JP2000514614A

JP2000514614A - 二重周波数平面アレイアンテナ

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Publication number: JP2000514614A
Application number: JP10505001A
Authority: JP
Inventors: レビ，シエム―トブ
Original assignee: スカイゲイト・インターナシヨナル・テクノロジー・エヌ・ブイ
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 2000-10-31
Also published as: NO986200L; DE69613244T2; EP0907983A1; ATE201940T1; EP0907983B1; CN1226344A; PL180873B1; IL127804A; GR3036554T3; NO986200D0; PT907983E; AU6240096A; EA001583B1; EA199900082A1; ES2160823T3; HUP0001166A3; PL330867A1; BG103100A; US6121931A; WO1998001921A1

Abstract

(57)【要約】低周波数帯で動作する上部の平面アレイアンテナ・ユニットおよび高周波数帯で動作する底部の平面アレイアンテナ・ユニットから、実質的に平面構造をもち、互いに独立に低および高周波数帯の両方において電子ビームで操作し得る能力をもった層状構造をなす二重周波数アレイアンテナがつくられる。

Description

【発明の詳細な説明】二重周波数平面アレイアンテナ本発明の分野本発明はラジオ波の通信一般、および特に移動サテライト通信システムに使用される平面アンテナ・アセンブリーに関する。従来法本発明に関連があると考えられる文献のリストは次の通りである。ＡｎｄｒａｓｉｃＧ．およびＪａｍｅｓＪ．Ｒ．（１９８７）、”ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＳｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄＤｉｃｈｒｏｉｃＭｉｃｒｏｓｔｒｉｐＡｎｔｅｎｎａｓ”、アンテナおよび伝播に関する第５回国際シンポジウム、ＩＣＡＰ８７、４８５〜４８８頁、３月〜４月、Ｙｏｒｋ、英国。ＡｎｄｒａｓｉｃＧ．およびＪａｍｅｓＪ．Ｒ．（１９８８）、”ＭｉｃｒｏｓｔｒｉｐＷｉｎｄｏｗＡｒｒａｙ”、ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＬｅｔｔｅｒｓ、２４巻、２号、９６〜９７頁。ＨｉｒｏｙｕｋｉＩｎａｆｕｋｕ等（１９８９）、”ＭｏｂｉｌｅＲｅｃｅｉｖｉｎｇＡｎｔｅｎｎａＳｙｓｔｅｍｏｆＤｉｒｅｃｔＢｒｏａｄｃａｓｔＳｙｓｔｅｍｓｆｏｒＴｒａｉｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ”、アンテナおよび伝播に関する国際シンポジウム、東京、日本、８月。ＬｅｅＳ．Ｗ．等（１９８２）、”ＳｉｍｐｌｅＦｏｒｍｕｌａｓｆｏｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｈｒｏｕｇｈＰｅｒｉｏｄｉｃＭｅｔａｌＧｒｉｄｓｏｒＰｌａｔｅｓ”、ＩＥＥＥ会報、アンテナおよび伝播、ＡＰ−３０巻、９０４〜９０９頁。米国特許５，０４３，７３８号。米国特許５，２６２，７９１号。本明細書において上記文献は、著者または会社の名前、出版年、または特許番号のいずれかを括弧の中に入れて示すことにより参照する。本発明の背景地上局とサテライト局との間に満足すべき通信の連結を得る上で必要とされる主な事項は、地上局のアンテナがサテライトの方向に向いていること、即ち地上局のアンテナのビーム・パターンの最大値が地上局とサテライトとの間の視線に沿っていることである。地上局が移動プラットフォームであるかおよび／またはサテライトの軌道が地球に対して静止した高いまたは中程度の地球軌道である場合、サテライトの方向に対し適度の品質の通信リンクが維持されるためには、アンテナがサテライトを追跡しなければならない。下記の説明および特許請求の範囲において、Ｋ_u帯およびＬ帯の周波数範囲という言葉が使用されるが、これに対し次のような定義が一般的に受け入れられている。Ｋ_u帯：１０．７０〜１２．７５ＧＨｚ；Ｌ帯：１．４９〜１．７１ＧＨｚ。移動式または非移動式通信システムに対するアンテナ・アセンブリーを構成するには種々の方法が知られている。これらの中で最も普通の方法は二軸の機械的追跡システムである。アンテナ自身はマイクロストリップ（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）型またはその他のアンテナ、例えばそれぞれＫ_u帯およびＬ帯の送信に対しＮＥＣ（例えばＨｉｒｏｙｕｋｉＩｎａｆｕｋｕ等（１９８９））またはＫＶＨ（ＫＶＨＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｉｎｃ、Ｍｅｄｄｌｅｔｏｗｎ、ロードアイランド州、米国）のシステムであることができる。他の機械的方法によれば、単一軸の機械的追跡システムが用いられる。その典型的な例はＫ_u帯の送信に対するＮｉｐｐｏｎＳｔｅｅｌ社の単一層溝孔付き導波アレイ・システム（ＮｉｐｐｏｎＳｔｅｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、東京、日本）である。さらに他の方法では機械的追跡システムと電気的追跡システムとの組み合わせを使用する。その例はＢａｌｌ社の通信システム（ＢａｌｌＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｄｕｃｔｓＤｉｖｉｓｉｏｎ、コロラド州、米国）である。移動通信システムに対する非機械的なアンテナ・アセンブリーも知られている。ＣＡＬ社（ＣＡＬ、Ｏｔｔａｗａ、オンタリオ州、カナダ）発表のこのような非機械的アンテナは一つの軸では位相制御を使用し、他の軸では固定ビームを用いている。通常の位相制御方式を使用した二軸の電気的に制御されるアンテナ・アセンブリーはＴＥＣＯＭ社（ＴＥＣＯＭＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｉｎｃ．、Ｃｈａｔｗｏｒｔｈ、カリフォルニア州、米国）から発表されている。移動通信システムに対するこれらすべての公知のアンテナ・アセンブリーは単一の周波数帯でしか動作しないという共通の欠点をもっている。従って二つの異った周波数帯で動作する移動通信システムを考える場合、上記のようなアンテナを二つ使用しなければならないが、これによって空間的な要求が著しく増加する。二つの異ったサテライトを通じて二つの周波数帯のサービスが提供される場合、一つの機械的な軸受け台に二つのアンテナを用いることはできない。さらに上記の最初の三つのグループのアンテナは、その機械的な追跡システムが複雑で遅く、角度的な適用範囲が限られており、また平面でなく、それを適用する面から突き出させなければならないという欠点をもっている。即ちこのようなアンテナを移動プラットフォーム、例えば陸上車の屋根に取り付けた場合、そのプラットフォームの空気力学特性は変化するであろう。従来法においても二重周波数の平面アンテナ・アレイが知られていれる（例えば米国特許５，０４３，７３８号および同５，２６２，７９１号）。しかしこの種のアンテナはいずれもそれぞれ独自の接地面をもった二つの独立な平面アレイアンテナ・ユニットからつくられておらず、また二つの平面アレイアンテナ・ユニットの間で実質的な妨害が起きないように間隔を広く離す（サテライト通信に使用されように）ことができる二つの周波数帯で動作させることはできない。本発明の概要本発明の目的は、それぞれ別々の周波数帯で動作する二つの独立なアンテナ・ユニットから構成され、実質的に平面の構造をもち、静止したプラットフォームまたは陸上車、海上船舶または航空機のような移動プラットフォームのいずれの外部表面に取り付けるのにも適し、このような表面の輪郭および空気力学特性を変更する必要のない、互いに独立な両方の周波数帯において電子ビームにより操作できる能力をもった二重周波数アレイアンテナを提供することである。本発明の平面アレイアンテナ・アセンブリーは層状をなして配置された二つの異った周波数帯において受信および送信を行なうための第１および第２のアレイアンテナ・ユニットを含み、該ユニットはそれぞれ少なくとも１個の誘電体の板をもっている。受信モードの操作においてはアンテナ・アセンブリーは外部送信源から電磁波を受信し、送信モードの操作においてはアンテナ・アセンブリーは外部の受信機に対し電磁波を送信する。外部送信源／受信機に近い所にあるアレイアンテナ・ユニットを上部のアレイアンテナ・ユニットと呼ぶことにする。アンテナ・アセンブリーの層状構造において外部送信源／受信機から遠い所にある他のアレイアンテナ・ユニットを底部のアレイアンテナ・ユニットと呼ぼう。アレイアンテナ・ユニットに用いられる「上部」および「底部」という言葉は、平面アレイアンテナ・ユニットの実際の方向を固定するものと誤解すべきではない。アレイアンテナ・ユニットは実際には水平、垂直、または任意の必要な方向をとることができる。第１および第２のアレイアンテナ・ユニットの両方に関連し、電磁波の外部送信源の方向に向いた誘電体の板の面を「前面」と呼び、反対方向に向いた面を「後面」と呼ぶことにする。本明細書で使用される「パッチ」という言葉は、例えば誘電体の板体の層の上に伝導面をプリントするか、またはエッチング技術により（以後それぞれ誘電体の層へのプリントまたはエッチングと呼ぶ）、誘電体の板の面に被覆された伝導体の材料で完全にまたは部分的に充填された区域を意味する。下記の説明および特許請求の範囲において、給電部材、給電ラインおよび給電ライン端子という言葉が使われている。給電部材の長さおよび給電ライン端子の位置は便宜上図示のように選ばれているが、これは実際の設計を示すのに必要なものと考えるべきではない。事実大部分の製作工程において、給電部材（マイクロストリップ・ラインとしても知られている）はそれが配置されている誘電体の板（給電基質としても知られている）の縁の所またはその近くで終っているであろう。しかし、給電部材によってつくられる給電ネットワークの実際の幾何学的形状は本発明の一部ではなく、従ってそれぞれの給電部材の長さは短い代表的な長さとして示されている。さらにマイクロストリップ・アンテナの設計において、入力インピーダンス・レベルを調節するために給電点の位置を決めるような公知の事柄については本明細書では議論しない。本発明によれば、二つの周波数帯で電磁波を受信および送信するための平面アンテナ・アセンブリーにおいて、該平面アンテナ・アセンブリーは層状の構成をなす第１および第２の平面アレイアンテナ・ユニットから成り、該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは低周波数帯で動作し該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは高周波数帯で動作し、該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは上部の平面アレイアンテナ・ユニットであり該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは底部の平面アレイアンテナ・ユニットであり；該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは少なくとも一つの前面および後面を有する誘電体の板、複数のパッチから成る少なくとも一つの平面のパッチ・アレイ、複数の給電部材を有する給電部材アレイ、および１個の接地面を含み；該給電部材アレイの各給電部材は該少なくとも一つの平面のパッチ・アレイのパッチのそれぞれの一つと結合しており；該少なくとも一つの平面のパッチ・アレイの各パッチは該低周波数帯の周波数と共鳴し且つ該高周波数帯の周波数に対しては透明であり；該接地面は該低周波数帯の周波数を反射し且つ該高周波数帯の周波数に対しては透明であり；該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは前面および後面を有する少なくとも一つの誘電体の板、一つの接地面、複数のパッチを有する少なくとも一つの平面のパッチ・アレイ、および複数の給電部材を有する給電部材アレイを含み、該給電部材アレイの各給電部材は該少なくとも一つの平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つに結合していることを特徴とする平面アンテナ・アセンブリーが提供される。第１の平面アレイアンテナ・ユニットと第２の平面アレイアンテナ・ユニットとの差は、動作周波数の他に、第１の平面アレイアンテナ・ユニットのパッチおよび接地面が周波数選択性をもち、高周波数帯の周波数に対しては透明であることであり、そのため第２の平面アレイアンテナ・ユニットと外側の物体との間に第１の平面アレイアンテナ・ユニットが存在するにも拘わらず、第２の平面アレイアンテナ・ユニットは電磁波の周波数帯を送信および受信することができる。さらに第１の平面アレイアンテナ・ユニットの接地面は低周波数帯の周波数を反射するから、低周波数帯の範囲内にある周波数の電磁波は第２の平面アレイアンテナ・ユニットと相互作用をしない。第１のアレイアンテナ・ユニットおよび第２のアレイアンテナ・ユニットに関し構造が共通な多くの具体化例が存在するので、下記の説明においては第１の平面アレイアンテナ・ユニットおよび第２の平面アレイアンテナ・ユニットの両方に対し総称名として「平面アレイアンテナ・ユニット」という言葉を使用することにする。同様に下記の具体化例においてパッチの平面アレイ、パッチ、給電アレイ、給電部材および接地面という言葉は、第１および第２のアレイアンテナ・ユニットの両方に対する総称名として使用されている。本発明の第１の態様に従えば、平面アレイアンテナ・ユニットは第１の誘電体の板および複数のパッチを有する第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイおよび該給電部材アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該第１の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチと電気的に結合され、該接地面は該第１の誘電体の板の該後面に配置されている。これによって電気的に（直接）結合されたパッチを有する第１または第２の平面アレイアンテナ・ユニットを定義される。必要に応じ平面アレイアンテナ・ユニットはさらに第２の誘電体の板および複数のパッチを有する第２の平面のパッチ・アレイを具備し、該第２の平面のパッチ・アレイは該第２の誘電体の板の前面に配置され、該第２の誘電体の板の後面は該第１の誘電体の板の前面に面し、該第１の平面のパッチ・アレイの各パッチは該第２の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチと実質的に並んでいる。これによって電気的に結合された二重積層式の第１または第２の平面アレイアンテナ・ユニットを定義される。本発明の第２の態様に従えば、平面アレイアンテナ・ユニットは第１および第２の誘電体の板および第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該給電部材アレイは該第１の誘電体の板の後面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該第１の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチに電磁的に結合され、該接地面は該第２の誘電体の板の該後面に配置され、該第２の誘電体の板の前面は該第１の誘電面の後面に面している。これによって電磁的に結合された第１または第２の平面アレイアンテナ・ユニットが定義される。本発明の第３の態様に従えば、平面アレイアンテナ・ユニットは第１および第２の誘電体の板、および複数のパッチを有する第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該接地面は該第１の誘電体の板の後面に配置され、該接地面は複数の孔を有し、該第２の誘電体の板の前面は該第１の誘電体の板の後面に面しており、該給電部材アレイは該第２の誘電体の板の後面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該接地面の該孔のそれぞれの一つを介して該第１の平面のパッチ・アレイのパッチのそれぞれの一つと電磁的に結合しており、該孔は平面アレイアンテナ・ユニットの動作周波数帯範囲の周波数と共鳴する。この際平面アレイアンテナ・ユニットが該第１（第２）の平面アレイアンテナ・ユニットである場合、該動作周波数帯は該低（高）周波数帯である。これによって孔で結合したパッチを有する第１または第２の平面アレイアンテナ・ユニットが定義される。必要に応じ本発明の第２または第３の態様に従う平面アレイアンテナ・ユニットはさらに、第３の誘電体の板および複数のパッチを有する第２の平面のパッチ・アレイを含み、該第２の平面のパッチ・アレイは該第３の誘電体の板の前面に配置され、該第３の誘電体の板の後面は該第１の誘電体の板の前面に面しており、該第２の平面のパッチ・アレイの各パッチは該第１の平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つと実質的に並んでいる。これによって二重積層式の第１または第２の平面アレイアンテナ・ユニットで、本発明の第２の態様に従う電磁的に結合したパッチを有するアレイアンテナ・ユニット、または本発明の第３の態様に従う孔で結合したパッチを有するアレイアンテナ・ユニットが定義される。本発明の第４の態様に従えば、第１の平面アレイアンテナ・ユニットは第１および第２の誘電体の板、および複数のパッチを有する第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該平面のパッチ・アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該接地面は該第１の誘電体の板の後面に配置され、該第１の誘電体の板はアンテナ室を構成するように該第２の誘電体の板から離されており、該給電部材アレイは該第２の誘電体の板の後面に配置されており、該給電部材アレイの各給電部材は複数の給電プローブにより該第１の平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つのパッチと電磁的に結合されており、該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは該アンテナ室の内部に位置している。これによってプローブで給電されるパッチをもった第１の平面アレイアンテナ・ユニットが定義される。必要に応じ本発明の第４の態様に従う第１の平面アレイアンテナ・ユニットはさらに、第３の誘電体の板および複数のパッチを有する第２の平面のパッチ・アレイを含み、該第２の平面のパッチ・アレイは該第３の誘電体の板の前面に配置され、該第３の誘電体の板の後面は該第１の誘電体の板の前面に面しており、該第２の平面のパッチ・アレイの各パッチは該第１の平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つと実質的に並んでいる。これによってプローブで給電されるパッチをもった二重積層プローブ型の平面アレイアンテナ・ユニットが定義される。本発明に従えば、平面アンテナ・アセンブリーは上記に定義された第１の平面アレイアンテナ・ユニットの具体化例のすべての組み合わせを、上記に定義された第２の平面アレイアンテナ・ユニットの具体化例のすべての組み合わせと組み合わせてつくることができる。即ち平面アンテナ・アセンブリーは（１ａ）電気的に結合したパッチをもつ第１の平面アレイアンテナ・ユニット、（２ａ）電気的に結合したパッチをもつ二重積層式の第１の平面アレイアンテナ・ユニット、（３ａ）電磁的に結合したパッチをもつ第１の平面アレイアンテナ・ユニット、（４ａ）電磁的に結合したパッチをもつ二重積層式の第１の平面アレイアンテナ・ユニット、（５ａ）孔で結合したパッチをもつ第１の平面アレイアンテナ・ユニット、（６ａ）孔で結合したパッチをもつ二重積層式の第１の平面アレイアンテナ・ユニット、（７ａ）プローブで給電されたパッチをもつ第１の平面アレイアンテナ・ユニット、または（８ａ）プローブで給電されたパッチをもつ二重積層式の第１の平面アレイアンテナ・ユニットを、（１ｂ）電気的に結合したパッチをもつ第２の平面アレイアンテナ・ユニット、（２ｂ）電気的に結合したパッチをもつ二重積層式の第２の平面アレイアンテナ・ユニット、（３ｂ）電磁的に結合したパッチをもつ第２の平面アレイアンテナ・ユニット、（４ｂ）電磁的に結合したパッチをもつ二重積層式の第２の平面アレイアンテナ・ユニット、（５ｂ）孔で結合したパッチをもつ第２の平面アレイアンテナ・ユニット、（６ｂ）孔で結合したパッチをもつ二重積層式の第２の平面アレイアンテナ・ユニットと組み合わせてつくることができる。第１および第２の平面アレイアンテナ・ユニットは線形または円分極（偏光）した電磁波を受信および送信するように設計することができる。第１の平面アレイアンテナ・ユニットが円分極した電磁波の受信および送信ができるように設計されている場合、その特徴は該第１の平面アレイアンテナ・ユニットの少なくとも一つのパッチのアレイは、それぞれ時計方向または反時計方向に順次第１、第２、第３および第４のサブアレイのメンバーを有する２×２のパッチのサブアレイに組分けされ；該第１の平面アレイアンテナ・ユニットの該給電部材アレイの該給電部材はそれはそれぞれ時計方向または反時計方向に順次第１、第２、第３および第４のサブアレイのメンバーを有する２×２のパッチのサブアレイに組分けされ；或る与えられた給電部材サブアレイの各メンバーは或る与えられたパッチのサブアレイの一つのメンバーと組み合わされ、或る与えられた組み合わされたサブアレイの中の給電部材およびパッチは直ぐ前のサブアレイのメンバーに関し９０°だけ回転していることである。第１の給電部材アレイのメンバーの各々は位相制御装置を含むそれ自身は公知の適当な電子システムに速結されている。この位相制御装置を適当に調節することにより、各２×２の給電部材サブアレイのそれぞれのメンバーの中に流れる電流は時計方向に（右回りの円分極を左回りの円分極で置き換えれば随時反時計方向に）順次０°、９０°、１８０°および２７０°だけ位相が遅らされている。第２の平面アレイアンテナ・ユニットが円分極した電磁波の受信および送信ができるように設計されている場合、その特徴は該第２の平面アレイアンテナ・ユニットの少なくとも一つのパッチのアレイは、それぞれ時計方向または反時計方向に順次第１、第２、第３および第４のサブアレイのメンバーを有する２×２のパッチのサブアレイに組分けされ；該第２の平面アレイアンテナ・ユニットの該給電部材アレイの該給電部材はそれはそれぞれ時計方向または反時計方向に順次第１、第２、第３および第４のサブアレイのメンバーを有する２×２のパッチのサブアレイに組分けされ；或る与えられた給電部材サブアレイの各メンバーは或る与えられたパッチのサブアレイの一つのメンバーと組み合わされ、或る与えられた組み合わされたサブアレイの中の給電部材およびパッチは直ぐ前のサブアレイのメンバーに関し９０°だけ回転していることである。第２の給電部材アレイのメンバーの各々は位相制御装置を含むそれ自身は公知の適当な電子システムに連結されている。この位相制御装置を適当に調節することにより、各２×２の給電部材サブアレイの個々のメンバーの中に流れる電流は時計方向に（右回りの円分極を左回りの円分極で置き換えれば随時反時計方向に）順次０°、９０°、１８０°および２７０°だけ位相が遅らされている。明らかに、第１の平面アレイアンテナ・ユニットおよび第２の平面アレイアンテナ・ユニットは両方とも円分極操作モードで操作するか、或いは片方を円分極操作モードで操作し他方は直線分極操作モードで操作することができる。第１の平面アレイアンテナ・ユニットのパッチは円形、多角形、または正方形等の適当な形をしていることができる。本発明に従えば、該第１の平面アレイアンテナ・ユニットの該パッチは、各パッチの中に周期的な配列をした孔を含む周波数選択性をもった表面である。随時該パッチは均一な網目をもつ伝導性の線の格子から成る周波数選択性をもった表面であることができる。さらに本発明に従えば、該第１のアレイアンテナ・ユニットの該接地面はその中に周期的な配列をした孔を含む周波数選択性をもった表面である。随時該接地面は均一な網目をもつ伝導性の線の格子から成る周波数選択性をもった表面であることができる。第２の平面アレイアンテナ・ユニットのパッチは円形、多角形、または正方形等の適当な形をしていることができる。第２の平面アレイアンテナ・ユニットのパッチの形を第１の平面アレイアンテナ・ユニットのパッチの形に合わせる必要はない。必要に応じ第１の平面アレイアンテナ・ユニットの該接地面は、その中に第２の平面アレイアンテナ・ユニットのパッチの形に合った孔をつくることにより周波数選択性をもった表面として設計することができる。この具体化例に従えば、接地面の一つの孔の各々は第２の平面アレイアンテナ・ユニットの一つのパッチに対し相対する位置に置かれている。本発明の平面アンテナ・アセンブリーおよびその各々の平面アレイアンテナ・ユニットは送信および受信モードの両方で操作するように設計されている。送信モードの間、送信用アンテナ・ユニットに付属した電子システムは時間的に変動する電力によりその給電部材アレイの各メンバーに給電を行ない、これによってアンテナが励起され周囲空間中にビームを放射する。受信モードの際には、平面アレイアンテナ・ユニットに周囲空間から入射した外部からの電磁波がパッチを励起し、給電部材の所に出力信号が生じる。各給電部材には給電ライン端子が備えられ、これに対して給電ラインを連結し、位相制御装置を含む適当な電子システムに給電部材を繋ぐことができる。第１および第２のアレイアンテナ・ユニットは完全に独立に操作されることに注目すべきである。従ってそのどちらかか一つで送信または受信を行ない、他の一つは休止させておくことができる。同様に第１のアンテナで送信をし、第２のアンテナで受信するか、またはその逆を行なうこともできる。本発明の一具体化例においては、第１のアンテナ・ユニットが動作する該低周波数帯はＬ帯であり、第２のアンテナ・ユニットが動作する高周波数帯はＫ_u帯である。本発明の平面アレイアンテナ・ユニットは耐候性の材料でつくられた適当なケースの内部に取り付けることが好ましい。。該ケースは平面アレイアンテナ・ユニットの側面は保護しているが、その前面を覆ってはいない。該第１および第２の周波数帯の範囲の周波数をもつ電磁波に対して透明なレードームを第１の平面アンテナ・ユニットに取り付け、その前面を覆うことが好ましい。レードームは平面アンテナ・アセンブリー全体を悪天候および他の外界の影響、例えば雨、氷、熱、日光、雷雨、塩水等から保護する役目をする。極めて一般的に、平面アンテナ・アセンブリーの誘電体の板は異った電気的性質をもった複数の誘電体の板からつくることができる。しかし、そのどちらの面にも構造体（即ちパッチ、給電部材または接地面）を全くもたず単に本発明の平面アンテナ・アセンブリーの異った層を分離する役目だけをする誘電体の板は、その分離を行なうために分離された層の縁に何等かの形の支持材が取り付けられている限り、空気間隙で代用することができる。添付図面の簡単な説明さらに理解を深めるために、次に添付図面を参照して単に例示の目的で本発明の説明を行なう。図１は本発明の平面アンテナ・アセンブリーおよび電磁波の外部送信源の模式的分解図である。図２は第１の平面アレイアンテナ・ユニットの第１の具体化例の一部の側立面図である。図３は第２の平面アレイアンテナ・ユニットの第１の具体化例の一部の側立面図である。図４は本発明の平面アンテナ・アセンブリーの第１の具体化例の一部の側立面図である。図５は図２の平面アレイアンテナ・ユニットの平面図である。図６は図３の平面アレイアンテナ・ユニットの平面図である。図７は第１の平面アレイアンテナ・ユニットの周波数選択性をもった接地面の一具体化例の平面図である。図８は第１の平面アレイアンテナ・ユニットの周波数選択性をもった接地面の他の具体化例の平面図である。図９は電気的に（即ち直接）結合したパッチを有する第１の平面アレイアンテナ・ユニットの側立面図である。図１０は電気的に（即ち直接）結合したパッチを有する第２の平面アレイアンテナ・ユニットの側立面図である。図１１は二重積層式の電気的に結合したパッチを有するアンテナ・ユニットの側立面図である。図１２は電磁的に結合したパッチを有するアンテナ・ユニットの側立面図である。図１３は二重積層式の電磁的に結合したパッチを有するアンテナ・ユニットの側立面図である。図１４は孔で結合したパッチを有するアンテナ・ユニットの側立面図であるが、アンテナ・ユニットの一部を切り取って接地面の中の孔が示されている。図１５は二重積層式の孔で結合したパッチを有するアンテナ・ユニットの側立面図であるが、アンテナ・ユニットの一部を切り取って接地面の中の孔が示されている。図１６は第１の平面アレイアンテナ・ユニットがプローブで給電されるパッチを有する場合の本発明の平面アンテナ・アセンブリーの一部の模式的分解側立面図であるが、アセンブリーの一部が切り取られ給電パッチの端子および給電プローブを接触させないで通すための孔が示されている。図１７は二重積層式の第１の平面アレイアンテナ・ユニットがプローブで給電されるパッチを有する場合の本発明の平面アンテナ・アセンブリーの一部の模式的分解側立面図である。図１８は電気的に（直接）結合したパッチを有する平面分極操作モードのための平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイの平面図である。図１９は電気的に（直接）結合したパッチを有する円分極操作モードのための平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイの平面図である。図２０は電磁的に結合したパッチを有する、平面分極操作モードのための平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイの平面図である。図２１は電磁的に結合したパッチを有する、円分極操作モードのための平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイの平面図である。図２２は孔で結合したパッチを有する、平面分極操作モードのための平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイの平面図である。図２３は孔で結合したパッチを有する、円分極操作モードのための平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイの平面図である。図２４はプローブで給電されるパッチを有する、平面分極操作モードのための平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイの平面図である。図２５はプローブで給電されるパッチを有する、円分極操作モードのための平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイの平面図である。特定の具体化例の説明最初に本発明の平面アンテナ・アセンブリー１の模式的側面分解図を示す図１に注目する。このアセンブリーは三つの部分、即ち第１の平面アレイアンテナ・ユニット２、誘電体の板４および第２の平面アレイアンテナ・ユニット６から成っている。電磁波１０の外部送信源８も示されている。平面アンテナ・アセンブリーの任意の部分の「前面」および「後面」、および平面アンテナ・アセンブリー自身の「前面」および「後面」は外部送信源８に関して定義される。従って第１の平面アレイアンテナ・ユニット２の前面１２は外部送信源８の方向に向いた面であり、その後面１３は反対方向に向いた面である。この場合明らかに外部送信源８から第１のアレイアンテナ・ユニット２に入射する電磁波１０は前面１２に入射し、第１のアレイアンテナ・ユニット２を通った後、その後面１３から出る。同様に、誘電体の板は前面１４および後面１５を有し、第２のアレイアンテナ・ユニット６は前面１６および後面１７をもっている。この用語に従えば、平面アンテナ・アセンブリー１は前面１２および後面１７をもっている。第１のアレイアンテナ・ユニット２は低周波数帯で動作し、第２のアレイアンテナ・ユニット６は高周波数帯で動作するように設計されている。この二つのアレイアンテナ・ユニット２および６は層状をなしてつくられ、第１のアレイアンテナ・ユニット２は第２のアレイアンテナ・ユニット６と外部送信源８との間にある。第１および第２のアレイアンテナ・ユニットを分離する役目をする誘電体の板４は、平面アンテナ・アセンブリー１の構成に影響を与えない何等かの形の支持材を用いる限り、空気間隙で代用することができる。第１のアレイアンテナ・ユニット２は第２のアレイアンテナ・ユニット６と外部送信源８との間に位置しているが、第２のアレイアンテナ・ユニット６が高周波数帯の周波数をもった電磁波を受けることは妨害されない。何故ならば第１のアレイアンテナ・ユニット２は高周波数帯の周波数に対して透明であるように設計されているからである。本発明の二重周波数平面アンテナ・アセンブリーは受信モードで動作するアンテナとして例示されているが、外部受信器を外部送信源８で置き換えれば発振モードで操作するアンテナとして例示することができる。次に二つの平面アレイアンテナ・ユニット２および６の種々の具体化例を説明し、それから本発明の平面アンテナ・アセンブリーを組み立てる方法を例示する。これらの具体化例を示した図において、誘電体の板、接地面、パッチ、給電部材および孔はすべて例示の目的だけのために誇張された寸法で示されている。パッチおよび給電部材はそれらを区別するために異った高さで示されているが、実際にはこれらは誘電体の板の上にプリントまたはエッチングされており、同じ高さである。次に第１の具体化例に従った第１のアレイアンテナ・ユニット２０の一部の側立面図である図２に注目しよう。パッチ２１および給電部材２２は互いに電気的に結合されており、誘電体の板２４の前面に配置されている。各パッチは低周波数帯の周波数と共鳴し、高周波数帯の周波数に対しては透明なように設計されている。各給電部材２２には給電ラインの端子２３が備えられ、この端子に給電ラインを連結してこの給電部材を位相制御装置を含む適当な電子システムに繋ぐことができる。接地面２５は誘電体の板２４の後面に配置され、低周波数帯の周波数を反射し、高周波数帯の周波数に対しては透明な周波数選択性をもつように設計されている。図３は第１の具体化例による第２の平面アレイアンテナ・ユニット３０の一部の側立面図である。パッチ３１および給電部材３２は互いに電気的に結合されており、誘電体の板３４の前面に配置されている。パッチ３１は第２の周波数帯の周波数と共鳴するように設計されている。各給電部材３２には給電ラインの端子３３が備えられ、この端子に給電ラインを連結してこの給電部材を位相制御装置を含む適当な電子システムに繋ぐことができる。接地面３５は誘電体の板３４の後面に配置されている。平面アレイアンテナ・ユニット２０および３０は構造が似ているが、両者の間には基本的な相違がいくつか存在する。第１の、また主要である相違点は、パッチ３１および接地面３５は単なる伝導面であるが、これに対しパッチ２１および接地面２５は周波数選択性をもっていることである。さらにパッチ２１および３１の寸法は一般に異っている。パッチ２１は低周波数帯で動作し、パッチ３１は高周波数帯で動作するから、パッチ３１はパッチ２１よりも小さい。従って平面アレイアンテナ・ユニットの利得が与えられた場合、パッチ２１に比べ複数のパッチ３１が存在する。さらに誘電体の板２４の高さおよび特性は必ずしも誘電体の板３４と同じである必要はない。図４は第１の具体化例による平面アンテナ・アセンブリーの一部の側立面図である。この具体化例は図２の第１のアレイアンテナ・ユニットと第３図の第２のアレイアンテナ・ユニットから成っている。誘電体の板３８がこの二つの平面アレイアンテナ・ユニットの間を分離している。次にそれぞれ平面アレイアンテナ・ユニット２０および３０の平面図を示す図５および図６に注目しよう。パッチ２１は周波数選択性をもった面であり、それ自身は公知の方法により高周波数帯の周波数には透明になるように設計されている。図５に示す特定の例においては、パッチ２１は伝導面であり、各パッチの中には孔２６が周期的に配列されている。パッチ２１の寸法は低周波数帯の周波数に共鳴するように選ばれる。給電部材２２並びにその給電ラインの端子２３も示されている。図示のようにこの給電部材は電気的に（即ち直接）パッチ２１に結合されている。第２の平面アレイアンテナ・ユニット３０のパッチ３１は完全な導体であり、その寸法は高周波数帯の周波数に共鳴するように選ばれる。この場合も給電部材３２並びにその給電ラインの端子３３が示されている。給電部材３２はやはり電気的にパッチ３１に結合されている。図７は本発明の一具体化例による周波数選択性をもった接地面２５の平面図を示す。接地面２５の孔２７は周期的に配列され、この接地面２５は高周波数帯の周波数に対して反射するように設計されている。図５および７においては、パッチ２１および接地面２５はそれぞれ同一の孔２６および２７をもちこれらの孔の間の間隔は同じであるように示されている。しかしこのことは必ずしも必要ではないことが指摘されている。また円形の孔が用いられているが、これは適当な孔の形を代表させたものと了解されたい。当業界に公知のように許容できる孔の形の典型的な例は矩形の溝孔、十字形、エルサレム十字形、円板および環状の輪の形である。図５および６のパッチの実際の大きさは与えられた用途に要求される周波数帯をどのように選ぶかに依存しているから、或る用途においてはパッチ２１はパッチ３１よりも非常に大きいことができる。このような用途においては、周波数選択性をもった接地面２５は図８に示すような他の形をとることができる。この具体化例において接地面２５の孔２８は、必ずしもその必要はないが、パッチ３１と同じ形であることができ、各孔２８は実質的に単一のパッチ３１と並んでいる。次に本発明のアンテナ・アセンブリーの他のいくつかの具体化例を平面アレイアンテナ・ユニットの種々の具体化例に対して説明する。この目的には図２に示す第１の平面アレイアンテナ・ユニット２０を「第１のアンテナユニット」２０ ’とし、これは図９に示すようにパッチ２１、給電ラインの端子２３をもった給電部材２２、誘電体の板２４および接地面２５から成るものとしよう。このアンテナ・ユニットは電気的に（即ち直接）結合したパッチをもつアンテナ・ユニットである。図２および５に示されているように、第１の平面アレイアンテナ・ユニット２０は第１のアンテナ・ユニット２０’から、それを平面状に周期的に配列することによって構成されている。同様に、第２の平面アレイアンテナ・ユニット３０は、図３に示されているように、図１０の「第２のアンテナ・ユニット」３０’により規定することができる。従って、平面アレイアンテナ・ユニットの異った具体化例を説明する代わりに、これらのアンテナ・ユニットは対応する平面アレイアンテナ・ユニットを構成し得る基本的な構造ブロックであると考え、アンテナ・ユニットに対する異った具体化例を説明することにする。さらに図９および図１０を参照することにより、これらの図の一つだけで両方のアンテナ・ユニットを記述するのに十分であることは明らかであり、この場合パッチおよび接地面は第１のアンテナ・ユニットに対しては周波数選択性をもち、第２のアンテナ・ユニットの場合には完全に伝導性をもっているであろう。このことに留意して下記の説明にはそれを代表する唯一つのアンテナだけを例示することにする。次に電気的に結合したパッチ４０を有する二重積層式アンテナ・ユニットを示す図１１に注目しよう。このアンテナ・ユニットはパッチ４０はパッチ４１、誘電体の板４４の前面に配置された給電部材４２および給電ラインの端子４３、およびその後面に配置された接地面４５、および誘電体の板４４の前面に隣接した他の誘電体の板４６から成る電気的に結合したアンテナ・ユニットから構成されている。誘電体の板４６はその前面にパッチ４１と実質的に並んだパッチ４７を有している。明らかに二つのパッチ４１および４７は電磁的に結合されている。パッチ４７が存在すると、それは電気的に結合したアンテナ・ユニットの帯域幅を増加させる役目をする。パッチ４１、給電部材４２および給電ラインの端子４３を誘電体の板４４の前面にではなく誘電体の板４６の後面に配置することによっても、完全に同等な構造が得られることに注目されたい。このことは、パッチおよび給電部材が二つの隣接した誘電体の板の前面または後面に配置されたすべての具体化例に対して一般的に言えることと考えるべきである。即ちパッチまたは給電部材は他の誘電体の板の隣接した面と全く同様に配置することができる。図１２はパッチ５１および給電部材５２が電磁的に結合されたアンテナ・ユニットを示す。パッチ５１および給電部材５２並びにその給電ラインの端子５３は誘電体の板５４の反対側に配置されている。第２の誘電体の板５６の前面は誘電体の板５４の後面に隣接しており、接地面５５は誘電体の板５６の後面に配置されている。図１３には電磁的に結合された二重積層式アンテナ・ユニット６０が示されているが、これは電磁的に結合されたパッチ５０をもつアンテナ・ユニットから、前面にパッチ５８を有する誘電体の板５７を誘電体の板５４の前面に配置することにより得られる。パッチ５１および５８は互いに実質的に並んでいる。図１４は孔で結合されたパッチをもつアンテナ・ユニット７０を示す。このアンテナ・ユニットはパッチ７１、給電ラインの端子７３を有する給電部材７２、二つの誘電体の板７４、７５および孔７７を有する接地板７６から成っている。パッチ７１および接地板７６は誘電体の板７４の反対側にあり、給電部材７２は誘電体の板７５の後面に配置されている。パッチ７１および給電部材７２は接地板７６の孔７７を介して電磁的に結合されている。図１５には孔で結合された二重積層式アンテナ・ユニット８０が示されており、これは孔で結合されたパッチをもつアンテナ・ユニット７０から、前面にパッチ７９を有する誘電体の板７８を誘電体の板７４の前面に配置することにより得られる。パッチ７１と７９は実質的に互いに並んでいる。上記のように、平面アレイアンテナ・ユニットは、上記に例示したアンテナ・ユニットからアンテナ・ユニットを平面状に周期的に配置することにより構成される。このようにつくられた平面アレイアンテナ・ユニットから図１に示すようなモジュール構成を用い平面アンテナ・アセンブリーをつくることができる。第１の平面アンテナ・ユニット２はアンテナ・ユニット２０’、４０、５０、６０、７０および８０のいずれからもつくることができ（この場合パッチおよび接地板は上記のように周波数選択性をもった面である）、第２の平面アンテナ・ユニット６はアンテナ・ユニット３０’、４０、５０、６０、７０および８０のいずれからもつくることができる（この場合パッチおよび接地板は完全な導体である）。上記のすべての平面アンテナ・アセンブリーにおいては、給電部材はパッチと同じ面内にあってそれらと電気的に結合しているか、或いは異った面内にあってそれらと電磁的に結合しているかのいずれかである。図１６は第１の平面アレイアンテナ・ユニットのパッチ９１がその給電部材９２とは異った面にある平面アンテナ・アセンブリーの一部の模式的分解図を示す。給電部材９２には２個の端子、即ち位相制御装置を含む適当な電子システムに繋ぐために給電ラインを連結することができる給電ラインの端子９３、および給電プローブ９５を連結する給電プローブ端子９４’が備えられている。給電部材９２とパッチ９１との間の電気的連結は給電プローブ９５を介して行われ、これはその一端が給電プローブ端子９４’に連結され、他端はパッチ・プローブ端子９４”に連結されている。各パッチ９１には１個のパッチ・プローブ端子９４”が備えられている。第１の平面アレイアンテナ・ユニットのパッチ９１は誘電体の板９６の前面に配置され、第１の平面アレイアンテナ・ユニットの接地板９７は誘電体の板９６の後面に配置されている。第１の平面アレイアンテナ・ユニットは誘電体の板９８の後面に配置されている。第１の平面アレイアンテナ・ユニットの誘電体の板９６および９８はアンテナ室をつくり、このアンテナ室の中に第２の平面アレイアンテナ・ユニット９９が入れられている。第１の平面アレイアンテナ・ユニットの接地板９７には給電プローブ９５を接触させずにに通す孔１０２が取り付けられている。例示のために第２の平面アレイアンテナ・ユニット９９は図３に示した第２の平面アレイアンテナ・ユニットであるように選ばれているが、これはアンテナ・ユニット４０、５０、６０、７０および８０からつくり得る任意の平面アレイアンテナ・ユニットであることができる。第２の平面アレイアンテナ・ユニット９９のパッチおよび接地板の孔１０４および１０５は、それぞれその中に給電プローブを接触させずに通すことができる。図１６に示すようにプローブで給電されるパッチをもった第１の平面アレイアンテナ・ユニットを有する本発明のアンテナ・アセンブリーの具体化例は、前面に誘電板を有するパッチを平面アンテナ・アセンブリー９０の前面に配置することにより、二重積層式のプローブで給電される第１のアンテナ・アセンブリーへと拡張することができる。。図１７はプローブ給電されるパッチをもったの二重積層式の第１の平面アレイアンテナ・ユニットを有する平面アンテナ・アセンブリーの一部の模式的分解図を示す。前面にパッチ１１２を有する誘電板を１１０は、プローブで給電される第１の平面アレイアンテナ・ユニットを有する平面アンテナ・アセンブリー９０の前面１１４に配置されている。平面アンテナ・アセンブリーのパッチ１１２および９１（図１６に示す）は互いに実質的に並んでいる。本発明の平面アンテナ・アセンブリーを構成する第１および第２の平面アレイアンテナ・ユニットは平面分極または円分極のいずれかの操作モードで機能させることができる。図５および６に示した平面アレイアンテナ・ユニット２０および３０の平面図はそれぞれ平面分極の操作モードを例示している。平面アレイアンテナ・ユニットの分極操作モードを記述する幾何学的特徴はパッチおよび給電部材の相対的な向きであるから、明らかに図５および６はパッチが周波数選択性をもっているか否かには関係なく、また操作の周波数帯には関係なく、一つの図によって置き換えることができる。さらに円分極の操作モードを示すためには２ ×２のサブアレイだけで十分であるから、これをまた平面分極の操作モードを示すのに用いることができる。平面分極の操作モードに対し電気的に（直接）結合されたパッチを有する平面アレイアンテナ・ユニットの２×２サブアレイの平面図を示す図１８に注目しよう（これは図５および６に対する特徴を示す代表図である）。サブアレイ２００は給電部材２０４に電気的に結合されたパッチ２０２を含み、この給電部材には給電線端子２０６が取り付けられている。パッチ２０２および給電部材２０４はユニットは２０８に取り付けられている。円分極操作モードに対し、電気的に結合したパッチを有する平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイ２２０の平面図を示す図１９に注目する。図示のように各パッチ２２２並びにその給電部材２２４は時計方向に順々に９０° だけ回転している（或いは随時右回りの円形分極を左回りに変えると反時計方向になる）。円分極の操作モードに対しパッチおよび給電部材を順次回転させることはそれ自身は公知であり、文献に詳細に記載されている（例えばＪ．Ｈｕａｎｇ（１９８６）およびＴ．Ｔｅｓｈｉｒｏｇｉ（１９８５）参照）。図１２に示すような電磁的に結合されたパッチの場合には、パッチと給電部材とは誘電板の反対側にあるが、原理は同じである。図２０は平面分極操作モードに対するパッチが電磁的に結合された場合の平面アレイアンテナ・ユニットの２ ×２のサブアレイ２４０の平面図である。パッチ２４２は誘電板２４４の前面に配置されており、一方給電部材２４６（およびその給電ラインの端子）はその後面に配置されている。給電部材２４６は点線で描かれ、これらがパッチ２４２と同じ面内にはないことが示されている。図２１は円分極操作モードに対するパッチが電磁的に結合された場合の平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイ２６０の平面図である。各パッチ２６２およびその給電部材２６４は順次９０°だけ回転している。次に平面分極操作モードに対するパッチが孔で結合された場合の平面アレイアンテナ・ユニットの２×２のサブアレイ２８０の平面図を示す図２２に注目する。孔で結合したパッチに対するアンテナ・ユニットの側面図が図１４に示されている。図１４から判るように、関連する誘電板は二つあり、パッチ、孔および給電部材は三つの異った面に存在する。パッチ、孔および給電部材の相対的な位置、およびお互いの間の相対的な向きを示すため、図１４に示されているようにこれらが三つの異った面内にあるという了解の下に、パッチ２８２はは実線で描かれ、給電部材２８４は破線で描かれ、孔２８６は点線で描かれている。図２３は円分極操作モードに対するパッチが孔で結合された場合の平面アンテナ・ユニットの２×２のサブアレイ２９０の平面図である。各パッチ２９２およびその給電部材２９４は順次９０°だけ回転している。孔２９６は必ずしも順次回転していなくてもよい。次に、図１６の平面アンテナ・アセンブリー９０の第１の平面アレイアンテナ・ユニットの誘電板９７の上に配置されたパッチ９１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の２× ２のサブアレイ３００の平面図を示す図２４に注目しよう。また誘電板９９の上に配置されたプローブで給電されるパッチ９１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の給電部材９２（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の対応する２×２のサブアレイの平面図も示されている。給電部材は誘電板９９の後面に配置されていることを示すために破線で描かれている。給電部材９２（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）はパッチ９１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）に対する給電プローブ９５（図１６に示す）を介して４個の給電プローブ端子９４’（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）から対応する４個のパッチ・プローブ端子９４”（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）へと連結されている。図２４は平面分極操作モードに対するパッチおよび給電部材の配列を示している。次に図１６の平面アンテナ・アセンブリー９０の第１の平面アレイアンテナ・ユニットの誘電板９７の上に配置されたパッチ９１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の円分極操作モードに対する２×２のサブアレイ３００の平面図を示す図２５に注目する。サブアレイ３００においてパッチ９１ａ、９１ｂ、９１ｃおよび９１ｄは、各パッチが中心に対して垂直な軸の周りに順次時計方向に回転している点で互いに異っている。これはパッチ９１ａ、９１ｂ、９１ｃおよび９１ｄが該パッチのパッチ・プローブ端子９４”（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の位置によって互いに異なり、それが順次時計方向に回転し、端子９４”ａ、９４”ｂ、９４”ｃおよび９４”ｄの各々が順次前の位置に対して９０°だけ角度的にずらされることによって生じる。このことは図２４においてパッチの内部の各パッチのプローブ端子の相対的な位置を含むパッチの相対的な角度の向きによって反映されている。給電プローブ端子は示されていないが、三つの配置は、各給電プローブ端子が角度的に移動した対応する給電パッチ端子と実質的に並ぶように僅かにに移動していること以外、図２４に示されたものと同様である。円分極した電磁波を送信するためには、端子９４’ｂに対し給電プローブ端子９４’ｂ、９４’ｃおよび９４’ｄの所で流れる電流の位相をそれぞれ９０°、１８０°および２７０°だけ遅らせる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．二つの周波数帯で電磁波を受信および送信するための平面アンテナ・アセンブリーにおいて、該平面アンテナ・アセンブリーは層状の構成をなす第１および第２の平面アレイアンテナ・ユニットから成り、該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは低周波数帯で動作し該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは高周波数帯で動作し、該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは上部の平面アレイアンテナ・ユニットであり該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは底部の平面アレイアンテナ・ユニットであり；該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは少なくとも一つの前面および後面を有する誘電体の板、複数のパッチから成る少なくとも一つの平面のパッチ・アレイ、複数の給電部材を有する給電部材アレイ、および１個の接地面を含み；該給電部材アレイの各給電部材は該少なくとも一つの平面のパッチ・アレイのパッチのそれぞれの一つと結合しており；該少なくとも一つの平面のパッチ・アレイの各パッチは該低周波数帯の周波数と共鳴し且つ該高周波数帯の周波数に対しては透明であり；該接地面は該低周波数帯の周波数を反射し且つ該高周波数帯の周波数に対しては透明であり；該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは前面および後面を有する少なくとも一つの誘電体の板、一つの接地面、複数のパッチを有する少なくとも一つの平面のパッチ・アレイ、および複数の給電部材を有する給電部材アレイを含み、該給電部材アレイの各給電部材は該少なくとも一つの平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つに結合していることを特徴とする平面アンテナ・アセンブリー。２．該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは第１の誘電体の板および複数のパッチを有する第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイおよび該給電部材アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該第１の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチと電気的に結合され、該接地面は該第１の誘電体の板の該後面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ・アセンブリー。３．さらに第２の誘電体の板および複数のパッチを有する第２の平面のパッチ・アレイを具備し、該第２の平面のパッチ・アレイは該第２の誘電体の板の前面に配置され、該第２の誘電体の板の後面は該第１の誘電体の板の前面に面し、該第１の平面のパッチ・アレイの各パッチは該第２の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチと実質的に並んでいることを特徴とする請求項２記載の平面アンテナ・アセンブリー。４．該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは第１および第２の誘電体の板および第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該給電部材アレイは該第１の誘電体の板の後面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該第１の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチに電磁的に結合され、該接地面は該第２の誘電体の板の該後面に配置され、該第２の誘電体の板の前面は該第１の誘電面の後面に面していることを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ・アセンブリー。５．該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは第１および第２の誘電体の板、および複数のパッチを有する第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該接地面は該第１の誘電体の板の後面に配置され、該接地面は複数の孔を有し、該第２の誘電体の板の前面は該第１の誘電体の板の後面に面しており、該給電部材アレイは該第２の誘電体の板の後面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該接地面の該孔のそれぞれの一つを介して該第１の平面のパッチ・アレイのパッチのそれぞれの一つと電磁的に結合しており、該孔は該低周波数帯の周波数と共鳴することを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ・アセンブリー。６．さらに第３の誘電体の板および複数のパッチを有する第２の平面のパッチ・アレイを含み、該第２の平面のパッチ・アレイは該第３の誘電体の板の前面に配置され、該第３の誘電体の板の後面は該第１の誘電体の板の前面に面しており、該第２の平面のパッチ・アレイの各パッチは該第１の平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つと実質的に並んでいることを特徴とする請求項４または５記載の平面アンテナ・アセンブリー。７．該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは第１および第２の誘電体の板、および複数のパッチを有する第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該平面のパッチ・アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該接地面は該第１の誘電体の板の後面に配置され、該第１の誘電体の板はアンテナ室を構成するように該第２の誘電体の板から離されており、該給電部材アレイは該第２の誘電体の板の後面に配置されており、該給電部材アレイの各給電部材は複数の給電プローブにより該第１の平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つのパッチと電磁的に結合されており、該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは該アンテナ室の内部に位置していることを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ・アセンブリー。８．さらに第３の誘電体の板および複数のパッチを有する第２の平面のパッチ・アレイを含み、該第２の平面のパッチ・アレイは該第３の誘電体の板の前面に配置され、該第３の誘電体の板の後面は該第１の誘電体の板の前面に面しており、該第２の平面のパッチ・アレイの各パッチは該第１の平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つと実質的に並んでいることを特徴とする請求項７記載の平面アンテナ・アセンブリー。９．該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは第１の誘電体の板および複数のパッチを有する第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイおよび該給電部材アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該第１の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチと電気的に結合され、該接地面は該第１の誘電体の板の該後面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ・アセンブリー。１０．さらに第２の誘電体の板および複数のパッチを有する第２の平面のパッチ・アレイを具備し、該第２の平面のパッチ・アレイは該第２の誘電体の板の前面に配置され、該第２の誘電体の板の後面は該第１の誘電体の板の前面に面し、該第１の平面のパッチ・アレイの各パッチは該第２の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチと実質的に並んでいることを特徴とする請求項９記載の平面アンテナ・アセンブリー。１１．該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは第１および第２の誘電体の板および第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該給電部材アレイは該第１の誘電体の板の後面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該第１の平面のパッチ・アレイのそれぞれの一つのパッチに電磁的に結合され、該接地面は該第２の誘電体の板の該後面に配置され、該第２の誘電体の板の前面は該第１の誘電面の後面に面していることを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ・アセンブリー。１２．該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは第１および第２の誘電体の板、および複数のパッチを有する第１の平面のパッチ・アレイを具備し、該第１の平面のパッチ・アレイは該第１の誘電体の板の前面に配置され、該接地面は該第１の誘電体の板の後面に配置され、該接地面は複数の孔を有し、該第２の誘電体の板の前面は該第１の誘電体の板の後面に面しており、該給電部材アレイは該第２の誘電体の板の後面に配置され、該給電部材アレイの各給電部材は該接地面の該孔のそれぞれの一つを介して該第１の平面のパッチ・アレイのパッチのそれぞれの一つと電磁的に結合しており、該孔は該高周波数帯の周波数と共鳴することを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ・アセンブリー。１３．さらに第３の誘電体の板および複数のパッチを有する第２の平面のパッチ・アレイを含み、該第２の平面のパッチ・アレイは該第３の誘電体の板の前面に配置され、該第３の誘電体の板の後面は該第１の誘電体の板の前面に面しており、該第２の平面のパッチ・アレイの各パッチは該第１の平面のパッチ・アレイの該パッチのそれぞれの一つと実質的に並んでいることを特徴とする請求項１１または１２記載の平面アンテナ・アセンブリー。１４．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項９記載のものであり、該第１および第２の平面アンテナ・ユニットは前面および後面で誘電体の板で分離されており、該誘電体の板の該前面および後面はそれぞれ該第１および第２のアンテナ・ユニットに面していることを特徴とする請求項２〜６記載の平面アンテナ・アセンブリー。１５．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項１０記載のものであり、該第１および第２の平面アンテナ・ユニットは前面および後面で誘電体の板で分離されており、該誘電体の板の該前面および後面はそれぞれ該第１および第２のアンテナ・ユニットに面していることを特徴とする請求項２〜６記載の平面アンテナ・アセンブリー。１６．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項１１記載のものであり、該第１および第２の平面アンテナ・ユニットは前面および後面で誘電体の板で分離されており、該誘電体の板の該前面および後面はそれぞれ該第１および第２のアンテナ・ユニットに面していることを特徴とする請求項２〜６記載の平面アンテナ・アセンブリー。１７．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項１２記載のものであり、該第１および第２の平面アンテナ・ユニットは前面および後面で誘電体の板で分離されており、該誘電体の板の該前面および後面はそれぞれ該第１および第２のアンテナ・ユニットに面していることを特徴とする請求項２〜６記載の平面アンテナ・アセンブリー。１８．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項１３記載のものであり、該第１および第２の平面アンテナ・ユニットは前面および後面で誘電体の板で分離されており、該誘電体の板の該前面および後面はそれぞれ該第１および第２のアンテナ・ユニットに面していることを特徴とする請求項２〜６記載の平面アンテナ・アセンブリー。１９．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項９記載のものであって該アンテナ室の内部に位置し、該第２のアンテナ・ユニットと該第１のアンテナ・ユニットの該接地面との間に誘電体の板が挿入されていることを特徴とする請求項７または８記載の平面アンテナ・アセンブリー。２０．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項１０記載のものであって該アンテナ室の内部に位置し、該第２のアンテナ・ユニットと該第１のアンテナ・ユニットの該接地面との間に誘電体の板が挿入されていることを特徴とする請求項７または８記載の平面アンテナ・アセンブリー。２１．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項１１記載のものであって該アンテナ室の内部に位置し、該第２のアンテナ・ユニットと該第１のアンテナ・ユニットの該接地面との間に誘電体の板が挿入されていることを特徴とする請求項７または８記載の平面アンテナ・アセンブリー。２２．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項１２記載のものであって該アンテナ室の内部に位置し、該第２のアンテナ・ユニットと該第１のアンテナ・ユニットの該接地面との間に誘電体の板が挿入されていることを特徴とする請求項７または８記載の平面アンテナ・アセンブリー。２３．該第２の平面アンテナ・ユニットは請求項１３記載のものであって該アンテナ室の内部に位置し、該第２のアンテナ・ユニットと該第１のアンテナ・ユニットの該接地面との間に誘電体の板が挿入されていることを特徴とする請求項７または８記載の平面アンテナ・アセンブリー。２４．該第１の平面アレイアンテナ・ユニットは円分極した電磁波の受信および送信ができるように設計されており、該第１の平面アレイアンテナ・ユニットの少なくとも一つのパッチのアレイは、それぞれ時計方向または反時計方向に順次第１、第２、第３および第４のサブアレイのメンバーを有する２×２のパッチのサブアレイに組分けされ；該第１の平面アレイアンテナ・ユニットの該給電部材アレイの該給電部材はそれはそれぞれ時計方向または反時計方向に順次第１、第２、第３および第４のサブアレイのメンバーを有する２×２のパッチのサブアレイに組分けされ；或る与えられた給電部材サブアレイの各メンバーは或る与えられたパッチのサブアレイの一つのメンバーと組み合わされ、或る与えられた組み合わされたサブアレイの中の給電部材およびパッチは直ぐ前のサブアレイのメンバーに関し９０° だけ回転していることを特徴とする請求項１〜２３記載の平面アンテナ・アセンブリー。２５．該第２の平面アレイアンテナ・ユニットは円分極した電磁波の受信および送信ができるように設計されており、該第２の平面アレイアンテナ・ユニットの少なくとも一つのパッチのアレイは、それぞれ時計方向または反時計方向に順次第１、第２、第３および第４のサブアレイのメンバーを有する２×２のパッチのサブアレイに組分けされ；該第２の平面アレイアンテナ・ユニットの該給電部材アレイの該給電部材はそれはそれぞれ時計方向または反時計方向に順次第１、第２、第３および第４のサブアレイのメンバーを有する２×２のパッチのサブアレイに組分けされ；或る与えられた給電部材サブアレイの各メンバーは或る与えられたパッチのサブアレイの一つのメンバーと組み合わされ、或る与えられた組み合わされたサブアレイの中の給電部材およびパッチは直ぐ前のサブアレイのメンバーに関し９０°だけ回転していることを特徴とする請求項１〜２３記載の平面アンテナ・アセンブリー。２６．該第１のアンテナ・ユニットは請求項２４記載のものであり、該第２のアンテナ・ユニットは請求項２５記載のものであることを特徴とする請求項１〜２３記載の平面アンテナ・アセンブリー。２７．該第１のアンテナ・ユニットが動作する該低周波数帯はＬ帯であり、該第２のアンテナ・ユニットが動作する高周波数帯はＫ_u帯であることを特徴とする請求項１〜２６記載の平面アンテナ・アセンブリー。２８．さらにレードームを含むことを特徴とする請求項１〜２７記載の平面アンテナ・アセンブリー。