmのアルミニウム板を用い、第1の接続部51
の位置に相当する箇所に第2のスロット71を設けた。
ロトマンレンズ部103には、ロトマンレンズ基板62
として、厚さ25μmのポリイミドフィルムを基材と
し、その上に厚さ35μmの銅箔を貼り合わせた銅張り
積層フィルムの不要な銅箔をエッチング除去して、ロト
マンレンズパターン8と、ロトマンレンズパターン8に
接続されロトマンレンズパターン8と前記第1の接続部
51とを接続するための第2の接続部52と、ロトマン
レンズパターン8に接続されロトマンレンズパターン8
とシステムとの接続部104とを電磁的に接続するため
の第3の接続部92とを形成し、前記第2の地導体12
とロトマンレンズ基板62との間の第3の誘電体33と
ロトマンレンズ基板62と第3の地導体13との間の第
4の誘電体34に、厚さ0.3mm比誘電率1.1の発
泡体を用い、第3の地導体13に厚さ3mmのアルミニ
ウム板を用い、前記第3の接続部92に相当する箇所に
第3のスロット72を形成した。システムとの接続部1
04に、接続基板63として、厚さ25μmのポリイミ
ドフィルムを基材とし、その上に厚さ35μmの銅箔を
貼り合わせた銅張り積層フィルムの不要な銅箔をエッチ
ング除去して、ロトマンレンズ基板62の第3の接続部
92の位置に相当する箇所に第4の接続部91と、少な
くともその第4の接続部91とシステムとの接続線路1
01とを形成し、第3の地導体13と接続基板63との
間の第5の誘電体35と前記接続基板63と第4の地導
体14との間の第6の誘電体36に、厚さ0.3mm比
誘電率1.1の発泡体を用い、少なくとも前記第4の接
続部91の位置に相当する箇所に、第4の地導体14と
して、厚さ1mmのアルミニウム板を用いた。このよう
にして形成した、システムとの接続部104とロトマン
レンズ部13とビームスキャンアンテナ部102とを、
第4の地導体14、第6の誘電体36、接続基板63、
第5の誘電体35、第3の地導体13、第4の誘電体3
4、ロトマンレンズ基板62、第3の誘電体33、第2
の地導体12、第2の誘電体32、給電基板61、第1
の誘電体31、第1の地導体11の順に積層して構成し
た。このようにして、図2に示す指向性をもつアンテナ
が構成できた。図2(a)はビーム方向が真正面のとき
の指向特性であり、図2(b)は、真正面から2°ビー
ム方向を傾けたときの指向特性であり、図2(c)は真
正面からビーム方向を4°傾けたときの指向特性であ
る。
【0011】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によっ
て、アンテナの薄型化、組立工程の簡略化に優れ、アン
テナを小型化できるビームスキャン用平面アンテナを提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す分解斜視図である。
【図2】(a)は本発明の効果を説明するためのビーム
方向が真正面のときの指向特性を示す線図であり、
(b)は、真正面から2°ビーム方向を傾けたときの指
向特性を示す線図であり、(c)は真正面からビーム方
向を4°傾けたときの指向特性を示す線図である。
【図3】(a)(b)は、共に、従来例を示す分解斜視
図である。
【符号の説明】
1.地導体 11.
第1の地導体 12.第2の地導体 13.
第3の地導体 14.第4の地導体 2.第1のスロット 3.地導体 31.第1の誘電体 32.
第2の誘電体 33.第3の誘電体 34.
第4の誘電体 35.第5の誘電体 36.
第6の誘電体 4.給電線路 40.
給電線路 5.放射素子 50.
放射素子 51.第1の接続部 52.
第2の接続部 6、給電基板 61.給電基板 62.
ロトマンレンズ基板 63.接続基板 71、第2のスロット 72.
第3のスロット 8.ロトマンレンズパターン 91.第4の接続部 92.
第3の接続部 10.システムとの接続線路 10
1.システムとの接続線路 102.ビームスキャンアンテナ部 103.ロトマンレンズ部 104.システムとの接続部 15.同軸線路 16.接続線路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水柿 久良 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮工場内 (72)発明者 金丸 喜一 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮工場内 Fターム(参考) 5J020 AA02 BB01 BC01 BC04 BC12 CA04 5J021 AA05 AA09 AB05 BA03 CA01 GA08 JA07 5J045 AB05 AB06 DA03 DA08 EA07 FA02 HA02 HA06 MA04 MA07 5J046 AA00 AB03 AB08 AB13 PA07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】システムとの接続部(104)とロトマン
    レンズ部(103)とビームスキャンアンテナ部(10
    2)とをこの順に積層した平面アンテナであって、 ビームスキャンアンテナ部(102)には、放射素子
    (50)とそれに接続された給電線路(40)とロトマ
    ンレンズ部(103)に電磁接続した第1の接続部(5
    1)を組とするアンテナ群を複数形成した給電基板(6
    1)と、放射素子(50)の位置に相当する箇所に第1
    のスロット(2)を有する第1の地導体(11)と、給
    電基板(61)と地導体(11)との間に第1の誘電体
    (31)と、第1の接続部(51)の位置に相当する箇
    所に第2のスロット(71)を有する第2の地導体(1
    2)と、給電基板(61)と第2の地導体(12)との
    間に第2の誘電体(32)を備え、 ロトマンレンズ部(103)には、ロトマンレンズパタ
    ーン(8)と、ロトマンレンズパターン(8)に接続さ
    れロトマンレンズパターン(8)と前記第1の接続部
    (51)とを接続するための第2の接続部(52)と、
    ロトマンレンズパターン(8)に接続されロトマンレン
    ズパターン(8)とシステムとの接続部(104)とを
    電磁的に接続するための第3の接続部(92)とを有す
    るロトマンレンズ基板(62)と、前記第2の地導体
    (12)とロトマンレンズ基板(62)との間に第3の
    誘電体(33)と、前記第3の接続部(92)に相当す
    る箇所に第3のスロット(72)を有する第3の地導体
    (13)と、ロトマンレンズ基板(62)と第3の地導
    体(13)との間に第4の誘電体(34)を備え、 第3の地導体(13)、第4の誘電体(34)、ロトマ
    ンレンズ基板(62)、第3の誘電体(33)、第2の
    地導体(12)、第2の誘電体(32)、給電基板(6
    1)、第1の誘電体(31)、第1の地導体(11)の
    順に積層して構成されたことを特徴とするビームスキャ
    ン用平面アンテナ。
  2. 【請求項2】システムとの接続部(104)が、ロトマ
    ンレンズ基板(62)の第3の接続部(92)の位置に
    相当する箇所に第4の接続部(91)と、少なくともそ
    の第4の接続部(91)とシステムとの接続線路(10
    1)とを形成した接続基板(63)と、第3の地導体
    (13)と接続基板(63)との間に第5の誘電体(3
    5)と、少なくとも前記第4の接続部(91)の位置に
    相当する箇所に第4の地導体(14)と、前記接続基板
    (63)と第4の地導体(14)との間に第6の誘電体
    (36)とを有し、第4の地導体(14)、第6の誘電
    体(36)、接続基板(63)、第5の誘電体(3
    5)、第3の地導体(13)の順に積層されて構成され
    たものであることを特徴とする請求項1に記載のビーム
    スキャン用平面アンテナ。
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