JP2003174318A - アレイアンテナ - Google Patents

アレイアンテナ

Info

Publication number
JP2003174318A
JP2003174318A JP2001371568A JP2001371568A JP2003174318A JP 2003174318 A JP2003174318 A JP 2003174318A JP 2001371568 A JP2001371568 A JP 2001371568A JP 2001371568 A JP2001371568 A JP 2001371568A JP 2003174318 A JP2003174318 A JP 2003174318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array antenna
dielectric substrate
radiating elements
wiring
conductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001371568A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehiro Sugiyama
剛博 杉山
Morihiko Ikegaya
守彦 池ヶ谷
Hideki Sato
秀樹 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP2001371568A priority Critical patent/JP2003174318A/ja
Publication of JP2003174318A publication Critical patent/JP2003174318A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高効率・高利得で主放射方向が傾かないアレ
イアンテナを提供する。 【解決手段】 誘電体基板1とその誘電体基板1の下面
に形成された地導体層2と前記誘電体基板1の上面に形
成された配線層3とを有し、前記配線層3には複数の放
射素子31と複数の給電線路32とが設けられ、その放
射素子31が直線状に配列されかつ前記給電線路32に
よって直列に接続され、その放射素子列の両端の放射素
子31が前記給電線路33によって前記地導体層2に接
続され、いずれか1つの前記給電線路32に外部からの
電力が供給できるようになっている。全ての放射素子3
1が同位相で励振されるので、主放射方向が傾かない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の放射素子を
並べたアレイアンテナに係り、特に、高効率・高利得で
主放射方向が傾かないアレイアンテナに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】加入者無線通信、無線LAN、車載レー
ダ等に用いられるマイクロ波帯域用、ミリ波帯域用のア
ンテナには、比較的高いアンテナ利得が必要とされる。
そこで、これらのアンテナとして、ホーンアンテナや誘
電体レンズを用いたアンテナが用いられる。これらの立
体構造のアンテナは専有面積が大きい。これに対し、専
有面積が小さくなくてはならない場合は、平面形状のア
ンテナが用いられる。平面形状でアンテナ利得を大きく
するために、放射素子を複数個アレイ状に並べたアレイ
アンテナを用いる。
【0003】アレイアンテナでは、給電部から各放射素
子まで、アンテナ信号を分岐、伝送する伝送路が必要と
なる。このアンテナ信号の伝送路には、比較的作製が容
易なマイクロストリップラインを用いることが多い。た
だし、使用周波数が高くなったり、アレイ数を多くして
アンテナ利得を大きくしようとすると、マイクロストリ
ップ線路の伝送損失が大きくなり、たちまちアンテナ利
得が低下する。
【0004】アレイアンテナにおいて、より良い伝送特
性を得たい場合に、マイクロストリップ線路を使わない
で、金属導波管や誘電体導波路を用いることがある。ま
た、伝送線路の長さを短くしてやれば伝送損失は小さく
なるので、放射素子を何列かに分けて、図6のように直
列に接続して給電する方法がある。通常、アレイアンテ
ナの複数の放射素子に対しては図7のように並列に接続
するが、この並列に接続する方法にくらべれば、直列に
接続する方法は格段に配線距離が短くなり、アレイ数が
多ければ多いほど、配線距離を短くできる効果がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、次
の様な問題がある。
【0006】マイクロストリップ線路を使わないで、金
属導波管や誘電体導波路を用いる場合、導波管の切削
や、誘電体導波路の組み立てなど、製法が複雑となり低
コストで作製することが難しい。
【0007】放射素子を何列かに分けて直列接続して給
電する方法の場合、マイクロストリップ線路を伝播する
進行波によって、直列接続された放射素子が順次励振さ
れるため、各放射素子同士の位相ずれにより、主放射方
向がアンテナ開口面に垂直にならず、わずかに進行波の
進行方向に倒れる傾向がある(図2参照)。このため、
予めアンテナ開口面をわずかに傾けておく、即ち、アン
テナ本体をわずかに傾けておくなどの対策が必要とな
る。
【0008】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高効率・高利得で主放射方向が傾かないアレイアン
テナを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、誘電体基板とその誘電体基板の下面に形成
された地導体層と前記誘電体基板の上面に形成された配
線層とを有し、前記配線層には複数の放射素子と複数の
給電線路とが設けられ、その放射素子が直線状に配列さ
れかつ前記給電線路によって直列に接続され、その放射
素子列の両端の放射素子が前記給電線路によって前記地
導体層に接続され、いずれか1つの前記給電線路に外部
からの電力が供給できるようになっているものである。
【0010】前記放射素子列が複数列設けられることに
よって、前記放射素子が二次元的に配列されていてもよ
い。
【0011】前記配線層に前記放射素子列に直交した分
岐配線が設けられ、その分岐配線が各放射素子列の前記
給電線路に接続されかつ前記分岐配線の端部が前記地導
体層に接続されていてもよい。
【0012】前記給電線路と前記地導体層とを接続する
金属導体が前記誘電体基板の端部に設けられていてもよ
い。
【0013】前記配線層の外周部に枠状の導体パターン
が設けられ、この導体パターンと前記地導体層とに接続
するスルーホールが前記誘電体基板を貫通して形成され
ており、前記給電線路が前記枠状導体パターンに接続さ
れていてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて詳述する。
【0015】まず、第一の実施形態では、図1に示され
るように、本発明に係るアレイアンテナは、誘電体基板
1と、その誘電体基板1の下面に形成された地導体層2
と、誘電体基板1の上面に形成された配線層3とを有す
る。配線層3には、複数の放射素子31と複数の給電線
路32とが設けられている。複数個(図示例では6個)
の放射素子31が直線状に配列され、かつ、給電線路3
2によって直列に接続されている。その放射素子列の両
端の放射素子31が適当な長さの短絡用配線33(給電
線路32に含めて考えてもよい)を介して地導体層2に
短絡(接続)されている。給電線路32のひとつには、
外部回路と接続可能な給電部としてRFコネクタ34が
接続されている。このRFコネクタ34を通してアレイ
アンテナの外部から内部へ送受信用の信号を給電するこ
とができる。
【0016】このアレイアンテナの動作を説明する。
【0017】まず、給電部であるRFコネクタ34から
入力された電磁波は、RFコネクタ34に接続された給
電線路32を伝播する。この電磁波は、給電線路32か
ら放射素子31に、放射素子31から給電線路32にと
次々に伝播していき、両端の短絡用配線33に到達す
る。短絡用配線33は地導体層2に短絡されているの
で、ここまで伝播してきた電磁波は反射され、伝播して
きた伝送路を折り返すように逆方向に伝播する。逆方向
に伝播する反射波と給電部から給電される進行波とが合
成され、次第に定在波が形成される。このとき、予め定
在波の腹の位置が放射素子31の位置となるよう、給電
線路32及び短絡用配線33の長さを調整しておく。定
在波の腹の位置が放射素子31の位置であれば、全ての
放射素子31は同位相で振動することになり、放射され
る電磁波はアンテナ開口面に垂直な方向、即ち、誘電体
基板1に垂直な方向に放射される。
【0018】このように、図1のアレイアンテナは、全
ての放射素子31が同位相で励振されるので、電磁波
は、図2に示すように誘電体基板1に垂直な方向に放射
される。ここで、図2は、誘電体基板1に垂直な方向を
0°とし、放射角度に沿った利得を示したものである。
本発明のアレイアンテナによる特性曲線aを実線で示
し、従来のアレイアンテナによる特性曲線bを破線で示
した。
【0019】そして、このアレイアンテナは、放射素子
31を並列に接続した場合に比べて配線の全長が短いの
で、伝送損失が小さい。また、このアレイアンテナは、
製造方法が従来のマイクロストリップアンテナと同じな
ので、低コストで作製することができる。
【0020】次に第二の実施形態を説明する。
【0021】図3に示したアレイアンテナは、図1のア
レイアンテナと同様に、誘電体基板1と、その誘電体基
板1の下面に形成された地導体層2と、誘電体基板1の
上面に形成された配線層3とを有する。配線層3には、
図1のアレイアンテナと同様の給電線路32で直列に接
続されている直線状に並んだ放射素子31の列(放射素
子列)が複数列設置されている。各列ごとに、図1のア
レイアンテナと同様に短絡用配線33、RFコネクタ3
4が設置されている。
【0022】このアレイアンテナでは、放射素子列が複
数列設けられているので、図1のアレイアンテナに比べ
て高いアンテナ利得を得ることができる。また、各列の
RFコネクタ34に給電される信号の位相を制御するこ
とで、電磁波が放射される方向を列が並んでいる方向に
変化させることができる。
【0023】次に第三の実施形態を説明する。
【0024】図4に示したアレイアンテナは、図3のア
レイアンテナと同様に、誘電体基板1と、その誘電体基
板1の下面に形成された地導体層2と、誘電体基板1の
上面に形成された配線層3とを有し、配線層3には、図
3のアレイアンテナと同様に放射素子列が複数列設置さ
れている。そして、配線層3には、分岐配線35が設置
されている。分岐配線35は、放射素子列に対して直角
に向き、各放射素子列の給電線路32に直交して接続さ
れている。分岐配線35の両端36は地導体層2に短絡
(接続)されている。RFコネクタ34は、分岐配線3
5の両端36を除く分岐配線35の任意部分(図示例で
は給電線路32との交点)に設置されている。
【0025】このアレイアンテナの動作を説明する。
【0026】まず、給電部であるRFコネクタ34から
入力された電磁波は、RFコネクタ34に接続された分
岐配線35を伝播する。分岐配線35の両端36は地導
体層2に短絡接続されているので、分岐配線35の中に
は時間経過と共に定在波が形成される。このとき、予め
分岐配線35と給電線路32との接続部37の位置が定
在波の腹の位置となるよう給電線路32の間隔(放射素
子列間隔)、分岐配線35の長さを調整しておく。分岐
配線35と給電線路32との接続部37の位置が定在波
の腹の位置となれば、各放射素子列の給電線路32から
各放射素子31へと次々に電磁波が伝播していき、各放
射素子列にも定在波が励振される。この定在波の腹の位
置が放射素子31の位置であれば、全ての放射素子31
は同位相で振動することになり、放射される電磁波はア
ンテナ開口面に垂直な方向、即ち、誘電体基板1に垂直
な方向に放射される。
【0027】このアレイアンテナでは、RFコネクタ3
4が1箇所に設置されるだけである。即ち、図2のアレ
イアンテナに比べて給電部が少なくて済む。また、RF
コネクタ34が1箇所でありながら、図1のアレイアン
テナに比べて高いアンテナ利得を得ることができる。
【0028】次に第四の実施形態を説明する。
【0029】図5に示したアレイアンテナは、図4のア
レイアンテナと同様に、誘電体基板1と、その誘電体基
板1の下面に形成された地導体層2と、誘電体基板1の
上面に形成された配線層3とを有し、配線層3には、図
4のアレイアンテナと同様に、放射素子列が複数列設置
され、かつ分岐配線35が設置されている。これらに加
えて、誘電体基板1の外周部に沿った配線層3に、枠状
導体パターン4が施されている。この枠状導体パターン
4には、誘電体基板1を貫通して地導体層2と接続する
複数のスルーホール5が設置されている。スルーホール
5の設置間隔は、このアレイアンテナの使用周波数に相
当する波長の1/2波長以下となっている。短絡用配線
33は、枠状導体パターン4に接続されており、枠状導
体パターン4、スルーホール5を介して地導体層2に短
絡していることになる。同様に、分岐配線35も、枠状
導体パターン4に接続されており、枠状導体パターン
4、スルーホール5を介して地導体層2に短絡している
ことになる。
【0030】配線層3の外周部に設けた枠状導体パター
ン4がスルーホール5を介して地導体層2に短絡してい
るこの構造は、誘電体基板1の端部に金属導体壁を設け
たことに相当する。
【0031】このアレイアンテナでは、図4のアレイア
ンテナに比べて、短絡用配線33、分岐配線35の短絡
接続部での信号の反射が大きく、より定在波が励振され
やすい。よって、アンテナ効率が高く、アンテナ利得も
大きい。
【0032】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0033】(1)定在波によって全放射素子が同位相
で励振されるので、電磁波が誘電体基板に垂直な方向に
放射される。
【0034】(2)放射素子列を複数列設けたので、ア
ンテナ利得が大きくなる。
【0035】(3)分岐配線に定在波を起こすことによ
り、アンテナ利得が大きくなる。
【0036】(4)誘電体基板の端部に導体パターン等
による金属導体壁を形成したので、アンテナ効率が高
く、アンテナ利得が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態を示すアレイアンテナ
の斜視図である。
【図2】電磁波放射方向と利得との関係を示す特性図で
ある。
【図3】本発明の第一の実施形態を示すアレイアンテナ
の斜視図である。
【図4】本発明の第一の実施形態を示すアレイアンテナ
の斜視図である。
【図5】本発明の第一の実施形態を示すアレイアンテナ
の斜視図である。
【図6】従来のアレイアンテナの斜視図である。
【図7】従来のアレイアンテナの斜視図である。
【符号の説明】
1 誘電体基板 2 地導体層 3 配線層 4 枠状導体パターン 5 スルーホール 31 放射素子 32、33 給電線路 34 RFコネクタ(給電部) 35 分岐配線
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 秀樹 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 日 立電線株式会社内 Fターム(参考) 5J021 AA07 AA09 AB06 CA03 FA32 HA05 5J045 AA21 BA01 DA09 DA10 DA12 EA07 FA01 FA02 HA03 JA01 NA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体基板とその誘電体基板の下面に形
    成された地導体層と前記誘電体基板の上面に形成された
    配線層とを有し、前記配線層には複数の放射素子と複数
    の給電線路とが設けられ、その放射素子が直線状に配列
    されかつ前記給電線路によって直列に接続され、その放
    射素子列の両端の放射素子が前記給電線路によって前記
    地導体層に接続され、いずれか1つの前記給電線路に外
    部からの電力が供給できるようになっていることを特徴
    とするアレイアンテナ。
  2. 【請求項2】 前記放射素子列が複数列設けられること
    によって、前記放射素子が二次元的に配列されているこ
    とを特徴とする請求項1記載のアレイアンテナ。
  3. 【請求項3】 前記配線層に前記放射素子列に直交した
    分岐配線が設けられ、その分岐配線が各放射素子列の前
    記給電線路に接続されかつ前記分岐配線の端部が前記地
    導体層に接続されていることを特徴とする請求項1又は
    2記載のアレイアンテナ。
  4. 【請求項4】 前記給電線路と前記地導体層とを接続す
    る金属導体が前記誘電体基板の端部に設けられているこ
    とを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のアレイアン
    テナ。
  5. 【請求項5】 前記配線層の外周部に枠状の導体パター
    ンが設けられ、この導体パターンと前記地導体層とに接
    続するスルーホールが前記誘電体基板を貫通して形成さ
    れており、前記給電線路が前記枠状導体パターンに接続
    されていることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載
    のアレイアンテナ。
JP2001371568A 2001-12-05 2001-12-05 アレイアンテナ Pending JP2003174318A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001371568A JP2003174318A (ja) 2001-12-05 2001-12-05 アレイアンテナ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001371568A JP2003174318A (ja) 2001-12-05 2001-12-05 アレイアンテナ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003174318A true JP2003174318A (ja) 2003-06-20

Family

ID=19180594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001371568A Pending JP2003174318A (ja) 2001-12-05 2001-12-05 アレイアンテナ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003174318A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005020368A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> マルチビームアンテナ
CN107453043A (zh) * 2017-06-23 2017-12-08 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 一种汽车侧后方雷达天线阵列以及天线面阵
WO2019146042A1 (ja) 2018-01-25 2019-08-01 三菱電機株式会社 アンテナ装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005020368A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> マルチビームアンテナ
CN107453043A (zh) * 2017-06-23 2017-12-08 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 一种汽车侧后方雷达天线阵列以及天线面阵
WO2019146042A1 (ja) 2018-01-25 2019-08-01 三菱電機株式会社 アンテナ装置
JPWO2019146042A1 (ja) * 2018-01-25 2020-04-02 三菱電機株式会社 アンテナ装置
US11289822B2 (en) 2018-01-25 2022-03-29 Mitsubishi Electric Corporation Antenna device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4379541B2 (ja) アンテナ装置、アレイアンテナ、マルチセクタアンテナ、および高周波送受波装置
US6798384B2 (en) Multi-element planar array antenna
JP4856078B2 (ja) 反射アンテナ
JP5936719B2 (ja) アンテナ装置およびアレーアンテナ装置
KR100601768B1 (ko) 캐비티 부착 슬롯 어레이 안테나
US7095373B2 (en) Planar array antenna
JP4506728B2 (ja) アンテナ装置およびレーダ
US7319429B2 (en) Partially reflective surface antenna
JP5739536B2 (ja) レーダセンサのためのアレイアンテナ
EP2337153B1 (en) Slot array antenna and radar apparatus
JP6135872B2 (ja) アンテナ装置
JP5420654B2 (ja) バラン非実装の単純な給電素子を用いた広帯域の長スロットアレイアンテナ
JP2001339207A (ja) アンテナ給電線路およびそれを用いたアンテナモジュール
JPH0653731A (ja) アンテナ放射装置及び電磁信号発生方法
US20060208950A1 (en) Wideband flat antenna
JP2009005086A (ja) テーパスロットアンテナおよびアンテナ装置
US20230387600A1 (en) Horn antenna
JP6202281B2 (ja) アンテナ装置
JP2008244520A (ja) 平面アレーアンテナ
JP2002043838A (ja) アンテナ装置
KR100706615B1 (ko) 다층 유전체기판을 이용한 마이크로스트립 패치 안테나 및이를 이용한 배열 안테나
JPH11191707A (ja) 平面アレーアンテナ
JP3364829B2 (ja) アンテナ装置
JP2003174318A (ja) アレイアンテナ
JP4216979B2 (ja) アンテナ給電線路およびそれを用いたアンテナモジュール