JP2002043837A - マイクロストリップ技術で製作されたアレイから給電される電磁波の送受信装置 - Google Patents
マイクロストリップ技術で製作されたアレイから給電される電磁波の送受信装置Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
- H01Q9/0435—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave using two feed points
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、主放射に寄与するように寄生放射
を利用する電磁波送受信装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の電磁波送受信装置は、所定の偏
波の信号を送受信する少なくとも一つの放射素子（Ｐ”
１，Ｐ”２、Ｐ”３，Ｐ”４）と、マイクロストリップ
技術で製作され寄生放射が得られるよう構成された線を
含む給電アレイ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ’２，
Ｌ’３）とを有する。給電アレイ（Ｌ１，Ｌ２，３，
４）は、寄生放射がアンテナの放射と同じ方向及び同じ
偏波を有し、アンテナの放射と同相で合成するように、
構成され、寸法が決められる。本発明は、特に、プリン
トアンテナに適用される。
を利用する電磁波送受信装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の電磁波送受信装置は、所定の偏
波の信号を送受信する少なくとも一つの放射素子（Ｐ”
１，Ｐ”２、Ｐ”３，Ｐ”４）と、マイクロストリップ
技術で製作され寄生放射が得られるよう構成された線を
含む給電アレイ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ’２，
Ｌ’３）とを有する。給電アレイ（Ｌ１，Ｌ２，３，
４）は、寄生放射がアンテナの放射と同じ方向及び同じ
偏波を有し、アンテナの放射と同相で合成するように、
構成され、寸法が決められる。本発明は、特に、プリン
トアンテナに適用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波を送信及び
／又は受信する装置に係り、特に、マイクロストリップ
技術で製作されたアレイから給電される「プリントアン
テナ」と呼ばれるアンテナに関する。
／又は受信する装置に係り、特に、マイクロストリップ
技術で製作されたアレイから給電される「プリントアン
テナ」と呼ばれるアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】以下の説明中、「プリントアンテナ」、
又は、「マイクロストリップアンテナ」は、いわゆる
「マイクロストリップ」技術で製作され、放射素子、典
型的に「パッチ」、スロット、ダイポールなどにより構
成されたアンテナ、或いは、希望利得に応じて素子数が
決まるこれらの素子のアレイにより構成されたアンテナ
を意味する。このタイプのアンテナは、レンズの焦点又
はパラボラの焦点に一次局として使用され、或いは、平
面アレイアンテナとして使用される。
又は、「マイクロストリップアンテナ」は、いわゆる
「マイクロストリップ」技術で製作され、放射素子、典
型的に「パッチ」、スロット、ダイポールなどにより構
成されたアンテナ、或いは、希望利得に応じて素子数が
決まるこれらの素子のアレイにより構成されたアンテナ
を意味する。このタイプのアンテナは、レンズの焦点又
はパラボラの焦点に一次局として使用され、或いは、平
面アレイアンテナとして使用される。
【０００３】プリントアンテナの場合、放射素子は、一
体的であるか、或いは、アレイの形に集められているか
とは無関係に、マイクロストリップ線により構成された
給電アレイから給電される。一般的に、この給電アレイ
は、程度に多少の差はあるが、望ましくない放射または
寄生放射を放出し、アンテナの主放射を妨害する。この
寄生照射から生ずる基本的な影響は、プリントアンテナ
のクロス偏波の上昇である。その他の望ましくない影響
が、重要度に差はあるが、この寄生放射から生ずる。す
なわち、寄生放射から、 −副ローブの増加及び／又は主ローブの変形を伴うアン
テナの放射パターンの障害 −アンテナの効率の障害、すなわち、放射損失が生ず
る。
体的であるか、或いは、アレイの形に集められているか
とは無関係に、マイクロストリップ線により構成された
給電アレイから給電される。一般的に、この給電アレイ
は、程度に多少の差はあるが、望ましくない放射または
寄生放射を放出し、アンテナの主放射を妨害する。この
寄生照射から生ずる基本的な影響は、プリントアンテナ
のクロス偏波の上昇である。その他の望ましくない影響
が、重要度に差はあるが、この寄生放射から生ずる。す
なわち、寄生放射から、 −副ローブの増加及び／又は主ローブの変形を伴うアン
テナの放射パターンの障害 −アンテナの効率の障害、すなわち、放射損失が生ず
る。
【０００４】寄生放射を制限、若しくは、最小限に抑え
るため、従来、提案されている解決法は、 −厚さ、誘電率などの誘電基板のパラメータの賢明な選
択 −線幅の最適化 −寄生放射が由来する不連続部の最小化である。
るため、従来、提案されている解決法は、 −厚さ、誘電率などの誘電基板のパラメータの賢明な選
択 −線幅の最適化 −寄生放射が由来する不連続部の最小化である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これまでに提
案されている解決法は、その解決法の有効性を制限する
妥協が求められる。たとえば、高誘電率を示す細長い基
板は、給電線の放射を最小限に抑えるが、放射素子の放
射の有効性を減少させ、アンテナの効率が低下する。同
様に、幅の狭い線を使用することにより寄生放射は減少
するが、線の幅が狭くなる共に、抵抗性損失が増大す
る。
案されている解決法は、その解決法の有効性を制限する
妥協が求められる。たとえば、高誘電率を示す細長い基
板は、給電線の放射を最小限に抑えるが、放射素子の放
射の有効性を減少させ、アンテナの効率が低下する。同
様に、幅の狭い線を使用することにより寄生放射は減少
するが、線の幅が狭くなる共に、抵抗性損失が増大す
る。
【０００６】したがって、本発明は、寄生放射の有害な
影響を減少させるのではなく、アンテナの主放射に寄与
するように寄生放射を利用する解決法の提案を目的とす
る。
影響を減少させるのではなく、アンテナの主放射に寄与
するように寄生放射を利用する解決法の提案を目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
所定の偏波の信号を送受信する少なくとも一つの放射素
子と、マイクロストリップ技術で製作され寄生放射が得
られるよう構成された線を含む給電アレイとを有する電
磁波送受信装置であって、上記給電アレイは、寄生放射
がアンテナの放射と同じ方向及び同じ偏波を有し、アン
テナの放射と同相で合成するように、構成され、寸法が
決められることを特徴とする。
所定の偏波の信号を送受信する少なくとも一つの放射素
子と、マイクロストリップ技術で製作され寄生放射が得
られるよう構成された線を含む給電アレイとを有する電
磁波送受信装置であって、上記給電アレイは、寄生放射
がアンテナの放射と同じ方向及び同じ偏波を有し、アン
テナの放射と同相で合成するように、構成され、寸法が
決められることを特徴とする。
【０００８】よく知られた方法で、寄生放射は、給電ア
レイの線の不連続部、たとえば、屈曲部、Ｔ形回路、線
幅変動部などによって生成される。
レイの線の不連続部、たとえば、屈曲部、Ｔ形回路、線
幅変動部などによって生成される。
【０００９】本発明の一実施例によれば、寄生放射源の
相対位相は、給電アレイの線の長さによって決定され
る。好ましくは、給電アレイは対称性のあるアレイであ
る。
相対位相は、給電アレイの線の長さによって決定され
る。好ましくは、給電アレイは対称性のあるアレイであ
る。
【００１０】直線偏波アンテナの場合、屈曲部の両側で
の線の長さＬｉは、以下の式、 Ｌ１＝λ１／２＋ｋ１・λ１ ｋ１＝０，１，２，．．．． Ｌ２＝ｋ２・λ２ ｋ２＝０，１，２，．．．． によって与えられ、式中、λｉは、長さＬｉの給電アレ
イの線に導かれる波長を表し、
の線の長さＬｉは、以下の式、 Ｌ１＝λ１／２＋ｋ１・λ１ ｋ１＝０，１，２，．．．． Ｌ２＝ｋ２・λ２ ｋ２＝０，１，２，．．．． によって与えられ、式中、λｉは、長さＬｉの給電アレ
イの線に導かれる波長を表し、
【００１１】
【数２】 であり、ここで、ｆは、動作周波数［ＧＨｚ単位］を表
し、εｒ ｅｆｆは、長さＬｉの線の部分に対する材料
の実効誘電率を表す。
し、εｒ ｅｆｆは、長さＬｉの線の部分に対する材料
の実効誘電率を表す。
【００１２】さらに、少なくとも２個の放射素子を有す
る円偏波アンテナの場合、二つの屈曲部を含むＴ形回路
により形成された給電アレイの線の長さＬｉは、次式、 Ｌ’２＝Ｌ２＋ｋ１・λ２／４ ｋ１＝１，２，３ Ｌ’３＝Ｌ２＋ｋ２・λ３／４ ｋ２＝１，２，３ によって与えられ、式中、Ｌ’２及びＬ２はＴ形の二本
の分路であり、Ｌ３及びＬ’３は放射素子に連結する線
である。
る円偏波アンテナの場合、二つの屈曲部を含むＴ形回路
により形成された給電アレイの線の長さＬｉは、次式、 Ｌ’２＝Ｌ２＋ｋ１・λ２／４ ｋ１＝１，２，３ Ｌ’３＝Ｌ２＋ｋ２・λ３／４ ｋ２＝１，２，３ によって与えられ、式中、Ｌ’２及びＬ２はＴ形の二本
の分路であり、Ｌ３及びＬ’３は放射素子に連結する線
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明のその他の特徴並びに効果
は、添付図面を参照する以下の多様な実施例の説明を読
むことにより明らかになる。
は、添付図面を参照する以下の多様な実施例の説明を読
むことにより明らかになる。
【００１４】図面中、説明を簡単にするため、同じ素子
には同じ参照番号を付す。
には同じ参照番号を付す。
【００１５】以下では、放射素子がパッチにより構成さ
れたプリントアンテナに関して本発明を説明する。しか
し、本発明は、放射素子がマイクロストリップ技術によ
って製作された給電アレイへ連結された他のタイプのプ
リントアンテナに適用可能であることは、当業者には自
明である。
れたプリントアンテナに関して本発明を説明する。しか
し、本発明は、放射素子がマイクロストリップ技術によ
って製作された給電アレイへ連結された他のタイプのプ
リントアンテナに適用可能であることは、当業者には自
明である。
【００１６】図１には、マイクロストリップ技術による
線によって形成された給電アレイに製作される種々のタ
イプの不連続部、すなわち、屈曲線（エルボウ）１と、
幅方向に線の段差がある横方向線ジャンプ２と、Ｔ形部
３とが示されている。
線によって形成された給電アレイに製作される種々のタ
イプの不連続部、すなわち、屈曲線（エルボウ）１と、
幅方向に線の段差がある横方向線ジャンプ２と、Ｔ形部
３とが示されている。
【００１７】参考文献：J.R. James & P.S. Hall編, "H
andbook of Microstrip Antennas",Peter Peregrinus L
td., London、特に、その中で、第１４章"Microstrip A
ntenna Feeds", page 815-817に記載されているよう
に、図１に示されるような給電線中の不連続部は、寄生
放射を生ずることがよく知られている。特に、参考文
献：M. EL. Haj Sleimen, "Studies of Millimetre Pri
nted Antenna Arrays", Laboratoire Antenna et Resea
ux de Rennes in 1999によれば、屈曲部１、横方向線ジ
ャンプ２、及び、Ｔ形部３のような不連続部の主放射の
向きを推定することが可能である。
andbook of Microstrip Antennas",Peter Peregrinus L
td., London、特に、その中で、第１４章"Microstrip A
ntenna Feeds", page 815-817に記載されているよう
に、図１に示されるような給電線中の不連続部は、寄生
放射を生ずることがよく知られている。特に、参考文
献：M. EL. Haj Sleimen, "Studies of Millimetre Pri
nted Antenna Arrays", Laboratoire Antenna et Resea
ux de Rennes in 1999によれば、屈曲部１、横方向線ジ
ャンプ２、及び、Ｔ形部３のような不連続部の主放射の
向きを推定することが可能である。
【００１８】図２には、従来型の構造をなすマイクロス
トリップ線により構成された給電アレイが示されてい
る。より詳細には、給電アレイは、長さＬ１の分路１１
と長さＬ２の分路１２とによって拡張されたＴ形部１０
を含む。分路１１及び１２は、それぞれ、屈曲部１３及
び１４によって拡張される。屈曲部１３は、長さＬ３の
線セグメント１５によって拡張され、屈曲部１４は、長
さＬ４の線セグメント１６によって拡張される。２本の
線セグメント１５及び１６は、それぞれ、屈曲部１７及
び１８で終端する。また、Ｔ形部１０は、本例の場合
に、λｓ／５に一致する長さＬ５の区間で線幅が拡大し
ている。図２に示されるように、種々の不連続部は、屈
曲部１３に対する場Ｅ１、屈曲部１４に対する場Ｅ２、
屈曲部１７に対する場Ｅ３、屈曲部１８に対する場Ｅ
４、Ｔ形部１０に対する場Ｅ５、及び、拡幅された線に
対する場Ｅ６に応じて寄生照射を生じる。図２に示され
た給電アレイの６個の不連続部Ｅ１〜Ｅ６から、給電ア
レイによって生成される全体的な場Ｅを計算することが
できる。正規直交基準フレームＩ、Ｊを利用することに
より、場Ｅ１〜Ｅ６の単位ベクトル、すなわち、
トリップ線により構成された給電アレイが示されてい
る。より詳細には、給電アレイは、長さＬ１の分路１１
と長さＬ２の分路１２とによって拡張されたＴ形部１０
を含む。分路１１及び１２は、それぞれ、屈曲部１３及
び１４によって拡張される。屈曲部１３は、長さＬ３の
線セグメント１５によって拡張され、屈曲部１４は、長
さＬ４の線セグメント１６によって拡張される。２本の
線セグメント１５及び１６は、それぞれ、屈曲部１７及
び１８で終端する。また、Ｔ形部１０は、本例の場合
に、λｓ／５に一致する長さＬ５の区間で線幅が拡大し
ている。図２に示されるように、種々の不連続部は、屈
曲部１３に対する場Ｅ１、屈曲部１４に対する場Ｅ２、
屈曲部１７に対する場Ｅ３、屈曲部１８に対する場Ｅ
４、Ｔ形部１０に対する場Ｅ５、及び、拡幅された線に
対する場Ｅ６に応じて寄生照射を生じる。図２に示され
た給電アレイの６個の不連続部Ｅ１〜Ｅ６から、給電ア
レイによって生成される全体的な場Ｅを計算することが
できる。正規直交基準フレームＩ、Ｊを利用することに
より、場Ｅ１〜Ｅ６の単位ベクトル、すなわち、
【００１９】
【数３】 が得られる。
【００２０】本例の場合、全体的な場Ｅを計算するた
め、以下のパラメータ、すなわち、 −不連続部毎の放射の有効性 −線の減衰 −各不連続部のレベルで給電によって送られる電力 が考慮される。
め、以下のパラメータ、すなわち、 −不連続部毎の放射の有効性 −線の減衰 −各不連続部のレベルで給電によって送られる電力 が考慮される。
【００２１】これらの要素を考慮することにより、従来
の方法で全体的な場を計算する。次に、全体的な場を計
算した後、本願明細書では説明されていない従来の方法
にしたがって、寄生放射の楕円率を決定することができ
る。実際上、公知の方程式に基づいて、給電アレイの寄
生放射源の相対位相が長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４及び
Ｌ５によって決定され、寄生放射源の相対振幅は、不連
続部の性質に依存し、不連続部を通過する線によって伝
搬された相対電力に比例する。放射源は、放射アレイに
連結され、アレイの理論は、放射源の位置、相対位相及
び相対振幅を知ることによって、アレイの放射パターン
を計算し、特に、放射場の偏波を決定することができ
る。かくして、本発明に従って、寄生放射を主放射と同
じ方向に向け、寄生放射に主放射と同じ偏波を与え、寄
生放射を主放射と同相で合成するため、給電アレイと等
価的な放射源の位相中心をアレイの位相中心と一致さ
せ、最大放射を主放射場が最大となる方向で生じさせ、
最大放射と主放射場の偏波を一致させることが必要であ
る。
の方法で全体的な場を計算する。次に、全体的な場を計
算した後、本願明細書では説明されていない従来の方法
にしたがって、寄生放射の楕円率を決定することができ
る。実際上、公知の方程式に基づいて、給電アレイの寄
生放射源の相対位相が長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４及び
Ｌ５によって決定され、寄生放射源の相対振幅は、不連
続部の性質に依存し、不連続部を通過する線によって伝
搬された相対電力に比例する。放射源は、放射アレイに
連結され、アレイの理論は、放射源の位置、相対位相及
び相対振幅を知ることによって、アレイの放射パターン
を計算し、特に、放射場の偏波を決定することができ
る。かくして、本発明に従って、寄生放射を主放射と同
じ方向に向け、寄生放射に主放射と同じ偏波を与え、寄
生放射を主放射と同相で合成するため、給電アレイと等
価的な放射源の位相中心をアレイの位相中心と一致さ
せ、最大放射を主放射場が最大となる方向で生じさせ、
最大放射と主放射場の偏波を一致させることが必要であ
る。
【００２２】かくして、直線偏光プリントアンテナと関
係した図３に示されるように、屈曲部１、２によって与
えられる寄生放射は、主放射と平行した合成結果を生ず
る。より詳細には、図３に示されたプリントアンテナ
は、４個のパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４からなるＮ
個のアレイを含み、より具体的には、４個のパッチから
なる８個のアレイを含む。図３に示されるように、第１
のアレイ中の４個のパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４
は、寄生放射１、２を生ずる屈曲部１及び２と、寄生放
射３、４を生ずるＴ形回路とを有する給電アレイを用い
て対称的に連結される。４個のパッチからなる４個のア
レイは、図３の右半分に示されるように、矢印５、６、
７及び８によって記号表示されているような寄生放射を
生じるＴ形マイクロストリップ線を介して、対称的に一
体として連結される。本例の場合、主放射は、寄生放射
と併せて、図３の下側半分に示されるように記号表示さ
れる。矢印Ｆで表される主放射は、主放射と平行した反
対向きの放射Ｆ’を生ずる屈曲部１及び２による放射
と、相互に打ち消し合うＴ形回路３及び４の放射と、相
互に打ち消し合う寄生放射５及び６と、相互に打ち消し
合う寄生放射７及び８とが加えられ、これにより、主放
射Ｆと平行であり、かつ、振幅が小さくなった合成放射
が得られる。したがって、対称的に連結された４個のパ
ッチからなる８個のアレイを含む図３のプリントアンテ
ナの場合、寄生放射の方向に関する条件と、この寄生放
射の偏波に関する条件とが満たされた場合、位相に関す
る条件は満たされない。このため、放射が同相になるよ
う制御されていない場合、アンテナの主放射に対し、部
分的若しくは全体的に対向し、アンテナの効率が低下す
る。アンテナの最大効率を保証するため、本発明によれ
ば、図４に示されるように、寄生放射が主放射と同相で
合成することが必要である。
係した図３に示されるように、屈曲部１、２によって与
えられる寄生放射は、主放射と平行した合成結果を生ず
る。より詳細には、図３に示されたプリントアンテナ
は、４個のパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４からなるＮ
個のアレイを含み、より具体的には、４個のパッチから
なる８個のアレイを含む。図３に示されるように、第１
のアレイ中の４個のパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４
は、寄生放射１、２を生ずる屈曲部１及び２と、寄生放
射３、４を生ずるＴ形回路とを有する給電アレイを用い
て対称的に連結される。４個のパッチからなる４個のア
レイは、図３の右半分に示されるように、矢印５、６、
７及び８によって記号表示されているような寄生放射を
生じるＴ形マイクロストリップ線を介して、対称的に一
体として連結される。本例の場合、主放射は、寄生放射
と併せて、図３の下側半分に示されるように記号表示さ
れる。矢印Ｆで表される主放射は、主放射と平行した反
対向きの放射Ｆ’を生ずる屈曲部１及び２による放射
と、相互に打ち消し合うＴ形回路３及び４の放射と、相
互に打ち消し合う寄生放射５及び６と、相互に打ち消し
合う寄生放射７及び８とが加えられ、これにより、主放
射Ｆと平行であり、かつ、振幅が小さくなった合成放射
が得られる。したがって、対称的に連結された４個のパ
ッチからなる８個のアレイを含む図３のプリントアンテ
ナの場合、寄生放射の方向に関する条件と、この寄生放
射の偏波に関する条件とが満たされた場合、位相に関す
る条件は満たされない。このため、放射が同相になるよ
う制御されていない場合、アンテナの主放射に対し、部
分的若しくは全体的に対向し、アンテナの効率が低下す
る。アンテナの最大効率を保証するため、本発明によれ
ば、図４に示されるように、寄生放射が主放射と同相で
合成することが必要である。
【００２３】図４に示されるように、主放射Φ１を生じ
る４個のパッチＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３及びＰ’４は、
屈曲部及びＴ形回路を有する給電アレイを介して接続さ
れる。より具体的には、パッチＰ’１及びＰ’２は、Ｔ
形給電回路によって一体的に連結され、このＴ形給電回
路は、同一の長さＬ４の線によってパッチＰ’１及び
Ｐ’２へ連結された屈曲部により拡張された同一の長さ
Ｌ３を有する２本の分路を含む。また、パッチＰ’３及
びＰ’４も同じ形式で接続され、二つのＴ形給電回路
は、同一の長さＬ２の線素子によって第１のＴ素子の点
Ｃへ連結された屈曲部により拡張された同一の長さＬ１
を有する２本の同じ分路を含む別のＴ形給電回路によっ
て一体的に連結される。
る４個のパッチＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３及びＰ’４は、
屈曲部及びＴ形回路を有する給電アレイを介して接続さ
れる。より具体的には、パッチＰ’１及びＰ’２は、Ｔ
形給電回路によって一体的に連結され、このＴ形給電回
路は、同一の長さＬ４の線によってパッチＰ’１及び
Ｐ’２へ連結された屈曲部により拡張された同一の長さ
Ｌ３を有する２本の分路を含む。また、パッチＰ’３及
びＰ’４も同じ形式で接続され、二つのＴ形給電回路
は、同一の長さＬ２の線素子によって第１のＴ素子の点
Ｃへ連結された屈曲部により拡張された同一の長さＬ１
を有する２本の同じ分路を含む別のＴ形給電回路によっ
て一体的に連結される。
【００２４】図４に示されるように、直線偏波の場合
に、主放射と同相で合成する寄生放射を獲得するため、
上述の長さＬｉは、以下の規則、すなわち、 Ｌ１＝λ１／２＋ｋ１λ１ ｋ１＝０，１，２，．．．． Ｌ２＝ｋ２λ２ ｋ２＝０，１，２，．．．． Ｌ３＝λ３／２＝ｋ３λ３ ｋ３＝０，１，２，．．． Ｌ４＝ｋ４λ４ ｋ４＝０，１，２，．．．． に従う必要がある。式中、λｉは、長さＬｉの給電アレ
イの部分に導かれる波長、すなわち、
に、主放射と同相で合成する寄生放射を獲得するため、
上述の長さＬｉは、以下の規則、すなわち、 Ｌ１＝λ１／２＋ｋ１λ１ ｋ１＝０，１，２，．．．． Ｌ２＝ｋ２λ２ ｋ２＝０，１，２，．．．． Ｌ３＝λ３／２＝ｋ３λ３ ｋ３＝０，１，２，．．． Ｌ４＝ｋ４λ４ ｋ４＝０，１，２，．．．． に従う必要がある。式中、λｉは、長さＬｉの給電アレ
イの部分に導かれる波長、すなわち、
【００２５】
【数４】 を表す。ここで、ｆは、動作周波数［ＧＨｚ単位］を表
し、εｒｅｆｆは、長さＬｉの線部分に対する材料の実
効誘電率を表す。
し、εｒｅｆｆは、長さＬｉの線部分に対する材料の実
効誘電率を表す。
【００２６】位相基準として、第１のＴ形部の接合点で
の波の位相を選択したときに、長さＬ１が、 Ｌ１＝λ１／２＋ｋ１λ１ ｋ１＝０，１，２，．．．． を満たすような長さである場合、第１の屈曲部のレベル
での位相φは１８０°、すなわち、 φ＝２πＬ１／λ１＝π＋２ｋ１π であり、屈曲部によって放射された場（図４において、
点線の矢印で示されている）は、同図に示されるような
向きをもつ。したがって、第１のＴ形部の両側の二つの
屈曲部の不連続部を加算することにより、二つの不連続
部から放出全体的な場は、Ｔ形の不連続部によって放射
された場（図４において実線で表現されている）と作図
的に加算される。長さＬ１がｋ１λ１と一致する場合、
屈曲部によって放射された場は、図４に示された場と反
対の向きであり、合成結果は、Ｔ形部によって放射され
た場と正反対の向きであり、アンテナの利得が低下す
る。
の波の位相を選択したときに、長さＬ１が、 Ｌ１＝λ１／２＋ｋ１λ１ ｋ１＝０，１，２，．．．． を満たすような長さである場合、第１の屈曲部のレベル
での位相φは１８０°、すなわち、 φ＝２πＬ１／λ１＝π＋２ｋ１π であり、屈曲部によって放射された場（図４において、
点線の矢印で示されている）は、同図に示されるような
向きをもつ。したがって、第１のＴ形部の両側の二つの
屈曲部の不連続部を加算することにより、二つの不連続
部から放出全体的な場は、Ｔ形の不連続部によって放射
された場（図４において実線で表現されている）と作図
的に加算される。長さＬ１がｋ１λ１と一致する場合、
屈曲部によって放射された場は、図４に示された場と反
対の向きであり、合成結果は、Ｔ形部によって放射され
た場と正反対の向きであり、アンテナの利得が低下す
る。
【００２７】次に、円偏波の場合に関する本発明の一実
施例について図５を参照して説明する。本例の場合、プ
リントアンテナは、マイクロストリップ技術で製作され
た給電アレイに接続された４個のパッチＰ”１、Ｐ”
２、Ｐ”３及びＰ”４のアレイを含み、給電アレイは、
相互に連結された二つのＴ形回路を含む。詳述すると、
第１のＴ形回路は、長さＬ２及びＬ’２の２本の分路を
有し、屈曲部Ｃ１及びＣ２によって拡張され、屈曲部Ｃ
１は長さＬ３の線によってパッチＰ”１へ連結され、屈
曲部Ｃ２は長さＬ’３の線によってパッチＰ”２へ連結
される。パッチＰ”３及びＰ”４に関しても同様であ
る。さらに、Ｔ形回路の二つの入力は、長さＬ１の線及
び長さＬ’１の線を介して、共通点Ａで相互連結され
る。図５の下側部分に示されているように、パッチＰ”
１、Ｐ”２、Ｐ”３及びＰ”４の集合体は、円偏波主放
射を生し、この円偏波主放射に、屈曲部Ｃ１及びＣ２
と、Ｔ形回路３及び４とによって、同様の円偏波をも
ち、主放射の偏波と同じ向きを有する寄生放射が加えら
れる。したがって、寄生放射が加えられた主放射により
構成される全体的な放射が獲得される。位相関係を充足
させるため、長さは、 Ｌ１＝Ｌ’１ Ｌ’２＝Ｌ２＋ｋ１λ２／４ ｋ１＝１，２，３，．．． Ｌ３＝Ｌ’３＋ｋ２λ３／４ ｋ２＝１，２，３，．．． を満たす必要がある。ここで、λｉは長さＬｉの給電ア
レイの部分に導入された波長を表す。
施例について図５を参照して説明する。本例の場合、プ
リントアンテナは、マイクロストリップ技術で製作され
た給電アレイに接続された４個のパッチＰ”１、Ｐ”
２、Ｐ”３及びＰ”４のアレイを含み、給電アレイは、
相互に連結された二つのＴ形回路を含む。詳述すると、
第１のＴ形回路は、長さＬ２及びＬ’２の２本の分路を
有し、屈曲部Ｃ１及びＣ２によって拡張され、屈曲部Ｃ
１は長さＬ３の線によってパッチＰ”１へ連結され、屈
曲部Ｃ２は長さＬ’３の線によってパッチＰ”２へ連結
される。パッチＰ”３及びＰ”４に関しても同様であ
る。さらに、Ｔ形回路の二つの入力は、長さＬ１の線及
び長さＬ’１の線を介して、共通点Ａで相互連結され
る。図５の下側部分に示されているように、パッチＰ”
１、Ｐ”２、Ｐ”３及びＰ”４の集合体は、円偏波主放
射を生し、この円偏波主放射に、屈曲部Ｃ１及びＣ２
と、Ｔ形回路３及び４とによって、同様の円偏波をも
ち、主放射の偏波と同じ向きを有する寄生放射が加えら
れる。したがって、寄生放射が加えられた主放射により
構成される全体的な放射が獲得される。位相関係を充足
させるため、長さは、 Ｌ１＝Ｌ’１ Ｌ’２＝Ｌ２＋ｋ１λ２／４ ｋ１＝１，２，３，．．． Ｌ３＝Ｌ’３＋ｋ２λ３／４ ｋ２＝１，２，３，．．． を満たす必要がある。ここで、λｉは長さＬｉの給電ア
レイの部分に導入された波長を表す。
【００２８】図６（ａ）及び６（ｂ）には、順序付き循
環の原理を使用して給電回路に接続された４個のパッチ
１０、１１、１２及び１３のアレイを含むプリントアン
テナが示されている。このアンテナは、パラボラアンテ
ナ、又は、ルーネベルグレンズ形のアンテナの照射用に
利用され得る。４個のパッチ１０、１１、１２及び１３
は、給電アレイから給電される。給電アレイは、図６
（ａ）の場合、長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４の４本の
線を含み、線Ｌ１及び線Ｌ２は、Ｔ形回路の二つの分路
を形成し、線Ｌ１は屈曲部を介して線Ｌ３に接続され、
線Ｌ２は屈曲部を介して線Ｌ４に接続され、線Ｌ３は別
の屈曲部を介してパッチ１０及び１１へ接続され、線Ｌ
４は更に別の屈曲部を介してパッチ１２及び１３へ接続
される。Ｔ形回路及び４個の屈曲部は、主放射の偏波と
逆向きの円偏波をもつ寄生放射を生じる。
環の原理を使用して給電回路に接続された４個のパッチ
１０、１１、１２及び１３のアレイを含むプリントアン
テナが示されている。このアンテナは、パラボラアンテ
ナ、又は、ルーネベルグレンズ形のアンテナの照射用に
利用され得る。４個のパッチ１０、１１、１２及び１３
は、給電アレイから給電される。給電アレイは、図６
（ａ）の場合、長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４の４本の
線を含み、線Ｌ１及び線Ｌ２は、Ｔ形回路の二つの分路
を形成し、線Ｌ１は屈曲部を介して線Ｌ３に接続され、
線Ｌ２は屈曲部を介して線Ｌ４に接続され、線Ｌ３は別
の屈曲部を介してパッチ１０及び１１へ接続され、線Ｌ
４は更に別の屈曲部を介してパッチ１２及び１３へ接続
される。Ｔ形回路及び４個の屈曲部は、主放射の偏波と
逆向きの円偏波をもつ寄生放射を生じる。
【００２９】図６（ｂ）において、給電アレイは、Ｔ形
回路の二本の分路の長さがＬ’１とＬ’２になされ、矢
印Ｅで記号表示されるような寄生放射を生じ、屈曲部の
寄生放射を加えることにより、主放射の偏波とは逆向き
の円偏波をもつ寄生放射を生じるように、変更されてい
る。本例の場合、図７に示されるように、周波数の関数
としての楕円率（ＴＥ）が二つのアレイに対し獲得さ
れ、本発明の一つの効果がわかる。図６（ｂ）の回路の
場合、ＴＥは、６３０ＭＨｚを超える周波数帯域で１．
７４ｄＢ未満である。図６（ａ）の回路の場合、ＴＥ
は、中心周波数が１２．１ＧＨｚである３３０ＭＨｚの
周波数帯域と、中心周波数が１２．７ＧＨｚである１５
０ＭＨｚの別の周波数帯域の二つの周波数帯域で１．７
４ｄＢ未満になる。図７のグラフから、等価的なＴＥレ
ベル（３ｄＢ）で、本発明による回路の場合に、ＴＥの
帯域幅が４０％増加していることがわかる。
回路の二本の分路の長さがＬ’１とＬ’２になされ、矢
印Ｅで記号表示されるような寄生放射を生じ、屈曲部の
寄生放射を加えることにより、主放射の偏波とは逆向き
の円偏波をもつ寄生放射を生じるように、変更されてい
る。本例の場合、図７に示されるように、周波数の関数
としての楕円率（ＴＥ）が二つのアレイに対し獲得さ
れ、本発明の一つの効果がわかる。図６（ｂ）の回路の
場合、ＴＥは、６３０ＭＨｚを超える周波数帯域で１．
７４ｄＢ未満である。図６（ａ）の回路の場合、ＴＥ
は、中心周波数が１２．１ＧＨｚである３３０ＭＨｚの
周波数帯域と、中心周波数が１２．７ＧＨｚである１５
０ＭＨｚの別の周波数帯域の二つの周波数帯域で１．７
４ｄＢ未満になる。図７のグラフから、等価的なＴＥレ
ベル（３ｄＢ）で、本発明による回路の場合に、ＴＥの
帯域幅が４０％増加していることがわかる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【００３１】１．アンテナの効率が改良される。
【００３２】２．基板及びアンテナ設計の両面に関して
矛盾した選択を行なう必要が無い。
矛盾した選択を行なう必要が無い。
【００３３】３．円偏波の場合に、特に、干渉偏波のレ
ベルが非常に低い。
ベルが非常に低い。
【図１】マイクロストリップ線に現れる種々の不連続部
を表す平面図である。
を表す平面図である。
【図２】場Ｅの向きと共に給電アレイを示す平面図であ
る。
る。
【図３】プリントアンテナと、プリントアンテナの寄生
放射を示す給電アレイとを表す平面図である。
放射を示す給電アレイとを表す平面図である。
【図４】直線偏波の例における本発明による給電アレイ
の平面図である。
の平面図である。
【図５】円偏波の例おける本発明による給電アレイの平
面図である。
面図である。
【図６】（ａ）は主放射と同じ偏波を有する寄生放射を
伴う４個のパッチを有する給電アレイを表し、（ｂ）は
主放射と反対の偏波を有する寄生放射を伴う４個のパッ
チを有する給電アレイを表す平面図である。
伴う４個のパッチを有する給電アレイを表し、（ｂ）は
主放射と反対の偏波を有する寄生放射を伴う４個のパッ
チを有する給電アレイを表す平面図である。
【図７】図６（ａ）及び６（ｂ）に示された給電アレイ
の楕円率を表すグラフである。
の楕円率を表すグラフである。
Ｐ”１，Ｐ”２、Ｐ”３，Ｐ”４ 放射素子 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ’２，Ｌ’３ 給電アレ
イ Ｃ１，Ｃ２ 屈曲部 ３，４ Ｔ型回路 Ａ 共通点
イ Ｃ１，Ｃ２ 屈曲部 ３，４ Ｔ型回路 Ａ 共通点
フロントページの続き (71)出願人 300000708 46，Ｑｕａｉ Ａ， Ｌｅ Ｇａｌｌｏ Ｆ−92648 Ｂｏｕｌｏｇｎｅ Ｃｅｄｅ ｘ Ｆｒａｎｃｅ (72)発明者 フィリップ ミナル フランス国，35700 レンヌ，スクワル・ デュ・ボワ・ペラン 17 (72)発明者 ジャン−フランソワ パント フランス国，35700 レンヌ，スクワル・ アンリ・デュナン 16 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA09 AB06 DB03 EA04 FA05 FA09 FA32 GA08 HA05 HA10 JA05 5J045 AA12 AA21 CA01 CA04 DA10 EA07 FA02 HA03 NA01 5J046 AA04 AB13 PA07
Claims (6)
- 【請求項１】 所定の偏波の信号を送受信する少なくと
も一つの放射素子と、 マイクロストリップ技術で製作され寄生放射が得られる
よう構成された線を含む給電アレイと、を有する電磁波
を送受信する装置であって、 上記給電アレイの構造と寸法は、寄生放射がアンテナの
放射と同じ向き及び同じ偏波を有し、アンテナの放射と
同相で合成するように、決められることを特徴とする、
装置。 - 【請求項２】 寄生放射は、屈曲部、Ｔ形回路、線幅変
動部などの給電アレイの線の不連続部によって生成され
ることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 寄生放射の放射源の相対位相は、給電ア
レイの線の長さによって決定されることを特徴とする請
求項１又は２記載の装置。 - 【請求項４】 給電アレイは対称性のあるアレイである
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記
載の装置。 - 【請求項５】 直線偏波アンテナの場合に、屈曲部の両
側での線の長さＬ１及びＬ２は、 Ｌ１＝λ１／２＋ｋ１・λ１ ｋ１＝０，１，２，．．．． Ｌ２＝ｋ２・λ２ ｋ２＝０，１，２，．．．． によって与えられ、 ここで、波長λ１及び波長λ２は、それぞれ、長さＬ１
及び長さＬ２の給電アレイの線に導かれる波長λｉであ
り、波長λｉは、 【数１】 によって表され、 ｆは、ＧＨｚ単位の動作周波数を表し、 εｒ ｅｆｆは、長さＬｉの線の部分に対する材料の実
効誘電率を表す、ことを特徴とする請求項４記載の装
置。 - 【請求項６】 少なくとも２個の放射素子を有する円偏
波アンテナの場合に、 二つの屈曲部を含むＴ形回路により形成された給電アレ
イの線の長さＬｉは、 Ｌ’２＝Ｌ２＋ｋ１・λ２／４ ｋ１＝１，２，３ Ｌ’３＝Ｌ２＋ｋ２・λ３／４ ｋ２＝１，２，３ によって与えられ、式中、Ｌ’２及びＬ２はＴ形部の二
本の分路の長さを表し、Ｌ３及びＬ’３は放射素子に連
結する線の長さを表す、ことを特徴とする請求項４記載
の装置。
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|---|---|---|---|
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| FR0008364 | 2000-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002043837A true JP2002043837A (ja) | 2002-02-08 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6518935B2 (ja) |
| EP (1) | EP1168494A1 (ja) |
| JP (1) | JP4588258B2 (ja) |
| CN (1) | CN1195341C (ja) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7473596B2 (en) * | 2003-12-19 | 2009-01-06 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming memory cells |
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| US8228235B2 (en) * | 2004-03-15 | 2012-07-24 | Elta Systems Ltd. | High gain antenna for microwave frequencies |
| US7605758B2 (en) * | 2005-05-13 | 2009-10-20 | Go Net Systems Ltd. | Highly isolated circular polarized antenna |
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2000
- 2000-06-29 FR FR0008364A patent/FR2811142B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-06-22 EP EP01401651A patent/EP1168494A1/en not_active Withdrawn
- 2001-06-28 JP JP2001196410A patent/JP4588258B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-28 CN CNB011295880A patent/CN1195341C/zh not_active Expired - Fee Related
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