JP2003188642A - 多周波帯域アンテナ - Google Patents

多周波帯域アンテナ

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JP2003188642A
JP2003188642A JP2002317251A JP2002317251A JP2003188642A JP 2003188642 A JP2003188642 A JP 2003188642A JP 2002317251 A JP2002317251 A JP 2002317251A JP 2002317251 A JP2002317251 A JP 2002317251A JP 2003188642 A JP2003188642 A JP 2003188642A
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antenna array
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array
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William Dean Killen
ディーン キレン ウィリアム
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Harris Corp
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    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
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  • Waveguide Aerials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的低いプロファイルを有し、方向探査を
可能にする多周波帯域アンテナを提供する。 【解決手段】 多周波帯域アンテナ１０は、基板２１
と、該基板２１から第１の距離ｈ1だけ外部に延出す
る、離れて配置される複数のモノポールアンテナ素子２
０を有する、第１の周波数で動作する第１のアンテナア
レーを含んでいる。さらに、多周波帯域アンテナは、第
１のアンテナアレーの外側に配置され、該第１の距離ｈ
1よりも短い第２の距離ｈ2だけ基板２１から外部から延
出する、離れて配置される複数のアンテナ素子２２を有
する第２のアンテナアレーを含んでいる。第２のアンテ
ナアレーは、第１の周波数よりも低い第２の周波数で動
作する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信分野に関し、
より詳細には、アンテナ及び該アンテナの製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】この数年にわたり、無線通信の用途に使
用される周波数帯域がますます増大してきている。たと
えば、移動電話は、各種のセルラー周波数（すなわち、
８００ＭＨｚレンジにおいて）及びパーソナル通信サー
ビス（ＰＣＳ）帯域（すなわち、１９００ＭＨｚ前後）
を含む膨大な周波数帯域にわたり動作している。
【０００３】アンテナシステムは、その意図される動作
周波数帯域に依存して、典型的に異なって機器構成され
ているため、複合アンテナシステムは、多くの周波数帯
域にわたりモニタ及び／又は通信することが一般に必要
とされる。これは、法律の執行にとって、及び複数の周
波数帯域を使用することが必要である人物、さもなけれ
ばそうするために自動車に搭載しなければならない人物
同様に、緊急の要員にとって便利なことではない場合が
ある。
【０００４】結果として、多周波帯域で使用される場合
がある幾つかの従来技術のアンテナが設計されている。
例として、Duによる米国特許第6,172,651号は、２つの
周波数帯域（たとえば、約８００ＭＨｚ及び１８００Ｍ
Ｈｚ）で動作するウィンドウ搭載自動車アンテナアセン
ブリが開示されている。このアンテナアセンブリは、ガ
ラスの内側表面に搭載される内部結合コンポーネント、
ガラスの外側表面に搭載される外部結合コンポーネン
ト、外部結合コンポーネントに搭載されるホイップアン
テナ素子を含んでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかるアンテナが複数
の周波数帯域の使用を可能にする点で多くの便宜を提供
する一方、比較的長いホイップアンテナ素子の比較的高
いプロファイル（側面“profile”）のために、所定の
用途において問題点を有する場合がある。
【０００６】法律の施行及び緊急の用途向けに必要とさ
れる場合がある別の問題点は、たとえば、方向探査を実
行するための能力である。すなわち、特定の周波数帯域
の信号が出力される方向を位置決めすることが望ましい
場合がある。そのようにするために、アンテナシステム
は、多方向のビームパターンを提供する能力を必要とす
る。
【０００７】かかるアンテナの例は、Jhonston等による
米国特許第6,140,972号に開示されている。このアンテ
ナは、円形の導電性を有するグランドプレーンに設けら
れる複数の放射素子を含んでいる。円又は楕円の４分の
１の形状をそれぞれ有する複数の反射表面は、円形のグ
ランドプレーン導体の中心に関して放射状に配置され、
複数の等しいセクタを有する半球の形状を与える。
【０００８】アンテナのそれぞれのセクタは、反射器の
コーナに隣接して設けられる２つのタイプの放射素子を
含んでいる。第１の基本アンテナは、第１の極性を有す
るエネルギーに応答し、第２の基本アンテナは、第１の
基本アンテナの極性に直交するエネルギーに応答する。
なお、このアンテナは、１つの動作周波数を有し、複数
のこれらアンテナは、複数の周波数帯域を利用するため
に必要とされる。さらに、コーナ反射器の使用は、アン
テナ全体の高いプロファイルを増加させる場合がある。
【０００９】また、他の類似の従来技術のアンテナが開
発されてきており、２つの周波数帯域で動作する。たと
えば、かかるアンテナは、２つの周波数帯域のうちの高
い周波数で動作するためのモノポールアンテナ素子から
なる内側アレー、及び低い周波数で動作するためのモノ
ポールアンテナ素子からなる外側アレーを含んでいる場
合がある。
【００１０】なお、モノポールアンテナ素子からなる外
側アレーが余りに小さい場合、内側アレーとの干渉（た
とえば、散乱）を引き起こす可能性があり、受信信号に
おいて望ましくないサイドローブを生じる可能性があ
る。
【００１１】このように、かかるアンテナの内側アンテ
ナアレーは、一般に比較的高いプロファイルを有してお
り、かかる干渉を回避するために高くされたプラットフ
ォームに設けられたとしても高い。結果として、かかる
アンテナのプロファイルは、所定の用途向けにはあまり
に高い。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述した技術的背景を考
慮して、本発明の目的は、比較的低いプロファイル（側
面“profile”）を有し、方向探査を可能にする多周波
帯域アンテナを提供することにある。本発明による上記
及び他の目的、機能並びに効果は、基板と、第１のアン
テナアレー及び第２のアンテナアレーを含む多周波帯域
アンテナにより提供される。
【００１３】第１のアンテナアレーは、第１の周波数で
動作するものであって、基板から第１の距離だけ外部に
延出する、離れて配置される複数のモノポールアンテナ
素子を含んでいる。さらに、第２のアンテナアレーは、
第１のアンテナアレーの外側に配置されるものであっ
て、第１の距離よりも短い第２の距離だけ基板から外部
に延出する、離れて配置される複数のアンテナ素子を含
んでいる。第２のアンテナアレーは、第１の周波数より
も低い第２の周波数で動作する。上記構成により、上述
された干渉の問題は、大幅に低減され、したがって、望
ましくないサイドローブの発生が減少される。
【００１４】より詳細には、第２のアンテナアレーのそ
れぞれのアンテナ素子は、環状スロット型のアンテナ素
子であることが好ましい。さらに、第１のアンテナアレ
ーのモノポールアンテナ素子、及び第２のアンテナアレ
ーのアンテナ素子は、無指向性のアンテナ素子であるこ
とが好ましい。
【００１５】さらに、基板は、電気的に導電性を有する
グランドプレーンを含んでおり、第２のアンテナアレー
のそれぞれのアンテナ素子は、導電層と、該導電層の中
間部分をグランドプレーンに接続するシャフトを含んで
いる。さらに、第２のアンテナアレーのそれぞれのアン
テナ素子は、導電層の周辺エッジに隣接して接続される
フィード導体をさらに含んでいる。第２のアンテナアレ
ーのそれぞれのアンテナ素子は、導電層の間に絶縁材料
（たとえば、空気又はプラスティック）を含んでいる。
導電層は、たとえば、一般に円形を有している。
【００１６】さらに、シャフトの下端がモノポールアン
テナ素子の下端と共通の面にあるように、基板は、上部
の平面を有している。また、本多周波帯域アンテナは、
基板に設けられる、第２のアンテナアレーのそれぞれの
アンテナ素子に接続されるインピーダンス整合手段を含
んでいる。したがって、高周波信号のブロッキング又は
散乱がさらに減少される。
【００１７】第１のアンテナアレーの複数のモノポール
アンテナ素子は、第１の仮想的な正多角形の第１の頂点
に配置される。同様に、第２のアンテナアレーの複数の
アンテナ素子は、第１の仮想的な正多角形と同心である
第２の仮想的な正多角形の第２の頂点に配置される。さ
らに、第１の頂点と第２の頂点は同じ数であり、第１の
仮想的な正多角形と第２の仮想的な正多角形とは、互い
に角度的に相殺される配置関係（“angularly offse
t”）にある。
【００１８】さらに、基板は、第１のアンテナアレーと
第２のアンテナアレーのグランドプレーンとしての役割
をする電気的に導電性を有する材料を含んでいる。第１
のアンテナアレーと第２のアンテナアレーを覆うため
に、レドームが含まれる。また、基板には、第１のアン
テナアレーのモノポールアンテナ素子の位相を制御する
ための複数の第１の制御可能な移相手段が設けられる。
同様に、基板には、第２のアンテナアレーのアンテナ素
子の位相を制御するための複数の第２の制御可能な移相
手段が設けられる。
【００１９】本発明の方法の態様は、多周波帯域アンテ
ナを製造するための方法であって、離れて配置される関
係で複数のモノポールアンテナ素子を基板に設けて、第
１の距離だけ基板から外部に延出し、第１のアンテナア
レーを形成するステップを含んでいる。この第１のアン
テナアレーは、第１の周波数で動作する。さらに、本方
法は、第１のアンテナアレーの外側に、離れて配置され
る関係で複数のアンテナ素子を基板に設けて、第１の距
離よりも短い第２の距離だけ基板から外部に延出し、第
２のアンテナアレーを形成するステップを含んでいる。
第２のアンテナアレーは、第１の周波数よりも低い第２
の周波数で動作する。
【００２０】なお、本発明の別の方法の態様は、多周波
帯域アンテナの製造方法であって、複数のモノポールア
ンテナ素子を離れて配置される関係で基板に設けて、該
基板から外部に延出し、第１のアンテナアレーを形成す
るステップを含んでいる。さらに、本方法は、第１のア
ンテナアレーの外側に、離れて配置される関係で複数の
環状スロット型のアンテナアレーを基板に設けて、該基
板から外部に延出し、第２のアンテナアレーを形成する
ステップを含んでいる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明は、好適な実施の形態が示
される添付図面を参照して、より詳細に以下に説明され
る。しかし、本発明は、多くの異なる形式で実施される
場合があり、本明細書で述べられる実施の形態に限定さ
れるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これ
らの実施の形態は、この開示が全体的かつ完全なもので
あって、当業者に対して本発明の概念を十分に伝達する
ように提供される。同じ参照符号は、全体を通して同じ
構成要素を示している。
【００２２】はじめに、図１を参照して、本発明の多周
波帯域アンテナ１０は、自動車１１に搭載されるものと
して例示的に示されている。アンテナ１０は、方法探査
及び多周波帯域を通して転送する装置、たとえば、セル
ラー電話１２又はＰＣＳ（Personal Communication Ser
vices）電話１３からの信号の受信のために使用される
場合がある。
【００２３】自動車１１は、アンテナ１０に接続される
方向探査機（ＤＦ）及び／又は受信機（ＲＣＶＲ）１４
を含んでおり、ＤＦ／ＲＣＶＲ１４は、様々な周波数帯
域の間でアンテナ１０を切換える。かかるＤＦ／ＲＣＶ
Ｒ１４は、当業者に知られており、説明の明瞭さのため
に本実施の形態では説明を省略する。アンテナ１０は、
さらに以下に説明されるように、その比較的低いプロフ
ァイル及び性能の特徴のために、緊急及び法の執行の用
途に特に適している。当業者であれば、様々な他の使用
も同様に理解されるであろう。
【００２４】ここで、より詳細に図２〜図４を参照し
て、アンテナ１０は、離れて配置される複数のモノポー
ルアンテナ素子２０を含んでおり、該複数のモノポール
アンテナ素子２０は、第１の距離ｈ1（図４参照）だけ
基板２１から外部に延出している。例示されているよう
に、これらモノポールアンテナ素子２０は、ホイップア
ンテナ素子であり、他の適切なアンテナ素子（たとえ
ば、マイクロストリップアンテナ素子、スロット型アン
テナ素子等）も使用することができる。モノポールアン
テナ素子２０のぞれぞれは、たとえば、絶縁体４１内に
導体４０を含んでいる場合がある（図４参照）。
【００２５】さらに、アンテナ１０は、離れて配置され
る複数のアンテナ素子２２を有する第２のアンテナアレ
ーを含んでいる。この第２のアンテナアレーは、第１の
アンテナアレーの外側に配置され、第２の距離ｈ2だけ
基板から外部に延出している。基板２１は、電気的に導
電性を有する材料を含んでおり、第１のアンテナアレー
２０、及び第２のアンテナアレー２２のグランドプレー
ンとして役割を果たす。
【００２６】より詳細には、第１のアンテナアレーは、
ＰＣＳバンドのような第１の周波数レンジで動作する。
したがって、第１のアンテナアレーは、たとえば、約１
８５０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚのレンジの信号を受信
するために機器構成される。第２のアンテナアレーは、
（たとえば、８００ＭＨｚのレンジにおけるセルラー周
波数帯域である）第２の周波数で動作し、該第２の周波
数は、第１の周波数よりも低いことが好ましい。
【００２７】すなわち、当業者であれば理解されるよう
に、高周波帯域（たとえば、ＰＣＳ）で動作する第１の
アンテナアレーを配置し、低周波帯域で動作する第２の
アンテナアレーを配置することにより、改善された性能
特性が提供される。勿論、他の周波数帯域もまた本発明
に従い使用することができる。
【００２８】なお、上述したように、かかる構成による
１つの潜在的な問題点は、外側のモノポールアンテナ素
子は、エネルギーを潜在的に散乱し、これが内側のモノ
ポールアンテナ素子により受信される可能性がある点で
ある。本発明によれば、かかるサイドローブの発生を減
少するために、外側のアンテナ素子２２の高さｈ2は、
内側のモノポールアンテナ素子２０の高さｈ1よりも低
いことが好ましい。
【００２９】この点に関して、第２のアンテナアレーの
アンテナ素子は、図２〜図４に示されるように、環状ス
ロット型のアンテナ素子２２のような低いプロファイル
のスロット型アンテナ素子であることが好ましい。これ
ら環状スロット型のアンテナ素子２２は、モノポール素
子の無指向性に類似した無指向性の特性を示し、さら
に、低いプロファイルを有している。より詳細には、そ
れぞれの環状スロット型のアンテナ素子２２は、導電層
２３と、該導電層の中間部分を基板２１接続するシャフ
ト２４を含んでいる。この導電層２３は、基板２１に対
して実質的に平行である。
【００３０】環状スロット型のアンテナ素子２２は、図
３において例示されるように、それぞれの導電層２３で
定義されるそれぞれの環状スロット４４を含んでいる。
導電層２３及びスロット４４は、図３では一般的な円形
で示されているが、他の形状を使用することもできる。
【００３１】その低いプロファイルのために、環状スロ
ット型のアンテナ素子２２は、内側のモノポールアンテ
ナ素子２０の高さｈ1を比較的短いままにすることがで
きる。なお、高さｈ2は、高周波帯域の信号の散乱を引
き起こすような高さではない。たとえば、本発明に従う
モノポールアンテナの長短を考慮して、モノポールアン
テナ素子２０は、約２インチ以下の高さｈ1を有し、約
１．５インチであることが好ましい。
【００３２】勿論、環状スロット型のアンテナ素子が低
いプロファイルを有する一方で、より多くの表面領域
（すなわち、より多くのフットプリント）を必要とする
ことも当業者であれば理解されるであろう。かかるよう
に、当業者にとって公知の他の適切なアンテナ素子（た
とえば、ホイップアンテナ素子、マイクロストリップア
ンテナ素子、他のスロット型アンテナ素子等）とは対照
的に、環状スロット型のアンテナ素子２２を使用すべき
か否かに関する選択は、所与の用途における特定のプロ
ファイル及びフットプリント要件に依存する。
【００３３】また、第２のアンテナアレーのそれぞれの
外側のアンテナ素子２２は、導電層２３の下側と基板２
１の隣接する部分との間に絶縁材料３１を含んでいる。
図４に例示されるように、絶縁体材料３１は、空気であ
る。勿論、他のタイプの絶縁材料（たとえば、プラステ
ィック）を使用することもできる。
【００３４】さらに、導電層２３の下側に隣接し、その
内部に第２の絶縁材料（たとえば、空気）を含むキャビ
ティを有する第１のプラスティック絶縁材料のような、
絶縁材料の組合せを使用することができる。かかる構成
は、当業者により理解されるように、特定の方向におけ
る受信を支持するために使用されることが好ましい。勿
論、アンテナ１０は、同様な信号の伝送向けに使用され
る場合がある。
【００３５】第１のアンテナアレーの内側のモノポール
アンテナ素子２０、及び第２のアンテナアレーの外側の
アンテナ素子２２は、無指向性のアンテナ素子である場
合がある。ここで使用されるように、用語「無指向性」
とは、様々なアンテナ素子は３つの座標軸に関しても無
指向性でもあるが、１つの平面において（すなわち、第
１の座標軸及び第２の座標軸に沿って）「無指向性」で
あることを意味している。
【００３６】第２のアンテナアレーのそれぞれの外側の
アンテナ素子２２は、導電層２３の周辺エッジに隣接し
て接続され、それぞれのインピーダンス整合部２７まで
延出するフィード導体２５を含んでいる。幾つかの実施
の形態では、このフィード導体２５は、非導電性の締め
手段（たとえば、ナイロン）（図示せず）により、それ
ぞれのインピーダンス整合部２７及び外側のアンテナ素
子２２に固定される場合がある。この場合、追加的な支
持体が望まれる。
【００３７】それぞれのインピーダンス整合部２７は、
以下にさらに説明されるように、それぞれのフィードス
ルーコネクタ５０を介して、移相部３８に順次接続され
る。移相部３８への接続を提供するコネクタ２６は、コ
ネクタプレート２８に設けられている。たとえば、コネ
クタ２６は、マウントプレート２９の上になる、基板２
１の下側に設けられる場合がある。
【００３８】マウントプレート２９は、基板２１を自動
車１１に結合するためのものであり、他の適切な取り付
け機構を使用することができる。アンテナ素子２０，２
２とＤＦ／ＲＣＶＲ１４との間の接続は、基板２１にお
ける差込口３０を介して容易にされる。
【００３９】さらに、図４に例示されているように、基
板２１は、シャフト２４の下端が内側のモノポールアン
テナ素子２０の下端と共通の平面にあるように上部の平
面を有する。さらに、外側のアンテナ素子２２について
拡張された安定性を提供するために、ある実施の形態で
は、支持プレート３２は、締め手段３３（たとえば、ナ
ット）を介してアンテナ素子の上側に接続されている。
【００４０】支持プレート３２は、たとえば、絶縁体材
料のような、内側のモノポールアンテナ素子２０により
受信されている信号との重要な干渉を引き起こさない材
料から作成されることが好ましい。アンテナ１０は、第
１のアンテナアレーと第２のアンテナアレーを覆うため
のレドーム３６を含む場合がある。
【００４１】第１のアンテナアレーの内側のモノポール
アンテナ素子２０は、第１の仮想的な正多角形３４の第
１の頂点に配置される。図３において例示されているよ
うに、アンテナ１０は、５つの内側のモノポールアンテ
ナ素子２０ａ〜２０ｅを含んでおり、したがって、第１
の仮想的な正多角形３４は、５角形である。
【００４２】同様に、第２のアンテナアレーの外側のア
ンテナ素子２２ａ〜２２ｅは、第１の仮想的な正多角形
３４と同心となる第２の仮想的な正多角形３５の第２の
頂点に配置されている。さらに、第１の仮想的な正多角
形３４及び第２の正多角形３５は、当業者により理解さ
れるように、結合及びパターンのサイドローブを減少す
るために、互いに角度的に相殺される配置関係にある。
【００４３】第１の仮想的な正多角形３４と第２の仮想
的な正多角形３５の頂点は、同じ数であり、したがっ
て、５つの外側のアンテナ素子２２が存在することが例
示されており、第２の仮想的な正多角形もまた５角形で
ある。勿論、他の数の内側モノポールアンテナ素子２０
及びアンテナ素子２２を使用して、他の正多角形の形状
にすることもできる。さらに、異なる数のアンテナ素子
を使用して、第１のアンテナアレー及び第２のアンテナ
アレーのそれぞれにおいて使用することができる。
【００４４】内側のモノポールアンテナ素子２０と外側
のモノポールアンテナ素子２２の相対的な間隔は、様々
な動作周波数帯域、及び使用されているアンテナ素子の
特定のタイプにより広い範囲にされる。さらに、第１の
アンテナアレー及び第２のアンテナアレーは、フェーズ
ドアレーであることが好ましく、方向探査の用途におい
て特に望ましい。
【００４５】すなわち、アンテナ１０は、当業者であれ
ば理解されるように、内側のモノポールアンテナ素子２
０の位相を制御するための複数の第１の制御可能な移相
部３７を含んでいる。同様に、外側のアンテナ素子２２
の位相を制御するために、複数の第２の制御可能な移相
部３８もまた含まれる。これらの制御可能な移相器は、
基板２１の下側に設けられるか、又は、たとえば、アン
テナ１０における他の適切な位置に設けられる。
【００４６】例示的な実施の形態（すなわち、５つの内
側のモノポールアンテナ素子２０及び５つの外側のアン
テナ素子２２を含む場合）では、移相部３７，３８は、
第１のフェーズドアレー及び第２のフェーズドアレーの
それぞれの位相を制御し、両者の動作周波数帯域におい
て３６０°の回転方位角の適用範囲を提供する。５つの
アンテナ素子を使用して、１０の連続するビーム又はロ
ーブは、それぞれのアンテナアレーにより生成され、３
６０°の領域が多くのセクションに実質的に分割される
ことが好ましい。
【００４７】本発明の方法の態様は、多周波帯域アンテ
ナ１０を製造するための方法であり、離れて配置される
関係で複数の内側のモノポールアンテナ素子２０を基板
に設けて、基板から第１の距離ｈ1だけ外部に延出し、
第１のアンテナアレーを形成するステップを含んでい
る。この第１のアンテナアレーは、第１の周波数で動作
する。さらに、本製造方法は、第１のアンテナアレーの
外側に、離れて配置される関係で複数の外側のアンテナ
素子２２を基板２１に設けて、第１の距離ｈ1よりも短
い第２の距離ｈ2だけ基板から外部に延出し、第２のア
ンテナアレーを形成するステップを含んでいる。第２の
アンテナアレーは、上述したように、第１の周波数より
も低い第２の周波数で動作する。
【００４８】本発明のさらに別の方法の態様は、多周波
帯域アンテナ１０を製造するための方法であって、離れ
て配置される関係で複数の内側のモノポールアンテナ素
子２０を基板２１に設けて、該基板から外部に延出し、
第１のアンテナアレーを形成するステップを含んでい
る。本製造方法は、第１のアンテナアレーの外側に、離
れて配置される関係で複数の環状スロット型のアンテナ
素子２２を基板２１に設けて、該基板から外部に延出
し、第２のアンテナアレーを形成するステップを含んで
いる。本製造方法の他の態様は、上述した説明に従うも
のであって、さらに詳細には説明しない。
【００４９】上述した説明及び関連する添付図面に与え
られる教示の利益を有する当業者であれば、本発明の多
くの変更及び他の実施の形態を思いつくであろう。した
がって、本発明は、開示された特定の実施の形態に限定
されるものではなく、変更及び実施の形態は、特許請求
の範囲の範囲に含まれることが意図されることを理解さ
れるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従い自動車に搭載される多周波帯域ア
ンテナを説明する図である。
【図２】図１の多周波帯域アンテナの分解組立図であ
る。
【図３】図１の多周波帯域アンテナの上面図であり、様
々なアンテナ素子を説明するためにレドーム及び支持板
が除かれている。
【図４】図３のライン４−４’に沿って考慮される多周
波帯域アンテナの断面図である。
【符号の説明】
１０：多周波帯域アンテナ ２０：モノポールアンテナ素子 ２１：基板 ２２：アンテナ素子 ２４：シャフト ２５：フィード導体 ２６：コネクタ ２７：インピーダンス整合部 ２８：コネクタプレート ２９：マウントプレート ３０：差込口 ３２：支持プレート ３３：締め手段 ３６：レドーム
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Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板と、前記基板から第１の距離だけ外
    部に延出する、離れて配置される複数のモノポールアン
    テナ素子を有して、第１の周波数で動作する第１のアン
    テナアレーと、 前記第１のアンテナアレーの外側に配置され、前記第１
    の距離よりも短い第２の距離だけ前記基板から外部に延
    出する、離れて配置される複数のアンテナ素子を有し
    て、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数で動作す
    る第２のアンテナアレーと、を備えることを特徴とする
    多周波帯域アンテナ。
  2. 【請求項２】 前記第２のアンテナアレーのそれぞれの
    アンテナ素子は、環状スロット型のアンテナ素子を備え
    る、ことを特徴とする請求項２記載の多周波帯域アンテ
    ナ。
  3. 【請求項３】 前記第１のアンテナアレーの前記モノポ
    ールアンテナ素子、及び前記第２のアンテナアレーの前
    記アンテナ素子は、無指向性のアンテナ素子を備える、
    ことを特徴とする請求項１記載の多周波帯域アンテナ。
  4. 【請求項４】 前記基板は、電気的に導電性を有するグ
    ランドプレーンを備え、 前記第２のアンテナアレーのそれぞれのアンテナ素子
    は、導電層と、該導電層の中間部分を前記グランドプレ
    ーンに接続するシャフトを備える、ことを特徴とする請
    求項１記載の多周波帯域アンテナ。
  5. 【請求項５】 前記第２のアンテナアレーのぞれぞれの
    アンテナ素子は、前記導電層の周辺エッジに隣接して接
    続されるフィード導体を備える、ことを特徴とする請求
    項４記載の多周波帯域アンテナ。
  6. 【請求項６】 前記第２のアンテナアレーのそれぞれの
    アンテナ素子は、前記導電層の下側と前記基板の隣接部
    分との間に絶縁材料を備える、ことを特徴とする請求項
    ４記載の多周波帯域アンテナ。
  7. 【請求項７】 前記導電層は、円形を有する、ことを特
    徴とする請求項４記載の多周波帯域アンテナ。
  8. 【請求項８】 前記基板は、上部の平面を有し、 前記シャフトは、前記シャフトの下端が前記モノポール
    アンテナ素子の下端と共通の面にあるように、前記基板
    の前記上部平面に接続される、ことを特徴とする請求項
    ４記載の多周波帯域アンテナ。
  9. 【請求項９】 前記基板に設けられ、前記第２のアンテ
    ナアレーのそれぞれのアンテナ素子に接続されるインピ
    ーダンス整合手段をさらに備える、ことを特徴とする請
    求項１記載の多周波帯域アンテナ。
  10. 【請求項１０】 前記第１のアンテナアレーの前記複数
    のモノポールアンテナ素子は、第１の仮想的な正多角形
    の第１の頂点に配置される、ことを特徴とする請求項１
    記載の多周波帯域アンテナ。
  11. 【請求項１１】 前記第２のアンテナアレーの前記複数
    のアンテナ素子は、前記第１の仮想的な正多角形と同心
    となる第２の仮想的な正多角形の第２の頂点に配置され
    る、ことを特徴とする請求項１０記載の多周波帯域アン
    テナ。
  12. 【請求項１２】 前記第１の頂点と前記第２の頂点の数
    は等しく、 前記第１の仮想的な正多角形と前記第２の仮想的な正多
    角形は、互いに角度的に相殺される配置関係にある、こ
    とを特徴とする請求項１１記載の多周波帯域アンテナ。
  13. 【請求項１３】 前記基板は、前記第１のアンテナアレ
    ー及び前記第２のアンテナアレーのグランドプレーンの
    役割をするための電気的に導電性を有する材料を備え
    る、ことを特徴とする請求項１記載の多周波帯域アンテ
    ナ。
  14. 【請求項１４】 前記第１のアンテナアレーと前記第２
    のアンテナアレーを覆うレドームをさらに備える、こと
    を特徴とする請求項１記載の多周波帯域アンテナ。
  15. 【請求項１５】 前記基板に搭載され、前記第１のアン
    テナアレーの前記モノポールアンテナ素子の位相を制御
    するための複数の第１の制御可能な移相手段をさらに備
    える、ことを特徴とする請求項１記載の多周波帯域アン
    テナ。
  16. 【請求項１６】 前記基板に搭載され、前記第２のアン
    テナアレーの前記アンテナ素子の位相を制御するための
    複数の第２の制御可能な移相手段をさらに備える、こと
    を特徴とする請求項１５記載の多周波帯域アンテナ。
  17. 【請求項１７】 基板と、 前記基板から外部に延出する、離れて配置される複数の
    モノポールアンテナ素子を有する第１のアンテナアレー
    と、 前記第１のアンテナアレーの外側に配置され、前記基板
    から外部に延出する、離れて配置される複数の環状スロ
    ット型のアンテナ素子を有する第２のアンテナアレー
    と、を備えることを特徴とする多周波帯域アンテナ。
  18. 【請求項１８】 前記第１のアンテナアレーの前記モノ
    ポールアンテナ素子は、第１の周波数で動作し、前記第
    ２のアンテナアレーの前記環状スロット型アンテナ素子
    は、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数で動作す
    る、ことを特徴とする請求項１７記載の多周波帯域アン
    テナ。
  19. 【請求項１９】 前記モノポールアンテナ素子は、第１
    の距離だけ前記基板から外部に延出し、 前記環状スロット型アンテナ素子は、前記第１の距離も
    短い第２の距離だけ前記基板から外部に延出する、こと
    を特徴とする請求項１７記載の多周波帯域アンテナ。
  20. 【請求項２０】 前記第１のアンテナアレーの前記モノ
    ポールアンテナ素子、及び前記第２のアンテナアレーの
    前記環状スロット型アンテナ素子は、無指向性のアンテ
    ナ素子を備える、ことを特徴とする請求項１７記載の多
    周波帯域アンテナ。
  21. 【請求項２１】 前記基板は、電気的に導電性を有する
    グランドプレーンを備え、 前記第２のアンテナアレーのそれぞれの環状スロット型
    アンテナ素子は、導電層と、該導電層の中間部を前記グ
    ランドプレーンに接続するシャフトとを備える、ことを
    特徴とする請求項１７記載の多周波帯域アンテナ。
  22. 【請求項２２】 前記第２のアンテナアレーのそれぞれ
    の環状スロット型アンテナ素子は、前記導電層の周辺エ
    ッジに隣接して接続されるフィード導体を備える、こと
    を特徴とする請求項２１記載の多周波帯域アンテナ。
  23. 【請求項２３】 前記第２のアンテナアレーのそれぞれ
    の環状スロット型アンテナ素子は、前記導電層の下側と
    前記基板の隣接部分との間に絶縁材料をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項２１記載の多周波帯域アンテ
    ナ。
  24. 【請求項２４】 前記導電層は、円形を有する、ことを
    特徴とする請求項２１記載の多周波帯域アンテナ。
  25. 【請求項２５】 前記基板は、上部の平面を有し、 前記シャフトは、前記シャフトの下端が前記モノポール
    アンテナ素子の下端と共通の平面にあるように、前記基
    板の前記上部平面に接続される、ことを特徴とする請求
    項２１記載の多周波帯域アンテナ。
  26. 【請求項２６】 前記基板に設けられ、前記第２のアン
    テナアレーのそれぞれの環状スロット型アンテナ素子に
    接続されるインピーダンス整合手段をさらに備える、こ
    とを特徴とする請求項１７記載の多周波帯域アンテナ。
  27. 【請求項２７】 前記第１のアンテナアレーの前記複数
    のモノポールアンテナ素子は、第１の仮想的な正多角形
    の第１の頂点に配置され、 前記第２のアンテナアレーの前記複数の環状スロット型
    アンテナ素子は、前記第１の仮想的な正多角形と同心で
    ある第２の仮想的な正多角形の第２の頂点に配置され
    る、ことを特徴とする請求項１７記載の多周波帯域アン
    テナ。
  28. 【請求項２８】 前記第１の頂点と前記第２の頂点の数
    は等しく、 前記第１の仮想的な正多角形と前記第２の仮想的な正多
    角形は、互いに角度的に相殺される配置関係にある、こ
    とを特徴とする請求項２７記載の多周波帯域アンテナ。
  29. 【請求項２９】 基板と、 前記基板から第１の距離だけ外部に延出する、離れて配
    置される複数の無指向性モノポールアンテナ素子を有す
    る第１のアンテナアレーと、 前記第１のアンテナアレーの外側に配置され、前記第１
    の距離よりも短い第２の距離だけ前記基板から外部に延
    出する、離れて配置される複数の無指向性アンテナ素子
    を有する第２のアンテナアレーと、を備えることを特徴
    とする多周波帯域アンテナ。
  30. 【請求項３０】 前記第１のアンテナアレーの前記無指
    向性モノポールアンテナ素子は、第１の周波数で動作
    し、 前記第２のアンテナアレーの前記無指向性アンテナ素子
    は、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数で動作す
    る、ことを特徴とする請求項２９記載の多周波帯域アン
    テナ。
  31. 【請求項３１】 前記第２のアンテナアレーのそれぞれ
    の無指向性アンテナ素子は、環状スロット型のアンテナ
    素子を備える、ことを特徴とする請求項２９記載の多周
    波帯域アンテナ。
  32. 【請求項３２】 前記基板は、電気的に導電性を有する
    グランドプレーンを備え、 前記第２のアンテナアレーのそれぞれの無指向性アンテ
    ナ素子は、導電層と、該導電層の中間部分を前記グラン
    ドプレーンに接続するシャフトとを備える、ことを特徴
    とする請求項２９記載の多周波帯域アンテナ。
  33. 【請求項３３】 前記第２のアンテナアレーのそれぞれ
    の無指向性アンテナ素子は、前記導電層の周辺エッジに
    隣接して接続されるフィード導体を備える、ことを特徴
    とする請求項３２記載の多周波帯域アンテナ。
  34. 【請求項３４】 前記第２のアンテナアレーのそれぞれ
    の無指向性アンテナ素子は、前記導電層の下側と前記基
    板の隣接部分との間に絶縁材料を備える、ことを特徴と
    する請求項３２記載の多周波帯域アンテナ。
  35. 【請求項３５】 前記導電層は、円形を有する、ことを
    特徴とする請求項３２記載の多周波帯域アンテナ。
  36. 【請求項３６】 前記基板は、上部の平面を有し、 前記シャフトは、前記シャフトの下端が前記無指向性モ
    ノポールアンテナ素子の下端と共通な平面にあるよう
    に、前記基板の前記上部表面に接続される、ことを特徴
    とする請求項３２記載の多周波帯域アンテナ。
  37. 【請求項３７】 前記基板に設けられ、前記第２のアン
    テナアレーのそれぞれの無指向性アンテナ素子に接続さ
    れるインピーダンス整合手段をさらに備える、ことを特
    徴とする請求項２９記載の多周波帯域アンテナ。
  38. 【請求項３８】 前記第１のアンテナアレーの前記複数
    の無指向性モノポールアンテナ素子は、第１の仮想的な
    正多角形の第１の頂点に配置され、 前記第２のアンテナアレーの前記無指向性アンテナ素子
    は、前記第１の仮想的な正多角形と同心の第２の仮想的
    な正多角形の第２の頂点に配置される、ことを特徴とす
    る請求項２９記載の多周波帯域アンテナ。
  39. 【請求項３９】 前記第１の頂点と前記第２の頂点の数
    は等しく、前記第１の正多角形と前記第２の正多角形
    は、互いに角度的に相殺される配置関係にある、ことを
    特徴とする請求項３８記載の多周波帯域アンテナ。
  40. 【請求項４０】 離れて配置される関係で基板に複数の
    モノポールアンテナ素子を設け、前記基板から第１の距
    離だけ外部に延出し、第１の周波数で動作するための第
    １のアンテナアレーを形成するステップと、 前記第１のアンテナアレーの外側に離れて配置される関
    係で前記基板に複数のアンテナ素子を設け、前記第１の
    距離よりも短い第２の距離だけ前記基板から外部に延出
    し、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数で動作す
    るための第２のアンテナアレーを形成するステップと、
    を備えることを特徴とする多周波帯域アンテナの製造方
    法。
  41. 【請求項４１】 前記第２のアンテナアレーのそれぞれ
    のアンテナ素子は、環状スロット型のアンテナ素子を備
    える、ことを特徴とする請求項４０記載の製造方法。
  42. 【請求項４２】 前記第１のアンテナアレーの前記モノ
    ポールアンテナ、及び前記第２のアンテナアレーの前記
    アンテナ素子は、無指向性アンテナ素子を備える、こと
    を特徴とする請求項４０記載の製造方法。
  43. 【請求項４３】 前記基板は、電気的に伝導性を有する
    グランドプレーンを備える、前記第２のアンテナアレー
    のそれぞれのアンテナ素子は、伝導層と、該伝導層の中
    間部分を前記グランドプレーンに接続するシャフトとを
    備える、ことを特徴とする請求項４０記載の製造方法。
  44. 【請求項４４】 前記第１のアンテナアレーの前記複数
    のモノポールアンテナ素子は、第１の仮想的な正多角形
    の第１の頂点に配置され、 前記第２のアンテナアレーの前記複数のアンテナ素子
    は、前記第１の仮想的な正多角形と同心の第２の仮想的
    な正多角形の第２の頂点に配置される、ことを特徴とす
    る請求項４０記載の製造方法。
  45. 【請求項４５】 離れて配置される関係で複数のモノポ
    ールアンテナ素子を基板に設けて、該基板から外部に延
    出し、第１のアンテナアレーを形成するステップと、 前記第１のアンテナアレーの外側に、離れて配置される
    関係で複数の環状スロット型アンテナ素子を前記基板に
    設けて、該基板から外部に延出し、第２のアンテナアレ
    ーを形成するステップと、を備えることを特徴とする多
    周波帯域アンテナの製造方法。
  46. 【請求項４６】 前記第１のアンテナアレーの前記モノ
    ポールアンテナ素子は、第１の周波数で動作し、前記第
    ２のアンテナアレーの前記環状スロット型アンテナ素子
    は、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数で動作す
    る、ことを特徴とする請求項４５記載の製造方法。
  47. 【請求項４７】 前記モノポールアンテナ素子は、前記
    基板から第１の距離だけ外部に延出し、前記環状スロッ
    ト型アンテナ素子は、前記第１の距離よりも短い第２の
    距離だけ前記基板から外部に延出する、ことを特徴とす
    る請求項４５記載の製造方法。
  48. 【請求項４８】 前記第１のアンテナアレーの前記モノ
    ポールアンテナ素子、及び前記第２のアンテナアレーの
    前記環状スロット型アンテナ素子は、無指向性のアンテ
    ナ素子を備える、ことを特徴とする請求項４５記載の製
    造方法。
  49. 【請求項４９】 前記第１のアンテナアレーの前記複数
    のモノポールアンテナ素子は、第１の仮想的な正多角形
    の第１の頂点に配置され、 前記第２のアンテナアレーの前記複数の環状スロット型
    アンテナ素子は、前記第１の仮想的な正多角形と同心の
    第２の仮想的な正多角形の第２の頂点に配置される、こ
    とを特徴とする請求項４５記載の製造方法。
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