JP2003060426A - スタックアンテナ構造 - Google Patents
スタックアンテナ構造Info
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Abstract
型アンテナとを、最適な取付け位置(1箇所)に取付け
る様にする。 【解決手段】 導波管型アンテナ10の上面部分にブレ
ードアンテナ20を取付けたスタック構造とし、これ等
2種のアンテナの給電部分30を2重同軸構造とするこ
とで、両アンテナの給電位置を一箇所とする。また、導
波管型アンテナ10の中心導体dの導波管11への挿入
長を、ネジ構造とすることで変化自在として、インピー
ダンス整合を図っている。
Description
に導波管型アンテナとブレードアンテナとを複合してロ
ケット搭載用に好適としたスタックアンテナ構造に関す
るものである。
電波リンクの状態が良い、ロケット周囲の位置に取り付
けられるが、ロケットの大型化に伴ってカバレッジが狭
くなったことにより、アンテナの最適取付け位置の範囲
も狭くなっている。
メータ系(主にSバンドを使用)と追尾系(主にCバン
ドを使用)との2種類のアンテナは、ロケットの通信相
手である地上局とこれ等2種のアンテナとの関係が、ロ
ケットからみた場合には同一方向となるために、基本テ
レメータ系搭載用ブレードアンテナと、追尾系搭載用導
波管型アンテナとの最適な取付け位置は同一となる。し
かしながら、ブレードアンテナと導波管型アンテナとを
同一の位置に取付けることは困難であり、よって両アン
テナ同士を隣り合わせた位置に配置せざるを得ないのが
現状である。
ド)の構造を示し、図9に同じく従来の導波管アンテナ
(Cバンド)の構造を示している。図8を参照すると、
101はブレードアンテナの取付け台であり、102は
ブレードアンテナの放射素子であり、103はその中心
導体であり、104はブレードアンテナの給電部を示し
ている。図9を参照すると、201は導波管であり、2
02は中心導体であり、203はその給電部を示してい
る。これら図8、図9に示した個別の2種のアンテナ
を、ロケット周囲の隣接位置に取付けているのである。
ナをロケットに取付ける場合には、上述した様に、最適
な取付け位置が一箇所しかないにもかかわらず、この一
箇所に2種のアンテナを取付けることができないので、
ブレードアンテナと導波管アンテナとを隣り合わせに配
置せざるを得ないという問題がある。
は、2種のアンテナ素子4,5をスタック構造として、
これ等2種のアンテナの給電部を同軸構造とした技術が
開示されている。図10はこの公報に開示のアンテナの
断面構造を示す図である。
して二重同軸線を設け、その中心導体1を複数送受アン
テナにおける上段のアンテナ素子4、例えば導体円板か
らなるコンデンサアンテナの中心点に接続するととも
に、外側導体2を下段のアンテナ素子5、例えば、同じ
く導体円板からなるコンデンサアンテナの中心部分に同
軸に接続する。
えば、中心導体1を送信機の出力に接続し、外側導体2
を受信機の入力に接続すれば、送信と受信とに別個のア
ンテナ素子を用い得ることになる。このとき、送信波と
受信波との分離手段を設ける必要がある。そのために、
接地導体層中を経由して二重同軸線の側方から導いた他
の同軸線の中心導体6を二重同軸線の外側導体2に接続
するとともに、その接続点から二重同軸線上をアンテナ
とは逆方向に、外側導体2を介して下段のアンテナ素子
5により受信する信号波の1/4波長だけ距った点で、
外側導体2を外観導体3に短絡する。
は、その短絡点で反射して接続点に逆位相で戻って相殺
され、その結果、下段のアンテナ素子5から外側導体2
を伝搬する受信信号波は、接続点からは他の同軸線の中
心導体6を伝搬することになり、送受信の両波は相互に
分離され、中心導体1および6にそれぞれ接続した整合
素子および送受分離フィルタを順次に介して送信機およ
び受信機にそれぞれ独立に達することになる。
の給電部入力を示し、はアンテナ素子5の給電部入力
を示している。
テナの給電部を同軸構造として同一箇所に取付ける技術
では、アンテナのインピーダンス整合を図るために調整
を行うことが必要にもかかわらず、このインピーダンス
整合機能をなすための配慮がなされておらず、よってア
ンテナのインピーダンス調整ができないことになる。2
種のアンテナの給電部を同軸構造として、同一箇所で2
種のアンテナを設置できるようにしても、インピーダン
ス整合ができないために、最適な電波状態が得られない
という問題がある。
所に取付けることができると共に、インピーダンス整合
をも可能としたスタックアンテナ構造を提供することで
ある。
型アンテナと、この導波管型アンテナの上面に取付けら
れたブレードアンテナと、これ等両アンテナへの給電の
ために、前記ブレードアンテナの中心導体を前記導波管
型アンテナの中心導体で囲む同軸構造の給電部と、前記
導波管型アンテナの導波管への前記中心導体の挿入長を
変化自在とする挿入長可変機構とを含むことを特徴とす
るスタックアンテナ構造が得られる。
構造の外周部をネジ構造としてこのネジ構造により前記
挿入長を調整してインピーダンス整合を図るようにした
ことを特徴としており、また前記導波管型アンテナの導
波管の閉塞面から前記給電部の位置までの距離Lは、前
記導波管型アンテナ及びブレードアンテナの各波長をλ
1 及びλ2 としたとき、 L=(2m+1)λ1 /4=nλ2 /2 (n,mは自然数) なる関係に設定されていることを特徴としている。
が、前記挿入長可変機構によって移動するのに対応し
て、この中心導体と前記ブレードアンテナの放射素子と
の接触を維持するためのコネクタジャック機構を有する
ことを特徴としている。
の上面部分にブレードアンテナを取付けたスタック構造
とし、これ等2種のアンテナの給電部を2重同軸構造と
することにより、両アンテナの給電位置を一箇所とする
ことを可能とすると共に、導波管型アンテナの中心導体
の挿入長(導波管部への)を、ネジ構造とすることで変
化自在に構成し、インピーダンス整合を図り得る様にし
ている。
図面を用いて説明する。図1は本発明の実施例の外観を
示す図であり、上面図、側面図、背面図である。図1に
示す如く、導波管型アンテナ10の上部にブレードアン
テナ20をスタックさせた構造であり、導波管型アンテ
ナ10の導波管11の上面と、ブレードアンテナ20の
取付け台座とを共通化している。また、図2にその断面
構造を示す如く、両アンテナの給電部分を同軸構造30
としている。
体cを、導波管アンテナ10の中心導体dで囲む構造で
あり、両中心導体cとdとの間には、ハッチングで示す
誘電体(絶縁体)が設けられている。なお、全ての図に
おいてハッチングは誘電体を示すものとする。また、図
1,2において、bは導波管型アンテナ10の給電部入
力を示し、aはブレードアンテナ20の給電部入力を示
している。
ある。中心導体dはその外周部分をネジ構造eとし、こ
のネジ構造の中心導体dを矢印Aの如く回転させること
により、同軸構造30全体が矢印Bの如く上下動するこ
とになる。従って、中心導体dの導波管11に対する挿
入長が可変され、インピーダンス整合機能が達成できる
ことになる。
挿入長を変化させると、上段のブレードアンテナにおけ
る中心導体cの挿入長も変化する。この中心導体cの挿
入長の変化に対応するために、図4に示す如く、ブレー
ドアンテナ側の放射素子sにおいて、中心導体cが上下
動(矢印B)に対応可能な孔部を設けておき、この孔部
内に、コネクタジャック(ブラシ)fを取付ける。この
コネクタジャックfに中心導体cが挿入され、その状態
で上下動することで、中心導体cがコネクタジャックf
に擢動しつつ接触して、放熱素子sとの電気的接続が可
能になる様になっている。
導体cの挿入長変化に対応することができる。なお、ブ
レードアンテナの中心導体cの挿入長は、ブレードアン
テナの電気的特性に対して影響しないものである。
整合機能を示す図である。インピーダンス整合用に、放
射素子s内の放射面の長さ(λ2 /4)を調整するショ
ート部材(短絡部材)iを設け、このショート部材iの
位置(すなわち、短絡位置)gを調整することで、イン
ピーダンス整合を図る様になっている。このショート部
材iの位置調整のためには、ショート部材iを矢印Dの
方向に移動させるためのネジ構造hを設け、このネジ構
造hを矢印Eの様に回転させることで、調整が可能とな
る。
を介してネジ構造hと接続されているので、ショート部
材iはネジ構造hの回転によっては回転しない様になっ
ている。また、ショート部材iは矢印D方向にスライド
するので、導電性の弾性ブラシkを用いてショートを確
実としている。
説明するための図である。2種のアンテナの周波数f1
(導波管型アンテナ)とf2 (ブレードアンテナ)の給
電部の、導波管11の閉塞面からの距離Lは、次式の関
係に選定される。すなわち、導波管型アンテナの導波管
内の信号波長をλ1 、ブレードアンテナの導波管内の信
号波長をλ2とした場合、m,nを自然数とすると、 L=(2m+1)λ1 /4=nλ2 /2 なる関係式で決定される。
両信号の分布は、実線λ1 と破線λ2とで示す如くなっ
て、導波管型アンテナへの給電信号は中心導体dの位置
で最大振幅となり、逆にブレードアンテナの信号は最小
振幅となって、周波数f1 の信号は導波管型アンテナへ
の給電はなされるが、周波数f2 の信号は給電されない
のである。
整合機構の他の例を示す断面図である。中心導体dのネ
ジ構造eと誘電体のネジ構造lとにより、中心導体dの
導波管11への挿入長を変化させるようにしたものであ
る。下段の導波管アンテナの給電部入力bの端部の中心
導体mと、中心導体dのネジ部分eとが常に接する機能
を持つようになっている。中心導体mとnとの間に、ス
プリングoを設け、このスプリングのバネ力により導体
mが、中心導体dのネジ部分eと点pで接する構造であ
る。
pに中心導体mが押し付けられて中心導体dの挿入長の
変化ができなくなるのを防ぐために、中心導体mには、
段差qが設けられている。また、中心導体nが給電部入
力bの端部から飛び出すことがないように、接着剤rで
固定するようになっている。
管型アンテナとブレードアンテナとをスタックさせて給
電部分を同軸構造とすることにより、両アンテナの給電
位置を一箇所とすることができるので、ロケットに搭載
する場合、導波管型アンテナとブレードアンテナとを同
一の最適な取付け位相箇所に取付けることが可能になる
という効果がある。また、給電部の同軸構造に、上下動
可能として中心導体の挿入長を可変調整するようにした
ので、インピーダンス整合も容易となるという効果があ
る。
を示す断面図である。
ンピーダンス整合機構の断面図である。
心導体の挿入長変化に対応する機構の断面図である。
ンピーダンス整合機構の例を示す図である。
電位置関係を説明する図である
ンピーダンス整合機構の他の例を示す図である。
ある。
例を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 導波管型アンテナと、この導波管型アン
テナの上面に取付けられたブレードアンテナと、これ等
両アンテナへの給電のために、前記ブレードアンテナの
中心導体を前記導波管型アンテナの中心導体で囲む同軸
構造の給電部と、前記導波管型アンテナの導波管への前
記中心導体の挿入長を変化自在とする挿入長可変機構と
を含むことを特徴とするスタックアンテナ構造。 - 【請求項2】 前記挿入長可変機構は、前記同軸構造の
外周部をネジ構造としてこのネジ構造により前記挿入長
を調整してインピーダンス整合を図るようにしたことを
特徴とする請求項1に記載のスタックアンテナ構造。 - 【請求項3】 前記導波管型アンテナの導波管の閉塞面
から前記給電部の位置までの距離Lは、前記導波管型ア
ンテナ及びブレードアンテナの各信号波長をλ1 及びλ
2 としたとき、 L=(2m+1)λ1 /4=nλ2 /2 (n,mは自然数) なる関係に設定されていることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載のスタックアンテナ構造。 - 【請求項4】 前記ブレードアンテナの中心導体が、前
記挿入長可変機構によって移動するのに対応して、この
中心導体と前記ブレードアンテナの放射素子との接触を
維持するためのコネクタジャック機構を有することを特
徴とする請求項1〜3いずれかに記載のスタックアンテ
ナ構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001246858A JP4535651B2 (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | スタックアンテナ構造 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003060426A true JP2003060426A (ja) | 2003-02-28 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11043750B2 (en) | 2019-01-18 | 2021-06-22 | Japan Aerospace Exploration Agency | Antenna |
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-
2001
- 2001-08-16 JP JP2001246858A patent/JP4535651B2/ja not_active Expired - Fee Related
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