JP2002151942A - 固定通信用の平面状アンテナ及びそのアンテナのエラーを補償する方法 - Google Patents
固定通信用の平面状アンテナ及びそのアンテナのエラーを補償する方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 供給回路網内の振幅および均衡を補償する平
面列状アンテナを提供する。 【解決手段】 直線状に偏波した波用の平面状アンテナ
列１０は、供給回路網１８内の隣接する線の間の結合に
起因する振幅及び位相の不均衡を補償して、アンテナの
放射パターンを改良する。斯かる不均衡は放射パターン
に顕著な歪みを生ぜしめる。本発明のアンテナは、列の
特定の部品にずらしたスロット５２、５４、５６、５８
を使用し、そのスロット５２、５４、５６、５８を開口
／導波管層２４に接着する。斯かる構成とすることによ
り、利得に優れ、広い周波数帯域に亙って良好に釣合
い、クロス偏波の識別に優れ、更に、全体的な放射パタ
ーンが改良されたアンテナが得られる。
面列状アンテナを提供する。 【解決手段】 直線状に偏波した波用の平面状アンテナ
列１０は、供給回路網１８内の隣接する線の間の結合に
起因する振幅及び位相の不均衡を補償して、アンテナの
放射パターンを改良する。斯かる不均衡は放射パターン
に顕著な歪みを生ぜしめる。本発明のアンテナは、列の
特定の部品にずらしたスロット５２、５４、５６、５８
を使用し、そのスロット５２、５４、５６、５８を開口
／導波管層２４に接着する。斯かる構成とすることによ
り、利得に優れ、広い周波数帯域に亙って良好に釣合
い、クロス偏波の識別に優れ、更に、全体的な放射パタ
ーンが改良されたアンテナが得られる。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、アンテナの設計、より具体的に
は、その供給回路網内の振幅及び位相の不均衡を補償す
る固定通信用の平面状アンテナ列に関する。
は、その供給回路網内の振幅及び位相の不均衡を補償す
る固定通信用の平面状アンテナ列に関する。
【０００２】
【従来の技術】パッチ及びマイクロストリップアンテナ
構造体を使用するアンテナ列において、一般的にその列
内の１つの放射要素又はパッチから次のものへの振幅及
び位相エラーすなわち不一致が生ずる。例えば、供給回
路網及び放射パッチは、典型的に、薄い基板上に保持さ
れ、発生された界がその基板内に封じ込められず、顕著
に放射するようにされている。このため、隣接する供給
線、隣接するパッチ等の間の結合は、電力分配回路網中
で顕著な振幅及び位相の不均衡を生じる可能性がある。
かかる不均衡の結果、放射パターンの特徴が望ましくな
いものとなる可能性がある。本発明は、供給回路網にお
けるかかる位相及び／又は振幅の不均衡を補償する方法
及び構造に関する。
構造体を使用するアンテナ列において、一般的にその列
内の１つの放射要素又はパッチから次のものへの振幅及
び位相エラーすなわち不一致が生ずる。例えば、供給回
路網及び放射パッチは、典型的に、薄い基板上に保持さ
れ、発生された界がその基板内に封じ込められず、顕著
に放射するようにされている。このため、隣接する供給
線、隣接するパッチ等の間の結合は、電力分配回路網中
で顕著な振幅及び位相の不均衡を生じる可能性がある。
かかる不均衡の結果、放射パターンの特徴が望ましくな
いものとなる可能性がある。本発明は、供給回路網にお
けるかかる位相及び／又は振幅の不均衡を補償する方法
及び構造に関する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、固定通信用の改良された平面状アンテナ列、より具
体的には、供給回路網内の振幅及び均衡を補償する平面
列状アンテナを提供することにある。
は、固定通信用の改良された平面状アンテナ列、より具
体的には、供給回路網内の振幅及び均衡を補償する平面
列状アンテナを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】固定通信用の平面状アン
テナは、平面状の導電性面を有する導電性背面と、背面
に対して平行で且つ該背面から上方に隔てられた全体と
して平面状の供給・放射回路網と、供給・放射回路網の
層に対して平行で且つ供給・放射回路網の層に隣接する
略平面状のスロットレベルと、スロット層に対して平行
で且つスロット層に隣接し、スロット層に接着された平
面状の開口層とを備えている。
テナは、平面状の導電性面を有する導電性背面と、背面
に対して平行で且つ該背面から上方に隔てられた全体と
して平面状の供給・放射回路網と、供給・放射回路網の
層に対して平行で且つ供給・放射回路網の層に隣接する
略平面状のスロットレベルと、スロット層に対して平行
で且つスロット層に隣接し、スロット層に接着された平
面状の開口層とを備えている。
【０００５】
【実施の形態の詳細な説明】以下の説明において、アン
テナ列の構造（図１）及び開口／導波管内で色々なスロ
ットを使用する理由に関して説明する。供給回路網内の
振幅及び位相の分配が極めて不良であることが既知の最
初の原型列による放射パターン（図３）の測定値から、
本発明の有用性が実証される。本発明に従って所定の開
口／導波管内で可変のスロットを使用する結果、この振
幅及び位相の不均衡が極めて大きいにも拘らず、その列
の放射パターンが改良される様子が図４に図示されてい
る。第二の原型列において、本発明による開口／導波管
内の可変スロットの設計の結果、図５及び図９に図示す
るように、位相及び振幅の応答性が更に優れたものとな
った。
テナ列の構造（図１）及び開口／導波管内で色々なスロ
ットを使用する理由に関して説明する。供給回路網内の
振幅及び位相の分配が極めて不良であることが既知の最
初の原型列による放射パターン（図３）の測定値から、
本発明の有用性が実証される。本発明に従って所定の開
口／導波管内で可変のスロットを使用する結果、この振
幅及び位相の不均衡が極めて大きいにも拘らず、その列
の放射パターンが改良される様子が図４に図示されてい
る。第二の原型列において、本発明による開口／導波管
内の可変スロットの設計の結果、図５及び図９に図示す
るように、位相及び振幅の応答性が更に優れたものとな
った。
【０００６】図１を参照すると、アンテナ列１０は、遮
蔽体として作用するように上方に曲げた側部１４を有す
る接地面１２を備えている。供給・放射（パッチ）回路
網１８は、空気に近い誘電定数を有する発泡層２０の上
方に懸架されたマイクロ波曲げ材料１６に形成されてい
る。その列の帯域帯を拡張させるため、スロット層２２
及び開口／導波管プレート又は層２４への電磁的結合が
利用される。ラドームカバー２６が接地プレート１２に
取り付けられ且つ上述した要素を覆う。
蔽体として作用するように上方に曲げた側部１４を有す
る接地面１２を備えている。供給・放射（パッチ）回路
網１８は、空気に近い誘電定数を有する発泡層２０の上
方に懸架されたマイクロ波曲げ材料１６に形成されてい
る。その列の帯域帯を拡張させるため、スロット層２２
及び開口／導波管プレート又は層２４への電磁的結合が
利用される。ラドームカバー２６が接地プレート１２に
取り付けられ且つ上述した要素を覆う。
【０００７】供給及びパッチ層は、「空気」誘電体上に
懸架した薄い基板上に設計されているため、その界は基
板内に封じ込められず、その結果、顕著に放射する。格
子ローブを考慮することで要素間の間隔が制限されるた
め、隣接する線間の結合は、電力分配回路網内で振幅及
び位相の顕著な不均衡を生じさせ、その結果、パターン
の特徴が極めて不良となるであろう。更に、不連続部分
からの放射もまたその不良の原因となる。
懸架した薄い基板上に設計されているため、その界は基
板内に封じ込められず、その結果、顕著に放射する。格
子ローブを考慮することで要素間の間隔が制限されるた
め、隣接する線間の結合は、電力分配回路網内で振幅及
び位相の顕著な不均衡を生じさせ、その結果、パターン
の特徴が極めて不良となるであろう。更に、不連続部分
からの放射もまたその不良の原因となる。
【０００８】図２には、隣接する線間の結合に起因する
振幅及び位相の不均衡を等しくするため、少なくとも幾
つかのスロットが開口／導波管内でずらした、本発明の
原理が示してある。スロットはその振幅及び位相の分配
に従って移動させる。スロットの各々の寸法及び／又は
形状も、所望の結果を実現し得るように変更することが
できる。すなわち、隣接する線間の結合に起因する供給
回路網の振幅及び位相の不均衡を補償すべくスロットの
形状、寸法及び位置の何れか又はその全てを変更するこ
とができる。供給・開口／導波管は一定のままである。
この不均衡を補償するのに必要なことは、そのスロット
の寸法、形状及び／又は位置を変更することだけであ
る。
振幅及び位相の不均衡を等しくするため、少なくとも幾
つかのスロットが開口／導波管内でずらした、本発明の
原理が示してある。スロットはその振幅及び位相の分配
に従って移動させる。スロットの各々の寸法及び／又は
形状も、所望の結果を実現し得るように変更することが
できる。すなわち、隣接する線間の結合に起因する供給
回路網の振幅及び位相の不均衡を補償すべくスロットの
形状、寸法及び位置の何れか又はその全てを変更するこ
とができる。供給・開口／導波管は一定のままである。
この不均衡を補償するのに必要なことは、そのスロット
の寸法、形状及び／又は位置を変更することだけであ
る。
【０００９】図２において、図１の構造体は、開口の層
又はプレート２４における、開口３０の２×２の列すな
わち開口のサブセットとして図示されている。図２にお
いて、それぞれの開口３０は、参照番号３２、３４、３
６、３８で示してある。この点に関して、図２は、それ
ぞれの開口３２、３４、スロット層２２の相応するスロ
ット、図１の層１８の供給回路網・放射パッチの相応す
る部分のみを示す点にて多少、概略図的である。
又はプレート２４における、開口３０の２×２の列すな
わち開口のサブセットとして図示されている。図２にお
いて、それぞれの開口３０は、参照番号３２、３４、３
６、３８で示してある。この点に関して、図２は、それ
ぞれの開口３２、３４、スロット層２２の相応するスロ
ット、図１の層１８の供給回路網・放射パッチの相応す
る部分のみを示す点にて多少、概略図的である。
【００１０】この点に関して、供給回路網の一部分は図
２に参照番号４０で示してある。それぞれの放射パッチ
４２、４４、４６、４８は、相応する開口３２、３４等
と接続された状態で示してある。又、スロット層２２の
相応するスロットは、参照番号５２、５４、５６、５８
で示してある。スロット５２、５６、５８に関して、こ
れらのスロットは、その相応する放射要素４２、４４等
及びそのそれぞれの整合開口３２、３４等に対して異な
る状態にずらしてあることが理解されよう。スロット５
４に関して、このスロットの寸法は、本発明に従って変
更させてある。スロットの寸法及び位置の変更は、上述
したように、回路網の不均衡さを補償するためである。
２に参照番号４０で示してある。それぞれの放射パッチ
４２、４４、４６、４８は、相応する開口３２、３４等
と接続された状態で示してある。又、スロット層２２の
相応するスロットは、参照番号５２、５４、５６、５８
で示してある。スロット５２、５６、５８に関して、こ
れらのスロットは、その相応する放射要素４２、４４等
及びそのそれぞれの整合開口３２、３４等に対して異な
る状態にずらしてあることが理解されよう。スロット５
４に関して、このスロットの寸法は、本発明に従って変
更させてある。スロットの寸法及び位置の変更は、上述
したように、回路網の不均衡さを補償するためである。
【００１１】スロット層２２及び開口／導波管層２４
は、列の利得を良好にし、戻り損失を良好にし、また、
クロス極の識別を良好にする結果となる極めて薄い複合
層を形成し得るよう共に接着されている。このようにし
て接着された場合、スロットの層は、平坦に保ち且つ開
口／導波管に対して正確に整合されたままに保つことが
できる。このことは、ミリメートル波（ｍｍ−波）の周
波数にて厳密となる許容公差上の問題を解消する。この
ことは、また、供給回路網内の振幅及び位相を等しくす
ることをも不要にする。具体的には、スペースが重要な
制約であるから、供給回路網内の振幅及び位相を補償す
ることは極めて困難である。従って、スロットの回路を
開口／導波管に接着することは、隣接する線間の結合に
起因する振幅及び位相の不均衡さを補償するため、（特
定の）スロットをずらすことと共に効果的な補償機構を
提供することになる。
は、列の利得を良好にし、戻り損失を良好にし、また、
クロス極の識別を良好にする結果となる極めて薄い複合
層を形成し得るよう共に接着されている。このようにし
て接着された場合、スロットの層は、平坦に保ち且つ開
口／導波管に対して正確に整合されたままに保つことが
できる。このことは、ミリメートル波（ｍｍ−波）の周
波数にて厳密となる許容公差上の問題を解消する。この
ことは、また、供給回路網内の振幅及び位相を等しくす
ることをも不要にする。具体的には、スペースが重要な
制約であるから、供給回路網内の振幅及び位相を補償す
ることは極めて困難である。従って、スロットの回路を
開口／導波管に接着することは、隣接する線間の結合に
起因する振幅及び位相の不均衡さを補償するため、（特
定の）スロットをずらすことと共に効果的な補償機構を
提供することになる。
【００１２】アンテナ構造体の完全な一例を提供する目
的のため、本発明の１つの実施の形態において、上述し
た色々な要素及び部品の特徴に関して説明する。本発明
から逸脱せずに、構造的構成要素の相違を利用すること
が可能であることが理解されよう。接地面１２及び開口
プレート２４は、アルミニウムにて形成し、開口プレー
トは、厚さ約２．５ｍｍとする。発泡層２０は、厚さ
１．５ｍｍの押出し成形ポリウレタン発泡材とする。適
当な発泡材は、アイルランド、キルデール郡、ナース、
ニューホールのアドバンスド・マテリアルズ・リミテッ
ド（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｔ
ｄ．）からＡＭＬＴＥ２００１．５ホワイト（Ｗｈｉｔ
ｅ）という名称で販売されているものである。
的のため、本発明の１つの実施の形態において、上述し
た色々な要素及び部品の特徴に関して説明する。本発明
から逸脱せずに、構造的構成要素の相違を利用すること
が可能であることが理解されよう。接地面１２及び開口
プレート２４は、アルミニウムにて形成し、開口プレー
トは、厚さ約２．５ｍｍとする。発泡層２０は、厚さ
１．５ｍｍの押出し成形ポリウレタン発泡材とする。適
当な発泡材は、アイルランド、キルデール郡、ナース、
ニューホールのアドバンスド・マテリアルズ・リミテッ
ド（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｔ
ｄ．）からＡＭＬＴＥ２００１．５ホワイト（Ｗｈｉｔ
ｅ）という名称で販売されているものである。
【００１３】層１６上における供給回路網又は回路１８
は、誘導性基板上に保持された銅の層内に形成され又は
エッチング処理されている。図示した実施の形態におい
て、これは、５０μｍの基板上における１８μｍの銅の
層であり、例えば、デュポン（Ｄｕｐｏｕｔ）からパイ
ララックス（Ｐｙｒａｌｕｘ）ＡＰ８５２５という名称
で入手可能である。
は、誘導性基板上に保持された銅の層内に形成され又は
エッチング処理されている。図示した実施の形態におい
て、これは、５０μｍの基板上における１８μｍの銅の
層であり、例えば、デュポン（Ｄｕｐｏｕｔ）からパイ
ララックス（Ｐｙｒａｌｕｘ）ＡＰ８５２５という名称
で入手可能である。
【００１４】スロット層２２は、銅被覆した誘電性基板
上にて供給回路及び開口３０の放射要素に対し適当な寸
法、形状及び位置の点で見掛け上適当なスロットをエッ
チング処理することにより形成することができる。図示
した実施の形態において、５０μｍのポリエステル基板
上で３５μｍの銅の層が使用される。更に、所望である
ならば、主要な平面から４５°回転させた、開口層３０
とラドームカバー２６の内側との間でアンテナと協働す
るように、３５μｍの銅被覆（図示せず）を有する７５
μｍのポリエステル基板のシート上に形成された追加的
な偏波層を使用することができる。
上にて供給回路及び開口３０の放射要素に対し適当な寸
法、形状及び位置の点で見掛け上適当なスロットをエッ
チング処理することにより形成することができる。図示
した実施の形態において、５０μｍのポリエステル基板
上で３５μｍの銅の層が使用される。更に、所望である
ならば、主要な平面から４５°回転させた、開口層３０
とラドームカバー２６の内側との間でアンテナと協働す
るように、３５μｍの銅被覆（図示せず）を有する７５
μｍのポリエステル基板のシート上に形成された追加的
な偏波層を使用することができる。
【００１５】ラドーム２６は、ラストラン（ＬＵＳＴＲ
ＡＮ）ＡＢＳという名称で販売されているような誘電性
材料にて形成することができる。この材料は、ロンファ
リン（ＲＯＮＦＡＬＩＮ）からサイコラック（ＣＹＣＯ
ＬＡＣ）、ノボタール（ＮＯＢＯＤＵＲ）、ラストラン
（ＬＵＳＴＲＡＮ）という商標名で販売されている、ポ
リアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）
である。
ＡＮ）ＡＢＳという名称で販売されているような誘電性
材料にて形成することができる。この材料は、ロンファ
リン（ＲＯＮＦＡＬＩＮ）からサイコラック（ＣＹＣＯ
ＬＡＣ）、ノボタール（ＮＯＢＯＤＵＲ）、ラストラン
（ＬＵＳＴＲＡＮ）という商標名で販売されている、ポ
リアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）
である。
【００１６】１つの実施の形態において、全てのスロッ
トは、同一寸法であり、所望の補正のため相対的なスロ
ットのずれが使用される。この実施の形態において、ス
ロットの寸法は、幅２．８ｍｍ、長さ６ｍｍ、及び隅部
半径１ｍｍである。このスロット層は、英国ＲＧ１２１
ＪＵ、バークの３Ｍハウスブラックネール（Ｈｏｕｓｅ
Ｂｒａｃｋｎｅｌｌ）の３Ｍ ＵＫから入手可能な３
Ｍスプレーマウント（ｓｐｒａｙｍｏｕｎｔ）のような
接着剤を開口の層に噴霧することにより、開口の層に接
着させる。
トは、同一寸法であり、所望の補正のため相対的なスロ
ットのずれが使用される。この実施の形態において、ス
ロットの寸法は、幅２．８ｍｍ、長さ６ｍｍ、及び隅部
半径１ｍｍである。このスロット層は、英国ＲＧ１２１
ＪＵ、バークの３Ｍハウスブラックネール（Ｈｏｕｓｅ
Ｂｒａｃｋｎｅｌｌ）の３Ｍ ＵＫから入手可能な３
Ｍスプレーマウント（ｓｐｒａｙｍｏｕｎｔ）のような
接着剤を開口の層に噴霧することにより、開口の層に接
着させる。
【００１７】最初の原型アンテナのＨ平面の同一偏波の
測定放射パターンが図３に図示されている。図３には、
スロットのずらし無しの１６×１６の列状原型が示され
ている。図４には、その振幅及び位相の不均衡さに従っ
てずらしたスロットを選んだ１６×１６のスロットの原
型が図示されている。
測定放射パターンが図３に図示されている。図３には、
スロットのずらし無しの１６×１６の列状原型が示され
ている。図４には、その振幅及び位相の不均衡さに従っ
てずらしたスロットを選んだ１６×１６のスロットの原
型が図示されている。
【００１８】この回路にて振幅及び位相のエラーは、性
質上、極めて大きいにも拘らず、選んだ特定のスロット
をずらすことの効果は図３及び図４に示した放射パター
ンの改良によって示すように明らかである。
質上、極めて大きいにも拘らず、選んだ特定のスロット
をずらすことの効果は図３及び図４に示した放射パター
ンの改良によって示すように明らかである。
【００１９】この列の位相及び振幅を調べるため、直線
状（すなわち、ずらしていない）スロット及びその列の
特定の経路内にずらしたスロットを有する一つの列を使
用した。アンテナの各々を検査し、各開口／導波管の振
幅及び位相を記録した。これらの測定結果に基づいて、
開口／導波管に対するスロットの動きを通じて振幅及び
位相の分配の制御は、不当な困難さを伴わずに、実現可
能であることが分かった。
状（すなわち、ずらしていない）スロット及びその列の
特定の経路内にずらしたスロットを有する一つの列を使
用した。アンテナの各々を検査し、各開口／導波管の振
幅及び位相を記録した。これらの測定結果に基づいて、
開口／導波管に対するスロットの動きを通じて振幅及び
位相の分配の制御は、不当な困難さを伴わずに、実現可
能であることが分かった。
【００２０】図６及び図７には、１６×１６の列内の開
口／導波管の数を検査した後の位相の応答性が図示され
ている。ずらしていないスロット（直線状スロット）の
場合、位相は非常に色々であるように思われる。回路網
は極めて簡単であるように設計し、また、隣接する線と
その列内の近傍の周囲部分との間の結合は不可避的であ
るため、このことは予測可能であった。
口／導波管の数を検査した後の位相の応答性が図示され
ている。ずらしていないスロット（直線状スロット）の
場合、位相は非常に色々であるように思われる。回路網
は極めて簡単であるように設計し、また、隣接する線と
その列内の近傍の周囲部分との間の結合は不可避的であ
るため、このことは予測可能であった。
【００２１】近接する周囲物からの不連続部分を無視す
ることができ、全てのエラーは、供給回路の補償が不十
分であるためであるから、アンテナの周縁における位相
の相違は最小であると予想される。
ることができ、全てのエラーは、供給回路の補償が不十
分であるためであるから、アンテナの周縁における位相
の相違は最小であると予想される。
【００２２】図６には、上方左側隅部から開始して左側
から右側に進んで開口／導波管の番号２５０乃至２５６
に対する別個の位相の測定値が示してある。すなわち、
これらは、１６×１６列中の最後の７つの要素である。
から右側に進んで開口／導波管の番号２５０乃至２５６
に対する別個の位相の測定値が示してある。すなわち、
これらは、１６×１６列中の最後の７つの要素である。
【００２３】図７には、その列中の開口番号１７０乃至
１７６に対する別個の位相の測定値が示してある。理解
し得るように、位相は、１つの開口から別の開口毎に著
しく相違する。このプロットから、少なくとも選んだス
ロットをずらすことにより、最大の位相変化は、平均し
て４０°から１５°へと小さくなることが分かる。
１７６に対する別個の位相の測定値が示してある。理解
し得るように、位相は、１つの開口から別の開口毎に著
しく相違する。このプロットから、少なくとも選んだス
ロットをずらすことにより、最大の位相変化は、平均し
て４０°から１５°へと小さくなることが分かる。
【００２４】また、その列中の振幅の変化も制御可能で
ある。この場合にも、位相の応答の場合と同様に振幅の
応答性も１つの開口／導波管から次のものへと変化す
る。振幅の応答性は、その列の周縁の周りで極めて平坦
であるが、その列の中央に向けて不良となる。特定の開
口／導波管において、特定の周波数（特に、その帯域の
上限周波数）にて大きい電力損失が生ずる。図８を参照
すると、これらの結果は作用帯域の上限にて開口の１つ
で急激に降下することが分かる。これは、多分、近傍の
供給線に結合するためであろう。開口内のスロットの寸
法及び／又は形状を変化させることにより、「改変した
スロット」と標識した線で示すように、結果は著しく向
上する。
ある。この場合にも、位相の応答の場合と同様に振幅の
応答性も１つの開口／導波管から次のものへと変化す
る。振幅の応答性は、その列の周縁の周りで極めて平坦
であるが、その列の中央に向けて不良となる。特定の開
口／導波管において、特定の周波数（特に、その帯域の
上限周波数）にて大きい電力損失が生ずる。図８を参照
すると、これらの結果は作用帯域の上限にて開口の１つ
で急激に降下することが分かる。これは、多分、近傍の
供給線に結合するためであろう。開口内のスロットの寸
法及び／又は形状を変化させることにより、「改変した
スロット」と標識した線で示すように、結果は著しく向
上する。
【００２５】均一なスロットを使用するとき、位相エラ
ーは、１つのスロットと次のスロットとの間にて平均４
０°であることが分かった。このエラーを補償するため
特定のスロットをずらすと、その列の全体に渡ってより
平坦な応答性が得られた。形成される放射パターンは、
図９に図示されている。図３及び図４を比較することに
より理解し得るように、開口／導波管層に接着され且つ
ずらしたスロットは、顕著な改良を示す。このアンテナ
の設計は、帯域に亙って良好な釣合い状態でクロス偏波
の識別が極めて良好であることをも示す。図５には、開
口／導波管層に接着された、本発明によるずらしたスロ
ットを使用して１６×１６の列のクロス偏波の識別の典
型的な測定値が示してある。
ーは、１つのスロットと次のスロットとの間にて平均４
０°であることが分かった。このエラーを補償するため
特定のスロットをずらすと、その列の全体に渡ってより
平坦な応答性が得られた。形成される放射パターンは、
図９に図示されている。図３及び図４を比較することに
より理解し得るように、開口／導波管層に接着され且つ
ずらしたスロットは、顕著な改良を示す。このアンテナ
の設計は、帯域に亙って良好な釣合い状態でクロス偏波
の識別が極めて良好であることをも示す。図５には、開
口／導波管層に接着された、本発明によるずらしたスロ
ットを使用して１６×１６の列のクロス偏波の識別の典
型的な測定値が示してある。
【００２６】図３乃至図５並びに図９の放射パターン
は、欧州電気通信標準ＥＴＳ３００８３３クラス１、ク
ラス２及びクラス３に対して描いたものである。このよ
うに、上述したようにスロットをずらすことは、位相の
不均衡、及びある程度まで振幅の不均衡を補償する効果
を有する。供給回路網が周囲の線に結合されることに起
因する予期しない大きい電力損失を示さないならば、ス
ロットをずらすだけで、十分な補償が為される。しか
し、大きい損失すなわち予期しない損失が生ずると、本
発明に従ってこの損失を補償するためスロットの寸法及
び／又は寸法と形状とを変化させることもできる。所定
のスロットのずらし程度は、所定の開口の位相の不均衡
又は位相のずらしの測定値に基づく等式から決定するこ
とができる。１つの波長が３６０°に等しい近似化、及
び原型列中のずらしたスロットとずらさないスロットと
の間の位相の差を使用するならば、全体として次のよう
にして求められた等式を使用して度からメートルへの変
換を計算する＋ことができる。
は、欧州電気通信標準ＥＴＳ３００８３３クラス１、ク
ラス２及びクラス３に対して描いたものである。このよ
うに、上述したようにスロットをずらすことは、位相の
不均衡、及びある程度まで振幅の不均衡を補償する効果
を有する。供給回路網が周囲の線に結合されることに起
因する予期しない大きい電力損失を示さないならば、ス
ロットをずらすだけで、十分な補償が為される。しか
し、大きい損失すなわち予期しない損失が生ずると、本
発明に従ってこの損失を補償するためスロットの寸法及
び／又は寸法と形状とを変化させることもできる。所定
のスロットのずらし程度は、所定の開口の位相の不均衡
又は位相のずらしの測定値に基づく等式から決定するこ
とができる。１つの波長が３６０°に等しい近似化、及
び原型列中のずらしたスロットとずらさないスロットと
の間の位相の差を使用するならば、全体として次のよう
にして求められた等式を使用して度からメートルへの変
換を計算する＋ことができる。
【００２７】１波長（λ）＝３６０° 誘電性媒体において、 λ／√εr＝３６０ λ＝自由空間波長 中間帯域周波数３８．５ＧＨｚのとき、１λ＝（３×１
０8）／（３８．５×１０9）＝７．７９２ｍｍ スロット回路のポリエステル材料の性質： 誘電定数εr＝３．３ このため、 λ＝３６０（√εr） ７．７９２＝３６０（√３．３） １ｍｍ＝３６０（１．８１６６）／（７．７９２） ＝８３．９２９° 例えば、位相エラーは約１７°であると決定されるなら
ば（シミュレータにより）、エラーのあるスロットをず
らすのに必要な距離は、約１７／８３．９２９＝０．２
ｍｍ等である。勿論、この結果は、その他の周波数の場
合には相違するであろう。
０8）／（３８．５×１０9）＝７．７９２ｍｍ スロット回路のポリエステル材料の性質： 誘電定数εr＝３．３ このため、 λ＝３６０（√εr） ７．７９２＝３６０（√３．３） １ｍｍ＝３６０（１．８１６６）／（７．７９２） ＝８３．９２９° 例えば、位相エラーは約１７°であると決定されるなら
ば（シミュレータにより）、エラーのあるスロットをず
らすのに必要な距離は、約１７／８３．９２９＝０．２
ｍｍ等である。勿論、この結果は、その他の周波数の場
合には相違するであろう。
【００２８】アンテナの振幅及び位相の応答性を制御す
べく一定の開口／導波管内のスロットを変化させること
の利点は、検査（例えば、ダイポールにて各開口を検査
する）及び放射パターンの測定の双方を通じて本明細書
にて実証することができる。供給回路中の振幅及び位相
が極めて不良であることは既知である、１つの列の放射
パターンを示すことにより、改変したスロットの設計に
てパターンが改良されることを実証した。振幅及び位相
のエラーが可能な限り最小であるように、その列を補償
したとき、パターンは著しく改良された。この技術は、
その列の全体に亙って振幅及び位相の分配状態を制御す
る極めて簡単な方法を提供する。
べく一定の開口／導波管内のスロットを変化させること
の利点は、検査（例えば、ダイポールにて各開口を検査
する）及び放射パターンの測定の双方を通じて本明細書
にて実証することができる。供給回路中の振幅及び位相
が極めて不良であることは既知である、１つの列の放射
パターンを示すことにより、改変したスロットの設計に
てパターンが改良されることを実証した。振幅及び位相
のエラーが可能な限り最小であるように、その列を補償
したとき、パターンは著しく改良された。この技術は、
その列の全体に亙って振幅及び位相の分配状態を制御す
る極めて簡単な方法を提供する。
【００２９】本発明の特別な実施の形態及び適用例に関
して図示し且つ説明したが、本発明は、本明細書に開示
した正確な構造及び構成に限定されるものではなく、特
許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱
せずに、上記の説明の色々な改変例、変更及び変形例が
明らかであることを理解すべきである。
して図示し且つ説明したが、本発明は、本明細書に開示
した正確な構造及び構成に限定されるものではなく、特
許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱
せずに、上記の説明の色々な改変例、変更及び変形例が
明らかであることを理解すべきである。
【図１】平面状アンテナ列の分解図である。
【図２】本発明による改変したスロットの設計を示す図
である。
である。
【図３】１６×１６の原型列の放射パターンのプロット
図である。
図である。
【図４】特定のスロットをその振幅及び位相の不均衡に
従ってずらした、図３の１６×１６列に対する放射パタ
ーンのプロット図である。
従ってずらした、図３の１６×１６列に対する放射パタ
ーンのプロット図である。
【図５】本発明によるずらしたスロットの設計を使用す
る１６×１６列に対するクロス偏波の識別パターンのプ
ロット図である。
る１６×１６列に対するクロス偏波の識別パターンのプ
ロット図である。
【図６】その列の開口／導波管番号２５０乃至２５６か
らの位相の変化を示すプロット図である。
らの位相の変化を示すプロット図である。
【図７】その列の開口／導波管番号１７０乃至１７６か
らの位相の変化を示すプロット図である。
らの位相の変化を示すプロット図である。
【図８】その列の開口番号１５１に対する周波数帯域に
亙る振幅の応答性の測定値のプロット図である。
亙る振幅の応答性の測定値のプロット図である。
【図９】本発明に従って補償された１６×１６列に対す
る放射パターンのプロット図である。
る放射パターンのプロット図である。
１０ アンテナ列 １２ 接地面 １４ 接地面の側部 １６ マイクロ波
曲げ材料 １８ 供給・放射（パッチ）回路網 ２０ 発泡層 ２２ スロット層 ２４ 開口／導波
管プレート又は層 ２６ ラドームカバー ３０、３２、３
４、３６、３８ 開口 ４０ 供給回路網の一部分 ４２、４４、４
６、４８ 放射パッチ ５２、５４、５６、５８ スロット
曲げ材料 １８ 供給・放射（パッチ）回路網 ２０ 発泡層 ２２ スロット層 ２４ 開口／導波
管プレート又は層 ２６ ラドームカバー ３０、３２、３
４、３６、３８ 開口 ４０ 供給回路網の一部分 ４２、４４、４
６、４８ 放射パッチ ５２、５４、５６、５８ スロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J045 AA01 AA21 AB06 DA06 DA09 EA08 FA02 GA02 HA03 MA07 NA01 5J046 AA04 AA12 AB08 AB13 QA02
Claims (21)
- 【請求項１】 固定通信用の平面状アンテナにおいて、 平面状導電性面を有する導電性背面と、 前記背面に対して平行で且つ該背面から上方に隔てられ
た全体として平面状の供給・放射回路網と、 前記供給・放射回路網の層に対して平行で且つ該供給・
放射回路網の層に隣接する全体として平面状のスロット
層と、 前記スロット層に対して平行で且つ該スロット層に隣接
し、前記スロット層に接着された平面状開口層とを備え
る、平面状アンテナ。 - 【請求項２】 請求項１のアンテナにおいて、前記供給
・放射回路網層が一列に配置された複数の放射要素を有
し、前記開口層が、一列に配置され且つ前記放射要素の
相応する１つとそれぞれ整合された複数の開口を有し、
前記スロット層が、前記放射要素の相応する１つ及び前
記開口の相応する１つとそれぞれ整合された複数のスロ
ットを有し、少なくとも振幅及びパターンのエラーを補
償し得るような、前記放射要素に対する前記スロットの
形態及び配置とされる、アンテナ。 - 【請求項３】 請求項２のアンテナにおいて、スロット
の寸法、スロットの形状及び前記放射要素に対する前記
スロットの１つ又は２つ以上のスロットの寸法の位置の
少なくとも１つを選ぶことにより、振幅及び位相のエラ
ーを補償し得るような、前記スロットの形態及び配置と
される、アンテナ。 - 【請求項４】 請求項１のアンテナにおいて、前記背面
と前記供給・放射回路網の層との間に介在させた空気誘
電層を更に備える、アンテナ。 - 【請求項５】 請求項１のアンテナにおいて、前記開口
層、前記スロット層、前記供給・放射回路網層の上方に
位置するラドームを更に備える、アンテナ。 - 【請求項６】 請求項４のアンテナにおいて、前記開口
層、前記スロット層、前記供給・放射回路網層の上方に
位置するラドームを更に備える、アンテナ。 - 【請求項７】 固定通信用の平面状アンテナにおいて、 平面状導電性面を有する導電性背面と、 前記背面に対して平行で且つ該背面から上方に隔てられ
た全体として平面状の供給・放射回路網と、 前記供給・放射回路網の層に対して平行で且つ該供給・
放射回路網の層に隣接する全体として平面状のスロット
レベルとを備え、 前記開口層が、一列に配置され且つ前記放射要素の相応
する１つとそれぞれ整合された複数の開口を有し、前記
スロット層が、前記放射要素の相応する１つ及び前記開
口の相応する１つとそれぞれ整合された複数のスロット
を有し、少なくとも振幅及びパターンのエラーを補償し
得るような、前記放射要素に対する前記スロットの形態
及び配置とされる、アンテナ。 - 【請求項８】 請求項７のアンテナにおいて、スロット
の寸法、スロットの形状及び前記放射要素に対する前記
スロットの１つ又は２つ以上のスロットの寸法の位置の
少なくとも１つを選ぶことにより、振幅及び位相のエラ
ーを補償し得るような、前記スロットの形態及び配置と
される、アンテナ。 - 【請求項９】 請求項７のアンテナにおいて、前記背面
と前記供給・放射回路網の層との間に介在させた空気誘
電層を更に備える、アンテナ。 - 【請求項１０】 請求項７のアンテナにおいて、前記開
口層、前記スロット層および前記供給・放射回路網層の
上方に位置するラドームを更に備える、アンテナ。 - 【請求項１１】 請求項１０のアンテナにおいて、前記
開口層、前記スロット層、前記供給・放射回路網層の上
方に位置するラドームを更に備える、アンテナ - 【請求項１２】 固定通信用放射列であって、平面状導
電性面を有する導電性背面と、前記背面に対して平行で
且つ該背面から上方に隔てられた全体として平面状の供
給・放射回路網と、前記供給・放射回路網の層内に平行
に且つ該供給・放射回路網の層に隣接する全体として平
面状のスロットレベルと、前記スロット層に対して平行
で且つ該スロット層に隣接する平面状開口層とを備え
る、前記放射列の製造方法において、前記開口層を前記
スロット層に接着することを備える製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１２の方法において、前記供給
・放射回路網層が一列に配置された複数の放射要素を有
し、前記開口層が、一列に配置され且つ前記放射要素の
相応する１つとそれぞれ整合された複数の開口を有し、
前記スロット層が、前記放射要素の相応する１つ及び前
記開口の相応する１つとそれぞれ整合された複数のスロ
ットを有し、 前記補償することが、少なくとも振幅及びパターンのエ
ラーを補償し得るような、前記放射要素に対する前記ス
ロットの形態及び配置とすることを更に含む、方法。 - 【請求項１４】 請求項１３のアンテナにおいて、前記
スロットの形態及び配置とすることが、スロットの寸
法、スロットの形状及び前記放射要素に対する前記スロ
ットの１つ又は２つ以上のスロットの寸法の位置の少な
くとも１つを選ぶことを含む、アンテナ。 - 【請求項１５】 請求項１２のアンテナにおいて、前記
背面と前記供給・放射回路網の層との間に空気誘電層を
介在させることを更に備える、アンテナ。 - 【請求項１６】 請求項１２のアンテナにおいて、前記
開口層、前記スロット層、前記供給・放射回路網層の上
方に位置するラドームを提供することを更に備える、ア
ンテナ。 - 【請求項１７】 請求項１５のアンテナにおいて、前記
背面に結合されかつ前記開口層、前記スロット層、前記
供給・放射回路網層の上方に位置するラドームを更に備
える、アンテナ。 - 【請求項１８】 固定通信用放射列であって、平面状導
電性面を有する導電性背面と、前記背面に対して平行で
且つ該背面から上方に隔てられた全体として平面状の供
給・放射回路網と、前記供給・放射回路網の層内に平行
に且つ該供給・放射回路網の層に隣接する全体として平
面状のスロットレベルと、前記スロット層に対して平行
で且つ該スロット層に隣接する平面状開口層とを備え、
前記供給・放射回路網層が一列に配置された複数の放射
要素を有し、前記開口層が、一列に配置され且つ前記放
射要素の相応する１つとそれぞれ整合された複数の開口
を有し、前記スロット層が、前記放射要素の相応する１
つ及び前記開口の相応する１つとそれぞれ整合された複
数のスロットを有する前記放射列の製造方法において、
少なくとも振幅及びパターンのエラーを補償し得るよう
な、前記放射要素に対する前記スロットを更に備える、
方法。 - 【請求項１９】 請求項１８のアンテナにおいて、前記
スロットの形態及び配置とすることが、スロットの寸
法、スロットの形状及び前記放射要素に対する前記スロ
ットの１つ又は２つ以上のスロットの寸法の位置の少な
くとも１つを選ぶことを含む、アンテナ。 - 【請求項２０】 請求項１８のアンテナにおいて、前記
背面と前記供給・放射回路網の層との間に空気誘電層を
介在させることを更に備える、アンテナ。 - 【請求項２１】 請求項１８のアンテナにおいて、前記
開口層、前記スロット層、前記供給・放射回路網層の上
方に位置するラドームを提供することを更に備える、ア
ンテナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/688,521 US6411258B1 (en) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | Planar antenna array for point-to-point communications |
| US09/688521 | 2000-10-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002151942A true JP2002151942A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=24764748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001268263A Pending JP2002151942A (ja) | 2000-10-16 | 2001-09-05 | 固定通信用の平面状アンテナ及びそのアンテナのエラーを補償する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6411258B1 (ja) |
| EP (1) | EP1199772B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002151942A (ja) |
| DE (1) | DE60109248T2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10028937A1 (de) * | 2000-06-16 | 2002-01-17 | Comet Vertriebsgmbh | Planarantenne mit Hohlleiteranordnung |
| US6947003B2 (en) * | 2002-06-06 | 2005-09-20 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Slot array antenna |
| US6885343B2 (en) * | 2002-09-26 | 2005-04-26 | Andrew Corporation | Stripline parallel-series-fed proximity-coupled cavity backed patch antenna array |
| US6731245B1 (en) * | 2002-10-11 | 2004-05-04 | Raytheon Company | Compact conformal patch antenna |
| FR2864020B1 (fr) * | 2003-12-19 | 2006-02-10 | Airbus France | Nez d'avion avec bouclier |
| DE102004039743A1 (de) | 2004-08-17 | 2006-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Antennenstruktur mit Patch-Elementen |
| US20090213013A1 (en) * | 2008-02-25 | 2009-08-27 | Bjorn Lindmark | Antenna feeding arrangement |
| US20100141532A1 (en) * | 2008-02-25 | 2010-06-10 | Jesper Uddin | Antenna feeding arrangement |
| US8836601B2 (en) | 2013-02-04 | 2014-09-16 | Ubiquiti Networks, Inc. | Dual receiver/transmitter radio devices with choke |
| US9496620B2 (en) | 2013-02-04 | 2016-11-15 | Ubiquiti Networks, Inc. | Radio system for long-range high-speed wireless communication |
| US8368601B2 (en) * | 2009-08-05 | 2013-02-05 | Intel Corporation | Multiprotocol antenna structure and method for synthesizing a multiprotocol antenna pattern |
| US8184064B2 (en) * | 2009-09-16 | 2012-05-22 | Ubiquiti Networks | Antenna system and method |
| DE102009055344A1 (de) * | 2009-12-29 | 2011-06-30 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Antenne |
| JP5616103B2 (ja) * | 2010-04-09 | 2014-10-29 | 古野電気株式会社 | アンテナ装置およびレーダ装置 |
| CN102354797A (zh) * | 2011-06-21 | 2012-02-15 | 零八一电子集团有限公司 | 新型宽频带微带贴片天线阵列 |
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