JP2001522556A

JP2001522556A - マイクロ波アンテナシステム及び方法

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Publication number: JP2001522556A
Application number: JP54687198A
Authority: JP
Inventors: ジドハーゲ，ウルフ，ヘンリク; スフェンソン，ベンク，インゲ
Original assignee: テレフォンアクチボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2001-11-13
Also published as: CN1254446A; EP0979537A1; AU7458398A; DE69835514D1; SE9701644D0; WO1998049741A1; CA2287936A1; EP0979537B1; SE521407C2; SE9701644L; CN1146076C; US6018320A; DE69835514T2

Abstract

(57)【要約】実質的に平面な、開口（１０３）を有する導電接地面（１０２）と、実施雨滴に平面で、接地面（１０２）に平行な給電構造（１０４）と、接地面及び給電構造（１０４）の間に配置された実質的に平面な第１誘電体層（１２３）を有するアンテナシステム（１００）である。開口（１０３）は第１スロット（１０５）と第２スロット（１０６）が、スロット交差点（ＳＩＰ）で直交する形状を有する。給電構造（１０４）は、第１スロット（１０５）に関して非対称に第２スロット（１０６）と交差する第１給電部（１０７）と、２つの給電アーム（１１０、１１１）を有するフォーク形状の第２給電部（１０８）を有する。給電アーム（１１０、１１１）は第１スロット（１０５）と、スロット交差点（ＳＩＰ）の一方の側で、第２スロット（１０６）に関して対称的に交差する。送信アンテナとして使用する際には、第１の信号（Ｓ１）が第１給電部（１０７）を通じて、第２の信号（Ｓ２）は第２給電部（１０８）を通じてそれぞれ対応するスロット（１０５、１０６）へ供給される。信号（Ｓ１、Ｓ２）は２つの実質的に直交する線形偏波を放射するように開口（１０３）を励起する。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称マイクロ波アンテナシステム及び方法発明の技術分野本発明はマイクロ波放射(microwave radiation)の送受信が可能なマイクロ波アンテナシステムに関し、特に開口(aperture coupled)マイクロ波アンテナの給電部の構成(signal feed structure)に関する。関連技術の説明マイクロ波無線通信の分野においては、二重偏波の利用がしばしば有利である。二重偏波が使用されるよく知られた応用分野の例としては、在宇宙の衛星を用いた通信がある。１つの偏波を用いる場合と対照的に、各々全ての搬送波周波数帯を２つの独立した情報チャネルの通信に使用することができる。第１の情報チャネルは、二重線形偏波搬送信号の第１の方向に沿って線形偏向された信号上に、第２の情報チャネルは第１の方向と直交する第２の方向に沿って線形偏向された同じ搬送信号上にそれぞれ変調することができる。本技術分野において、二重偏波マイクロ波による通信を行なう手段は多く知られており、またこのような手段における多くの機能については激しい技術開発が行なわれている。基本的な開発対象の１つとしては、アンテナ素子及びアンテナ素子に送信あるいは受信のための給電を行なうために必要な手段である。これら供給手段及びアンテナ手段は、２重偏向遠電磁場の交差偏波特性(cross-polariz ation of the dual polarized electromagnetic far-field)及び給電手段(signa l feed means)の接続ポート間の分離特性の望ましい性能という観点から制限がなされる。米国特許第4,903,303号には、マイクロ波に使用可能な二重偏波開口アンテナが開示されている。直交する線形偏派は多くのマイクロストリップパッチ(patch es)及び互いに中央で交差する２つの直交するスロット形状の接地平面開口を介して送信及び受信が可能である。２つの同一なフォーク形状を有する給電網がスロットへ、又はスロットからの給電を行う。米国特許第4,903,303号に開示されるアンテナの欠点は、交差偏派特性及び給電網の相互結合の悪影響を最小にするため、２つの給電網が対称配置される必要があることである。この問題を解決するため、米国特許第4,909,303号はエア・ブリッジ・クロスオーバ(air bridge crossover)によって給電網を互いに交差させている。別の二重編波開口アンテナがSanford，J.R.及びTengs，A.によって、"２枚の基板を有する二重編波開口パッチ(A Two Substrate Dual Polarised Aperture C oupled Patch)"、IEEE AP-S Intl．Symp．1996，Vol．3 pp．1544-1547に開示されている。２つの直交するスロットの開口が、開口に対して対象に配置された二重給電網に給電される。２つの給電網を交差させる必要なく対称給電することによる問題は、開口を２つの給電網及び２つの誘電体基板シートで挟み込むようにして２つの給電網を多層構造の対向面に配置することによって解決される。 Sanford及びTengaが開示するアンテナは給電網が異なる誘電体シート上に配置されるため、複雑な構成である。また、一方の給電網は開口上に配置され、外部から保護されていない。その誘電網から直接漏れだした放射は開口及び／又はパッチからの放射に干渉しうる。発明の概要本発明の目的は、上に引用した従来技術の欠点として説明したような、以下の課題を解決することにある。第１の課題は、小型で簡単な構成を有する二重線形偏波開口マイクロ波アンテナをどのように得るかである。本発明が解決を目的とする別の課題は、給電網間の電気絶縁度を最適化した二重給電網を有する二重線形偏波開口マイクロ波アンテナをどのように得るかである。従って、本発明の目的は、上述の課題を解決するとともに、二重線形偏波マイクロ波の送信及び受信方法を提供することである。この目的は、接地面に設けた２つの直交するスロットと、中点に関して対称な第１スロットに給電する第１の誘電部と、中点に関して非対称な第２スロットに給電する第２の誘電部とを有する本発明の開口アンテナによって達成される。さらに正確には、本発明によるアンテナシステムは、開口を有する実質的に平面な導電接地面と、前記接地面と平行な実質的に平面な給電構造及び前記接地面及び給電構造の間に設けられた実質的に平面な第１の誘電体操を有する。開口は第１のスロットと第２のスロットが交差点において交差する形状を有する。給電構造は第１のスロットに対して非対称な第２のスロットに交差する第１の給電部及び２つの給電アームを有するフォーク形状の第２給電部を有する。給電アームはスロット交差点の一方の側で、第２のスロットに関して対称に第１のスロットと交差する。送信アンテナとして使用する場合には、第１信号が第１給電部から、第２信号が第２給電部から、対応するスロットへそれぞれ供給される。信号は２つの実質的な直交線形偏派を放射するように開口を励起する。本発明の利点は、２つの給電部の電気的な結合を削減することである。これは、すなわち第１の給電部に存在する信号が第２の給電部に伝送されないことである。本発明の別の利点は、給電網を基板の片面に実装することが可能で、小型化できることである。本発明のさらに別の利点は、本発明の構成がエアブリッジと言った複雑な構成を用いることなく形成でき、発明の実施が容易であることである。図面の簡単な説明図１は、本発明の第１実施例に係る開口マイクロ波パッチアンテナの概要を示す分解斜視図である。図２Ａは、本発明の第１実施例に係る給電構造の概要を示す図である。図２Ｂは、本発明の第２実施例に係る給電構造の概要を示す図である。図３は、本発明の第３実施例に係る給電構造の概要を示す図である。図４は、開口内の電磁ベクトル分布の概要を示す図である。発明の詳細な説明図１は、本発明のアンテナシステム１００を示す図である。図においては、本発明の実施に関係する部分のみを詳細に示しているため、無線送信機、受信器等の外部デバイスの内部のはっきりとした詳細は全く開示していない。必要とされる機械的マウント及び送信器、受信器は本発明を実施する際に当業者が容易に適用できる、よく知られた手段であるものと仮定する。単純化と純粋な作図上の目的から、アンテナシステムの異なる部それぞれの位置及び相互の方向を明確に説明するために直角座標系を用いている。第１の方向はＸで、第１の方向と直交する第２の方向をＹと表す。第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両方に直交するのは第３の方向Ｚである。第１及び第２の方向Ｘ，Ｙで規定される直角座標系は以下に示す本発明の他の実施例においても使用する。アンテナシステム１００は、第１の誘電体層１２３上の導電性接地面１０２を有する。接地面１０２及び誘電体層１２３は第１及び第２の方向Ｘ，Ｙ規定され、第３の方向Ｚに垂直な面に位置する。接地面１０２と第１の誘電体層１２３は、誘電体層１２３の端面がハッチングされているようにその一部のみが図示されており、これらはさらに広いＸＹ平面上に展延していてもよい。接地面１０２の開口１０３は２つの交差するスロットからなる形状を有する。第１のスロット１０５は第１の方向Ｘに沿って配置され、第２のスロット１０６は第２の方向Ｙに沿って配置されている。スロット１０５及び１０６は、スロット交差点ＳＩＰにおいて互いに交差する。この例では、スロット１０５及び１０６が等しい長さを有し、それぞれの中点で互いに交差している。従って、開口１０３は方向Ｘ、Ｙの両方に対して対称である。接地面１０２に平行で、かつ第３の方向Ｚに沿って前方にずれた位置に第２の誘電体層１２１がある。第２の誘電体層１２１上には、スロット交差点ＳＩＰに中心が合わせられた導電体円形パッチ１０１が設けられている。パッチ１０１はアンテナシステムによって送信／受信される、電磁放射の調停部(mediating uni t)として動作する。本例においてはパッチ１０１は円形だが、以下に示されるように他の形状を用いることができる。さらに、例えば導波管やダイポールなど、本技術分野で知られる他の手段を調停部として用いることも可能である。さらに、接地面１０２と平行して、第３の方向Ｚに沿って後方にずれた位置には第３の誘電体層１２４がある。この第３の誘電体層１２４上には、給電構造１０４が配置されている。本例において、給電構造１０４はマイクロストリップ導伝体の形態を有する。給電構造１０４は、第１の方向Ｘと平行で、かつ第２の方向Ｙに沿ってスロット交差点ＳＩＰの第３誘電体層１２４上への射影であるＳＩＰ’に関して位置をずらされたセクション１０９を有する第１の給電部１０７を含む。給電構造１０４はまた、第２の給電部１０８も有する。第２の給電部１０８は、第１の給電アーム１１０及び第２の給電アーム１１１を有する。給電アーム１１０、１１１は第２の方向Ｙに平行で、かつスロット交差点ＳＩＰの射影ＳＩＰ’の反対側にずらして配置される。第２の方向Ｙに平行な給電接合部１１２は２つの給電アーム１１０、１１１を接合する。給電アーム１１０、１１１及び接合部１１２を有する第２の給電部１０８は第２の方向Ｙに対して対称な形状を有する。本実施例における接合部１１２及び２つの給電アーム１１０、１１１は単純なＴ字形状に設計されている。本技術分野の当業者にはよく知られているように、これはスプリッタ／コンバイナである。これは、信号を振幅及び位相が等しく、多くの異なる見かけを有する信号に分離することができる。例えば、給電構造１０４が配置される第３の誘電体層１２４の様な誘電体層はその技術分野において知られるいかなる誘電体物質から構成されてもよく、またいくつかの副層（サブレイヤー）(空気の層を含む)において異なる物質を組み合わせても良い。しかし、空気層は関連する導電層を分離する機械的支持部を必要とする。アンテナシステム１００は、２つの直交する線形偏波Ｓ１、Ｓ２のマイクロ波伝送に使用できる。第１の送信器１１３は第１の給電部１０７に、第２の送信器送信器１１４は第２の給電部１０８にそれぞれ接続される。第１の送信器１１３は第１の偏波Ｓ１を第１給電部１０７に、第２の送信器１１４は第２の偏波Ｓ２を第２給電部１０８に、それぞれ供給する。第１の偏波Ｓ１は第１の給電部１０７のセクション１０９を介して第２スロット１０６に接続される。そして、第２スロット１０６は、線形偏向された第１の信号Ｓ１をパッチ１０１を介して第３の方向Ｚに向かって放射する。同様に、第２の偏波Ｓ２は第２の給電部１０８の２つのアーム１１０、１１１を介して第１スロット１０５に接続される。そして、第１スロット１０５は、第２スロット１０６から放射される第１偏波Ｓ１の偏り(polarization)と直交する線形偏向を有する第２の信号Ｓ２を、パッチ１０１を介して第３の方向Ｚに向かって放射する。円形偏波を上述したアンテナシステムを用いて送信することができる。これは、当該技術分野で知られているように、同一信号を両方の給電部に供給し、２つの信号Ｓ１、Ｓ２の一方の位相を９０度シフトすることによって得られる。調停部として機能するパッチ１０１を有する主な目的は、既に知られた技術によれば、放射開口１０３のみを用いた場合と比較して、帯域幅、インピーダンス及び放射パターンなどのアンテナシステム特性の制御をより改良することが可能だからである。実際、アンテナシステム特性の制御能力は、誘電体層１２１でインターリーブされた多数のパッチ１０１を積み重ねることによって更に改良される。しかし、開口１０３は調停部を用いなくても偏波Ｓ１及びＳ２を送信できることを述べておくべきである。さらに、アンテナシステム１００は送信装置として説明したけれども、受信アンテナシステムとしても動作可能であることも述べておくべきである。受信の場合は、少なくとも１部が線形偏向された放射を含む外部信号が、パッチ１０１に信号を誘起する。同様に、受信信号の線形偏向成分が２つのスロット１０５、１０６で励起され、さらにそれぞれの給電部１０７、１０８に接続される。従って、本発明が送信アンテナシステムだけでなく受信アンテナシステム及び受信及び送信が同時に可能なアンテナシステムの実施形態をも含むことが理解されよう。図２Ａ及び２Ｂは図１の給電構造１０４と開口１０３に対応する、給電構造及び開口の異なる実施形態を示す図である。図２Ａには、開口２００及び、第１及び第２の給電構造２０１、２０２が示されている。開口２００は第１の方向Ｘに沿って配置された第１スロット２０５と、第２の方向Ｙに沿って配置された第２スロット２０６を有する。第１スロット２０５は第２スロット２０６よりも短い。スロット２０５及び２０６は、第１スロット２０５の中点に位置する第１のスロット交差点ＳＩＰ１で互いに交差し、開口２００は第２の方向に関しては対称で、かつ第１の方向Ｘに関しては非対称である。第１の給電部２０１及び第２の給電部２０２は開口２００の面への射影として示されている。図示してはいないが、開口及び給電部２０１、２０２との間には誘電体層が存在していることは理解されよう。第１の給電部２０１は第１の方向Ｘに沿って延長され、第２スロット２０６と第１の交差点ＩＰ１で交差する。第１の給電部２０１の延長部ＤＬが第２スロット２０６を超えて延びている。この延長部ＤＬは当該技術分野においてよく知られ、また説明されるインピーダンス整合部である。従って、これらの実施形態において、給電部、例えば第１の給電部２０１は対応するそれぞれのスロットを超えて延びているように示されている。第２の給電部２０２はフォーク形状で、給電接合部２０７に接合される第１の給電アーム２０３及び第２の給電アーム２０４を有する。接合部２０７は第２の方向Ｙに沿って延び、供給アーム２０３及び２０４は第２の方向Ｙに対して平行であるため、第２の給電部２０２は第２の方向Ｙについて対称である。第１の給電アーム２０３は第１スロット２０５と第２の交差点ＩＰ２で交差し、第２の給電アーム２０４は第１スロット２０５と第３の交差点ＩＰ３で交差する。これらの、第２及び第３の交差点ＩＰ２及びＩＰ３は、第１スロットの交差点ＳＩＰ１に対して対向して対称に位置する。図２Ｂは第１の給電部２５１及び第２の給電部２５２を有する給電構造の別の例を示す。図２Ａに関連して説明した前の例のように、開口２５０は第１の方向Ｘに沿った第１スロット２５５及び第２の方向Ｙに沿った第２スロット２５６の２つの交差するスロットを有している。第２スロット２５６は第１スロット２５５よりも短い。スロット２５５、２５６はそれぞれのスロットの中点である第２のスロット交差点ＳＩＰ２で互いに交差し、開口２５０は第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両方について対称である。以前の例のように、第１の給電部２５１は第２スロット２５６と交差し、第２の給電部２５２はその第１給電アーム２５３及び第２給電アーム２５４によって第１スロット２５５にそれぞれ交差する。２つの給電アーム２５３及び２５４は接合部２５７で接合される。図２Ａ及び２Ｂに例示した給電網及び開口は第１の信号Ｓ１及び第２の信号Ｓ２をスロット２０５、２０６、２５５、２５６を介して送信することができる。第１の信号Ｓ１は代表的な周波数Ｆ１を有し、第２の信号Ｓ２は第１の周波数Ｆ１と異なる代表的な周波数Ｆ２を有する。スロット２０５、２０６、２５５、２５６の長さはそれぞれ、各スロットから送信される信号の周波数に実質的に反比例する。図２Ａ及び２Ｂに示した給電網及びスロットの構成は図１を用いて説明したアンテナシステムのようなアンテナシステムに実施することができる。このようなアンテナシステムは異なる周波数Ｆ１、Ｆ２を有する、２つの直交線形偏波Ｓ１、Ｓ２の送信（及び受信）を行なうことが可能であろう。この場合、短辺／長辺比又は短径／長径比が直角に交差するスロットの長さの比に実質的に等しい長方形又は楕円形のパッチ（図１の１０１）又はパッチの積層体を有することが好ましい。図４は、第１給電部４０１及び第２給電部４０２の信号分離(signal isolatio n)に関する本発明の別の実施例を示し、本発明の利点を説明する図である。給電部４０１及び４０２は、等しい長さを有し、対称的に交差する２つのスロット４０５および４０６を有する開口に配置される。前述の実施形態と同様に、第１給電部４０１は第１の信号Ｓ１を第２の方向Ｙに沿って配置された第２スロット４０６に非対称に給電し、給電アーム４０３及び４０４を有する第２の給電部４０２は、第２の信号Ｓ２を第１スロット４０５に対称的に給電する。給電部４０１及び４０２の分離は、第１の給電部４０１から放射された第１の信号Ｓ１が、開口４００を介して第２の給電部４０２へ伝達可能なパワーがどれくらいかということによって表すことができる。第１の信号Ｓ１は第１の給電部４０１から第２スロット４０６へ接続される。信号Ｓ１が第２スロット４０６へ接続されると、図においてスロット内に第１の電界ベクトルＥ０で示される伝播電磁波(propagating electromagnetic wave)を生成する。異なるベクトルはスロットに沿って伝播する電磁波の特定の位置の連続を表すものとして解釈される。第１の電界ベクトルＥ０は第２スロット４０６から第１スロット４０５へ、第２ベクトルＥ１及び第２ベクトルＥ２で示される第２及び第３の電界が発生するように結合される。互いに逆向きの第２及び第３電界Ｅ１、Ｅ２は、第２の給電部４０２の２つの給電アーム４０３、４０４に結合され、結果として２つの摂動信号(perturbing signal)Ｓ１’及びＳ１''が給電アーム４０３、４０４にそれぞれ得られる。第２給電部４０２の接合点４０７において、これら２つの摂動信号Ｓ１’及びＳ１''は互いに相殺する。この相殺は、摂動信号Ｓ１’及びＳ１''を生成する電界Ｅ１、Ｅ２が逆向きで、摂動信号Ｓ１’及びＳ１''が互いに１８０度ずれた位相を有することに起因する。本技術分野で知られるように、線形かつ受動要素のみを有する給電部に起因して、第１の給電部４０１と第２の給電部４０２の入力及び応答との間には当然相互関係が存在する。この相互関係は、第２の給電部４０２から第１の給電部４０１への方向の摂動信号の相互相殺を必然的に伴う。図３は、第１給電部３０１及び第２給電部３０２を有する給電網のコンパクトな実施形態を示す。給電部３０１及び３０２はマイクロストリップパスとして実装され、好ましくは既知の技術に従ってメタルクラッド誘電体シートからエッチングにより形成される。また、図３に示されるのは前述の実施形態と同様、第２スロット３０６と交差する第１スロット３０５を有する対称形状の開口の射影である。これらのスロットは、好ましくは誘電体シート上の接地平面金属層にエッチングにより形成される。スロット３０５、３０６及び給電部３０１、３０２はメタルクラッド誘電体シートの対向面に／からエッチングされるか、２つの異なるメタルクラッド誘電体シートに／からエッチングされる。前述の実施形態と同様、第１の給電部３０１は第２スロット３０６と交差し、曲がった延長部３０９を有する。第２給電部３０２は、前述の実施形態と同様、第２の方向Ｙに関して対称に配置され、第１スロット３０５と交差する２つの給電アーム３０３、３０４を有し、また第１の方向に沿って曲がった延長部３０７、３０８を有する。給電部３０１、３０２の異なる部分は、例えば第１給電部３０１の延長部３０９と第２給電部３０２の延長部３０８のように、異なる幅を有する。本技術分野で知られるように、これは給電部３０１、３０２のインピーダンスを制御するために必要とされる。上述の実施形態において給電網を実施するには、既知のマイクロストリップ技術を用いることが好ましいが、本技術分野で知られる例えばストリップライン技術を適用することも可能である。しかし、ストリップライン技術は第２接地面の導入を必要とする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１１月２４日（１９９８．１１．２４．）【補正内容】補正後の請求の範囲１．実質的に平面なな導電接地面（１０２）と、前記接地面（１０２）に設けられた開口（１０３）と、前記接地面に平行で、実質的に平面な給電構造（１０４）と、前記接地面（１０２）と前記給電構造（１０４）の間に配置された実質的に平面な第１の誘電体層（１２３）とを有するマイクロ波アンテナシステム（１００）において、前記開口（１０３）が第１の方向（Ｘ）に沿って配置された第１スロット（１０５）と、前記第１の方向（Ｘ）に直交する第２の方向（Ｙ）に沿って配置された第２スロット（１０６）の形状を有し、前記スロット（１０５、１０６）が互いにスロット交差点（ＳＩＰ）で交差し、前記給電構造が、少なくとも部分的に前記第１の方向（Ｘ）に平行して延長され、前記第２スロット（２０６）と第１の交差点（ＩＰ１）で交差する第１の給電部（２０１）であって、前記第１の交差点（ＩＰ１）において前記第１の方向（Ｘ）と平行である第１給電部（２０１）を有し、前記給電構造が、前記第２の方向（Ｙ）に関して対称なフォーク形状を有する第２の給電部（２０２）であって、第２の給電接合部（２０７）から延びる第１アーム（２０３）及び第２アーム（２０４）を有し、前記アーム（２０３、２０４）のそれぞれの少なくとも一部が前記第２の方向（Ｙ）に平行に引き延ばされた第２給電部（２０２）を有し、前記第１アーム（２０３）が前記第１スロット（２０５）と第２の交差点（ＩＰ２）で交差し、また前記第２アーム（２０４）が前記第１スロット（２０５）と第３の交差点（ＩＰ３）で交差し、前記交差点（ＩＰ２、ＩＰ３）が前記スロット交差点（ＳＩＰ１）の対向する側にあり、前記交差点（ＩＰ２、ＩＰ３）において、前記第１アーム（２０３）及び前記第２アーム（２０４）のそれぞれが前記第２の方向（Ｙ）と平行であることを特徴とするマイクロ波アンテナシステム。２．前記マイクロ波アンテナシステム（１００）が更に、前記接地面（１０２）に隣接して配置された調停部（１０１）を有し、それによって前記接地面（１０２）の前記開口（１０３）が前記調停部（１０１）と前記給電構造（１０４）の間に配置されることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波アンテナシステム。３．前記調停部（１０１）が実質的に平面なマイクロストリップパッチ（１０１）及び第２の実質的に平面な誘電体層（１２１）を有し、前記第２の実質的に平面な誘電体層（１２１）が前記調停部と前記接地面（１０２）の間に配置され、かつ前記パッチ（１０１）及び接地面（１０２）に平行であることを特徴とする請求項２記載のマイクロ波アンテナシステム。４．前記調停部（１０１）が多数の実質的に平面な誘電体層（１２１、１０８）でインターリーブされた、多数の実質的に平面な積層マイクロストリップパッチ（１０１、１０７）を有することを特徴とする請求項２記載のマイクロ波アンテナシステム。５．前記調停部（１０１）がダイポールユニットの少なくとも一部を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。６．前記調停部（１０１）が導波ユニットの少なくとも一部を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。７．前記調停部（１０１）が少なくとも１つのパッチ（１０１）と導波ユニットの少なくとも一部との組み合わせを有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。８．前記調停部（１０１）が少なくとも１つのパッチ（１０１）とダイポールユニットの少なくとも一部との組み合わせを有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。９．前記調停部（１０１）がダイポールユニットの少なくとも一部と、導波ユニットの少なくとも一部との組み合わせを有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１０．前記第１の給電部（２０１）及び前記第２の給電部（２０２）が、給電構造が層上に配置される第３の誘電体層の対向する端部から前記スロット交差点（ＳＩＰ）に接近することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１１．前記スロット（１０５、１０６）が等しい長さを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載マイクロ波アンテナシステム。１２．前記スロット交差点（ＳＩＰ）が前記スロット（１０５、１０６）のそれぞれの中点と一致することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１３．前記第１給電部（２０１）及び前記第２給電部のアーム（２０３、２０４）がそれぞれの対応するスロット（２０５、２０６）を超えて展延していることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１４．前記第１給電部（２０１）の延長部及び給電アーム（２０３、２０４）が直線状の延長部を有することを特徴とする請求項１３記載のマイクロ波アンテナシステム。１５．前記第１給電部（３０１）の延長部及び給電アーム（３０３、３０４）が曲がった延長部（３０７、３０８、３０９）を有することを特徴とする請求項１３記載のマイクロ波アンテナシステム。１６．前記給電構造がマイクロストリップ部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１７．前記給電構造がストリップライン部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１８．前記給電構造が、第１の幅の第１の給電部（３０１）を含み、前記第１の給電部（３０１）が、第２の幅の延長部（３０９）を有し、前記給電構造が第３の幅の接合部（３１０）を有するフォーク形状の第２の給電部（３０２）を有し、前記第２の給電部（３０２）がそれぞれ第４の幅及び第５の幅の２つの同一な給電アーム（３０３、３０４）を有し、前記給電アーム（３０３、３０４）のそれぞれが第６の幅の延長部（３０７、３０８）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１９．前記給電構造が第１の幅の第１の給電部（３０１）を含み、前記第１の給電部（３０１）が第２の幅の延長部（３０９）を有し、前記第１の給電部（３０１）の１部が前記第１の方向（Ｘ）と実質的に直角をなす方向に前記第１の幅の延長部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。２０．前記給電構造が第１の幅の第１の給電部（３０１）を含み、前記第１の給電部（３０１）が第２の幅の延長部（３０９）を有し、前記第１の給電部（３０１）の１部が前記第１の方向（Ｘ）と平行でない方向に前記第１の幅の延長部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。２１．第１及び第２の信号を表す第１及び第２の電流を互いに直交する第１スロット及び第２スロットの開口に供給し、２重線形偏向電磁界をマイクロ波アンテナシステムに生成するする方法であって、前記第２スロットが励起され、第１の線形偏向を有する電磁界を生成するように、前記第１の電流を前記第２スロットに非対称に供給するステップと、前記第１スロットが励起され、前記第１の線形偏向電磁界と直交する第２の線形偏向を有する電磁界を生成するように、前記第２の電流を第１及び第２のパスに分離して前記第１スロットに対称的に供給するステップとを有することを特徴とする方法。２２．前記第１信号を前記第２スロットへ供給し、移動を９０度シフトした前記第１信号を前記第１スロットに供給して円偏向電磁界を生成する請求項２１記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，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(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ【要約の続き】を放射するように開口（１０３）を励起する。

Claims

【特許請求の範囲】１．実質的に平面なな導電接地面（１０２）と、前記接地面（１０２）に設けられた開口（１０３）と、前記接地面に平行で、実質的に平面な給電構造（１０４）と、前記接地面（１０２）と前記給電構造（１０４）の間に配置された実質的に平面な第１の誘電体層（１２３）とを有するマイクロ波アンテナシステム（１００）において、前記開口（１０３）が第１の方向（Ｘ）に沿って配置された第１スロット（１０５）と、前記第１の方向（Ｘ）に直交する第２の方向（Ｙ）に沿って配置された第２スロット（１０６）の形状を有し、前記スロット（１０５、１０６）が互いにスロット交差点（ＳＩＰ）で交差し、前記給電構造が、少なくとも部分的に前記第１の方向（Ｘ）に平行して延長され、前記第２スロット（２０６）と第１の交差点（ＩＰ１）で交差する第１の給電部（２０１）であって、前記第１の交差点（ＩＰ１）において前記第１の方向（Ｘ）と平行である第１給電部（２０１）を有し、前記給電構造が、前記第２の方向（Ｙ）に関して対称なフォーク形状を有する第２の給電部（２０２）であって、第２の給電接合部（２０７）から延びる第１アーム（２０３）及び第２アーム（２０４）を有し、前記アーム（２０３、２０４）のそれぞれの少なくとも一部が前記第２の方向（Ｙ）に平行に引き延ばされた第２給電部（２０２）を有し、前記第１アーム（２０３）が前記第１スロット（２０５）と第２の交差点（ＩＰ２）で交差し、また前記第２アーム（２０４）が前記第１スロット（２０５）と第３の交差点（ＩＰ３）で交差し、前記交差点（ＩＰ２、ＩＰ３）が前記スロット交差点（ＳＩＰ１）の対向する側にあり、前記交差点（ＩＰ２、ＩＰ３）において、前記第１アーム（２０３）及び前記第２アーム（２０４）のそれぞれが前記第２の方向（Ｙ）と平行であることを特徴とするマイクロ波アンテナシステム。２．前記マイクロ波アンテナシステム（１００）が更に、前記接地面（１０２）に隣接して配置された調停部（１０１）を有し、それによって前記接地面（１０２）の前記開口（１０３）が前記調停部（１０１）と前記給電構造（１０４）の間に配置されることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波アンテナシステム。３．前記調停部（１０１）が実質的に平面なマイクロストリップパッチ（１０１）及び第２の実質的に平面な誘電体層（１２１）を有し、前記第２の実質的に平面な誘電体層（１２１）が前記調停部と前記接地面（１０２）の間に配置され、かつ前記パッチ（１０１）及び接地面（１０２）に平行であることを特徴とする請求項２記載のマイクロ波アンテナシステム。４．前記調停部（１０１）が多数の実質的に平面な誘電体層（１２１、１０８）でインターリーブされた、多数の実質的に平面な積層マイクロストリップパッチ（１０１、１０７）を有することを特徴とする請求項２記載のマイクロ波アンテナシステム。５．前記調停部（１０１）がダイポールユニットの少なくとも一部を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。６．前記調停部（１０１）が導波ユニットの少なくとも一部を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。７．前記調停部（１０１）が少なくとも１つのパッチ（１０１）と導波ユニットの少なくとも一部との組み合わせを有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。８．前記調停部（１０１）が少なくとも１つのパッチ（１０１）とダイポールユニットの少なくとも一部との組み合わせを有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。９．前記調停部（１０１）がダイポールユニットの少なくとも一部と、導波ユニットの少なくとも一部との組み合わせを有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１０．前記スロット（１０５、１０６）が等しい長さを有することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載マイクロ波アンテナシステム。１１．前記スロット交差点（ＳＩＰ）が前記スロット（１０５、１０６）のそれぞれの中点と一致することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１２．前記第１給電部（２０１）及び前記第２給電部のアーム（２０３、２０４）がそれぞれの対応するスロット（２０５、２０６）を超えて展延していることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１３．前記第１給電部（２０１）の延長部及び給電アーム（２０３、２０４）が直線状の延長部を有することを特徴とする請求項１２記載のマイクロ波アンテナシステム。１４．前記第１給電部（３０１）の延長部及び給電アーム（３０３、３０４）が曲がった延長部（３０７、３０８、３０９）を有することを特徴とする請求項１２記載のマイクロ波アンテナシステム。１５．前記給電構造がマイクロストリップ部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１６．前記給電構造がストリップライン部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１７．前記給電構造が、第１の幅の第１の給電部（３０１）を含み、前記第１の給電部（３０１）が、第２の幅の延長部（３０９）を有し、前記給電構造が第３の幅の接合部（３１０）を有するフォーク形状の第２の給電部（３０２）を有し、前記第２の給電部（３０２）がそれぞれ第４の幅及び第５の幅の２つの同一な給電アーム（３０３、３０４）を有し、前記給電アーム（３０３、３０４）のそれぞれが第６の幅の延長部（３０７、３０８）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載のマイクロ波アンテナシステム。１８．第１及び第２の信号を表す第１及び第２の電流を互いに直交する第１スロット及び第２スロットの開口に供給し、２重線形偏向電磁界をマイクロ波アンテナシステムに生成するする方法であって、前記第２スロットが励起され、第１の線形偏向を有する電磁界を生成するように、前記第１の電流を前記第２スロットに非対称に供給するステップと、前記第１スロットが励起され、前記第１の線形偏向電磁界と直交する第２の線形偏向を有する電磁界を生成するように、前記第２の電流を第１及び第２のパスに分離して前記第１スロットに対称的に供給するステップとを有することを特徴とする方法。１９．前記第１信号を前記第２スロットへ供給し、移動を９０度シフトした前記第１信号を前記第１スロットに供給して円偏向電磁界を生成する請求項１８記載の方法。