JP2003158423A - アレーアンテナ装置 - Google Patents

アレーアンテナ装置

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JP2003158423A
JP2003158423A JP2001355693A JP2001355693A JP2003158423A JP 2003158423 A JP2003158423 A JP 2003158423A JP 2001355693 A JP2001355693 A JP 2001355693A JP 2001355693 A JP2001355693 A JP 2001355693A JP 2003158423 A JP2003158423 A JP 2003158423A
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JP
Japan
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radiation
array antenna
slot
waveguide
array
Prior art date
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JP2001355693A
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English (en)
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Tatsuhiko Suzuki
龍彦 鈴木
Masato Sato
正人 佐藤
Tsutomu Endo
勉 遠藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の占有面積を拡張することなく直交2偏
波での使用を可能にする。 【解決手段】 従来と同様の導波管スロットアレーアン
テナの放射面上に誘電体板6を取り付け、この誘電体板
6の上にコムラインアレー7を形成する。コムラインア
レー7は、コムラインアレーの入力端10から入力され
るRF信号を伝播する給電マイクロストリップ線路8
と、給電マイクロストリップ線路8に接続され、導波管
スロットアレーアンテナの放射スロット2の長手方向と
平行になるように配設された複数の放射マイクロストリ
ップスタブ線路9とで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信、レーダ等に用
いるアレーアンテナ装置、特に直交する直線偏波を放射
するアレーアンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、例えばMICROWAVE JOURNAL・JUL
Y1985掲載のmm-WaveAntenna、IEEE TRANSACTIONS ON MI
CROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,VOL.42,NO.12,DECEMBE
R 1994掲載のAccurate Characterization of Coupling
Junctions in Waveguide-Fed Planar Slot Arrays等に
示された従来の導波管スロットを用いたアレーアンテナ
装置の構成図であり、図3(a)は上面図、図3(b)
は側面図である。図3には、放射導波管1、放射導波管
1に形成された放射スロット2、複数の放射導波管1に
接するように配置される給電導波管3、各放射導波管1
と給電導波管3の接する面に形成された給電スロット
4、給電導波管3に無線周波数(RF)信号を入力する
給電導波管入力端5が示されており、これらの構成要素
によってアレーアンテナ装置が形成されている。図3に
示したアレーアンテナ装置は、4つの給電導波管3にそ
れぞれ複数の放射導波管1が接続されている。また、同
じ導波管内の放射スロット2と給電スロット4の配列間
隔は、伝播波長換算で半波長であり、かつ隣り合うスロ
ットは位相が180度反転する配置になっている。
【0003】次に従来のアレーアンテナ装置における動
作について説明する。
【0004】外部から給電導波管入力端5に入力された
RF信号は給電導波管3を伝播し、給電スロット4を介
して複数の放射導波管1内に分配され放射導波管1を伝
播する。その分配されたRF信号は、各放射導波管1の
放射スロット2から空間に放射される。同じ放射導波管
1内の隣り合う放射スロット2の間隔は伝播波長換算で
半波長なので伝播するRF信号の位相差が180度とな
るが、隣り合う放射スロット2は位相が180度反転す
るように配置されているので放射スロット2から放射さ
れるRF信号は同相となる。また、同じ給電導波管3内
の給電スロット4についても同様であり、ひとつの給電
導波管3により給電される全ての放射導波管1の放射ス
ロット2から放射されるRF信号は同相となる。外部か
ら4つの給電導波管3の給電導波管入力端5に等振幅等
位相のRF信号を入力することにより放射スロット2が
配置された面に垂直な方向で指向性の最大値を呈する直
線偏波の放射パターンが得られる。偏波方向は放射スロ
ット2の長手方向に直交する方向になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アレーアンテナ装置は以上のように構成されているの
で、単一の直線偏波でしか使用できないという課題があ
った。そのため、直交2偏波の電波を使用するには各偏
波用のアレーアンテナ装置をそれぞれ用意する必要があ
り、また、飛しょう体や移動体等に搭載する場合には、
アレーアンテナ装置の占有面積が大きくなりすぎて搭載
できないという問題も生じていた。
【0006】本発明は以上のような問題を解決するため
になされたものであり、その目的は、装置の占有面積を
拡張することなく直交2偏波で使用できるアレーアンテ
ナ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明に係るアレーアンテナ装置は、導波
管スロットアレーアンテナと、前記導波管スロットアレ
ーアンテナの放射面上に略並行に取付けられた誘電体板
と、前記誘電体板の上に形成されたコムラインアレーと
を有し、前記コムラインアレーは、前記コムラインアレ
ーの入力端から入力される無線周波数信号を伝播する給
電マイクロストリップ線路と、前記給電マイクロストリ
ップ線路に接続され、前記導波管スロットアレーアンテ
ナの放射スロットの長手方向と平行になるように配設さ
れた複数の放射マイクロストリップスタブ線路とを有す
るものである。
【0008】また、前記誘電体板は、前記導波管スロッ
トアレーアンテナの放射スロットと対向する部分を開口
することにより形成された放射窓を有するものである。
【0009】また、前記給電マイクロストリップ線路
は、前記導波管スロットアレーアンテナの放射スロット
の配設位置上を通過しないように配設されるものとす
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
好適な実施の形態について説明する。なお、従来例と同
じ構成要素には同じ符号を付ける。
【0011】実施の形態1.図1は、本発明に係るアレ
ーアンテナ装置の実施の形態1を示した図であり、図1
(a)は上面図、図1(b)は側面図である。図1に
は、放射導波管1、放射導波管1に形成された放射スロ
ット2、複数の放射導波管1に接するように配置される
給電導波管3、各放射導波管1と給電導波管3の接する
面に形成された給電スロット4、給電導波管3にRF信
号を入力する給電導波管入力端5が示されており、これ
らの構成要素によって従来に相当するアレーアンテナ装
置が形成される。本実施の形態においては、更に誘電体
板6及び誘電体板6の上に形成されたコムラインアレー
7が配設されている。誘電体板6は、放射導波管1が連
結されて構成される導波管スロットアレーアンテナの放
射面上全体を覆うようにして略並行に取付けられてい
る。コムラインアレー7は、給電マイクロストリップ線
路8と放射マイクロストリップスタブ線路9とで構成さ
れており、また、コムラインアレー7にRF信号を入力
するためのコムラインアレー入力端10が設けられてい
る。給電マイクロストリップ線路8は、コムラインアレ
ー入力端10から入力されるRF信号を伝播する。給電
マイクロストリップ線路8は、導波管スロットアレーア
ンテナの各放射スロット2の間を縫うように、すなわち
各放射スロット2の配設位置上を通過しないように配設
される。複数設けられている放射マイクロストリップス
タブ線路9それぞれは、給電マイクロストリップ線路8
に向きが交互に変わるように接続され、導波管スロット
アレーアンテナの放射スロット2の長手方向と平行にな
るように配設され、放射マイクロストリップスタブ線路
9が二つの放射スロット2の中間に位置し、かつ隣り合
う放射マイクロストリップスタブ線路9の間隔が給電マ
イクロストリップ線路8の伝播波長換算で半波長となる
特性を持つ誘電体板6上に構成されている。図1に示し
たアレーアンテナ装置では、放射スロット2の配置、導
波管スロットアレーアンテナの形状に合わせて4本の給
電マイクロストリップ線路8が配線されているが、これ
に限定されるものではなく、後述する効果を効率的に発
揮できるように配線すればよい。
【0012】次に、本実施の形態におけるアレーアンテ
ナ装置の動作について説明する。
【0013】外部からコムラインアレー入力端10に入
力されたRF信号は、給電マイクロストリップ線路8を
伝播し、放射マイクロストリップスタブ線路9から空間
に放射される。隣り合う放射マイクロストリップスタブ
線路9の間隔は伝播波長換算で半波長なので伝播するR
F信号の位相差が180度となるが、放射マイクロスト
リップスタブ線路9は位相が180度反転するように交
互に逆向きに配置されているため放射マイクロストリッ
プスタブ線路9から放射されるRF信号は同相となる。
外部から4つのコムラインアレー7のコムラインアレー
入力端10に等振幅等位相のRF信号を入力することに
よりコムラインアレー7の配設面に垂直な方向で指向性
の最大値を呈する直線偏波の放射パターンが得られる。
偏波方向は、放射マイクロストリップスタブ線路9の長
手方向に一致する。一方、放射スロット2から電波を放
射する導波管スロットアレーアンテナの動作は従来のア
レーアンテナ装置と同様である。コムラインアレー7
は、放射スロット2を縫うように配置されているので放
射スロット2とコムラインアレー7の相互干渉が少な
い。また、放射マイクロストリップスタブ線路9は、放
射スロット2の長手方向と平行になるように配置されて
いるので、放射スロット2から放射されるRF信号と放
射マイクロストリップスタブ線路9から放射されるRF
信号の偏波方向は直交する。
【0014】本実施の形態によれば、以上のように従来
のアレーアンテナ装置である導波管スロットアレーアン
テナの放射スロット2との対向面に、放射スロット2の
長手方向と平行になるように放射マイクロストリップス
タブ線路を配設したので、それぞれ異なる直交した直線
偏波のRF信号を放射することができる。これにより、
本実施の形態におけるアレーアンテナ装置を直交2偏波
で使用することができる。また、導波管スロットアレー
アンテナの放射面上にコムラインアレー7を形成した誘
電体板6を取りつける構造としたので、アレーアンテナ
装置としての占有面積を拡張しない。
【0015】実施の形態2.図2は、本発明に係るアレ
ーアンテナ装置の実施の形態2を示した図であり、図2
(a)は上面図、図2(b)は側面図である。なお、実
施の形態1と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を
省略する。本実施の形態では、実施の形態1に示した誘
電体板6の導波管スロットアレーアンテナの放射スロッ
ト2と対向する部分を開口することにより放射窓11を
形成したことを特徴としている。
【0016】本実施の形態における動作は、実施の形態
1と同じであるが、誘電体板6の誘電体が無い放射窓1
1を通して放射スロット2からRF信号が放射されるの
で、誘電体板6を設けたとしても誘電体板6の影響を受
けることはない。すなわち、従来例と同様の放射スロッ
ト2の放射特性を維持することができ、実施の形態1に
対しては、放射スロット2の放射特性を向上させること
ができる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、従来のアレーアンテナ
装置である導波管スロットアレーの放射スロット配置面
にコムラインアレーを形成した誘電体板を取りつける構
成にすることでそれぞれ異なる直交した直線偏波のRF
信号を放射でき、直交2偏波で使用することができる。
また、導波管スロットアレーアンテナと同一面内にコム
ラインアレーを配置しているため、機器に搭載する場合
に占有面積が大きくなることはない。
【0018】また、導波管スロットアレーの放射スロッ
トが位置する部分に放射窓を形成するようにしたので、
放射スロットの放射特性を維持することができる。
【0019】また、給電マイクロストリップ線路を導波
管スロットアレーアンテナの放射スロットの配設位置上
を通過しないように配設したので、放射スロットとコム
ラインアレーの相互干渉を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るアレーアンテナ装置の実施の形
態1を示した図である。
【図2】 本発明に係るアレーアンテナ装置の実施の形
態2を示した図である。
【図3】 従来のアレーアンテナ装置を示した構成図で
ある。
【符号の説明】
1 放射導波管、2 放射スロット、3 給電導波管、
4 給電スロット、5給電導波管入力端、6 誘電体
板、7 コムラインアレー、8 給電マイクロストリッ
プ線路、9 放射マイクロストリップスタブ線路、10
コムラインアレー入力端、11 放射窓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 勉 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5J021 AA02 AA09 AA11 AA13 AB05 AB06 CA02 CA03 FA32 FA33 HA04 JA05 JA07 5J045 AA12 AB05 BA01 BA02 CA01 DA04 DA09 FA02 GA03 HA01 HA03 JA12 NA07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導波管スロットアレーアンテナと、 前記導波管スロットアレーアンテナの放射面上に略並行
    に取付けられた誘電体板と、 前記誘電体板の上に形成されたコムラインアレーと、 を有し、 前記コムラインアレーは、 前記コムラインアレーの入力端から入力される無線周波
    数信号を伝播する給電マイクロストリップ線路と、 前記給電マイクロストリップ線路に接続され、前記導波
    管スロットアレーアンテナの放射スロットの長手方向と
    平行になるように配設された複数の放射マイクロストリ
    ップスタブ線路と、 を有することを特徴とするアレーアンテナ装置。
  2. 【請求項2】 前記誘電体板は、前記導波管スロットア
    レーアンテナの放射スロットと対向する部分を開口する
    ことにより形成された放射窓を有することを特徴とする
    請求項1記載のアレーアンテナ装置。
  3. 【請求項3】 前記給電マイクロストリップ線路は、前
    記導波管スロットアレーアンテナの放射スロットの配設
    位置上を通過しないように配設されることを特徴とする
    請求項1又は2記載のアレーアンテナ装置。
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