JP2003258536A - グリッドアレーアンテナ - Google Patents

グリッドアレーアンテナ

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JP2003258536A
JP2003258536A JP2002054685A JP2002054685A JP2003258536A JP 2003258536 A JP2003258536 A JP 2003258536A JP 2002054685 A JP2002054685 A JP 2002054685A JP 2002054685 A JP2002054685 A JP 2002054685A JP 2003258536 A JP2003258536 A JP 2003258536A
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conductor
array antenna
grid array
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short side
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Hisamatsu Nakano
久松 中野
Junji Yamauchi
潤治 山内
Hisanori Irie
寿憲 入江
Yoshiichi Wakao
伊市 若生
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】VSWRが良好となる周波数帯域を広くするこ
とができ、広帯域用途への使用が可能なグリッドアレー
アンテナを提供することを目的とする。 【解決手段】導体からなる接地板2上に比誘電率εr=
1、高さh=0.086λ12.45の絶縁層3を設
け、この絶縁層3上に例えば半径ρ=0.0029λ
12.45の線状導体4により、長さL=1.043λ
12.45の長辺部10と、長さS=0.521λ
12.45の短辺部11を持つ複数の格子(グリッド)
を構成する。そして、上記線状導体4により構成した格
子(グリッド)の長辺部10の幅2ρ=0.0058λ
12.45に対して、短辺部11の導体幅Wgdを例え
ば0.2λ12.45と広く形成している。また、上記
接地板2の同軸給電点Fから給電ピン5を線状導体4の
接続点F’に接続して給電部を構成する。上記同軸給電
点Fは、同軸線6により給電する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、VHF帯〜EHF
帯で使用されるグリッドアレーアンテナの広帯域化に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のグリッドアレーアンテナ1Aは、
図7に示すように導体からなる接地板2上に絶縁層3を
設け、この絶縁層3上に同一線径の線状導体4により、
概ね1波長の長辺部10と概ね半波長の短辺部11によ
り複数の格子(グリッド)を構成している。そして、上
記接地板2の同軸給電点Fから給電ピン5を線状導体4
の接続点F’に接続して給電部を構成する。上記同軸給
電点Fは、同軸線6により給電される。
【0003】上記のように構成された従来のグリッドア
レーアンテナ1A(例えば、「グリッドアレイアンテナ
の数値解析(VIII)」1996電子情報通信学会総合大
会,B−110)は、概ね半波長の短辺部11からの電
磁波放射により、短辺部11の位置に半波長ダイポール
アンテナを配置したアレーアンテナ指向性に近似したペ
ンシルビームアンテナを実現することができる。
【0004】半波長ダイポールアレーアンテナにおいて
は各半波長ダイポールアンテナへの給電線路が必要とな
るが、グリッドアレーアンテナにおいては複数の格子
(グリッド)を構成する線状導体4を配置する簡易な構
成でペンシルビームアンテナを実現することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにグリッド
アレーアンテナはペンシルビームアンテナを簡易な構成
で実現できるが、VSWRが良好となる周波数帯域が狭
く、周波数変化による最大利得からの低下量も大きいた
め狭帯域用途への使用に限られるという問題があった。
【0006】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、VSWRが良好となる周波数帯域を広くする
ことができ、広帯域用途への使用が可能なグリッドアレ
ーアンテナを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるグリッド
アレーアンテナは、導体からなる接地板と、前記接地板
上に設けられる絶縁層と、前記絶縁層上において線状導
体により構成される長辺部と短辺部からなる複数の格子
(グリッド)と、前記線状導体に給電する給電手段とを
具備し、前記格子を構成する短辺部の導体幅を長辺部よ
り広く形成したことを特徴とする。上記の構成とするこ
とにより、VSWRが良好となる周波数帯域を広くする
ことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1施形態に係わるグ
リッドアレーアンテナ1の正面図、図2は同側面図であ
る。なお、周波数12.45GHzの時の波長をλ
12.45(=24.1mm)とする。
【0009】本実施形態に係わるグリッドアレーアンテ
ナ1は、図1に示すように導体からなる接地板2上に比
誘電率εr=1、高さh=0.086λ12.45の絶
縁層3を設け、この絶縁層3上に例えば半径ρ=0.0
029λ12.45の線状導体4により、長さL=1.
043λ12.45の長辺部10と、長さS=0.52
1λ12.45の短辺部11を持つ複数の格子(グリッ
ド)を構成する。そして、本実施形態では、上記線状導
体4により構成した格子(グリッド)の長辺部10の幅
2ρ=0.0058λ12.45に対して、短辺部11
の導体幅Wgdを例えば0.2λ12.45と広く形成
している。また、上記接地板2の同軸給電点Fから給電
ピン5を線状導体4の接続点F’に接続して給電部を構
成する。上記同軸給電点Fは、同軸線6により給電され
る。
【0010】図3は上記本発明の第1実施形態に係わる
グリッドアレーアンテナ1及び従来のグリッドアレーア
ンテナ1AのVSWR−周波数特性図である。実線は本
発明によるグリッドアレーアンテナ1の長辺部10の幅
に対して短辺部11の導体幅を広くした場合のVSWR
−周波数特性であり、破線は図7に示す従来のグリッド
アレーアンテナ1Aの長辺部10の幅と短辺部11の導
体幅が等しい場合のVSWR−周波数特性である。VS
WRが良好となる周波数帯域は、明らかに本発明による
実線の長辺部10に対して短辺部11の導体幅を広くし
た場合の方が従来例である破線の長辺部10と短辺部1
1の導体幅が等しい場合より広くなっており、帯域幅は
約13%である。
【0011】図4は本発明の第1実施形態に係わるグリ
ッドアレーアンテナ1の放射特性を示したもので、ペン
シルビームアンテナとして動作していることがわかる。
【0012】図5は本発明の一実施形態に係わるグリッ
ドアレーアンテナ1の利得−周波数特性図である。最大
利得18.7dBi、利得最大値から3dB低下する帯
域幅は16.3%である。
【0013】線状導体は例えば金属板あるい金属箔を打
ち抜くことによっても形成可能であり、更に、形成した
線状導体をPET等によりラミネートし、形状保持する
ための補強をしてもよい。
【0014】絶縁層3は比誘電率1以上の誘電体でも良
く、例えば銅張り両面基板等をエッチングし、マイクロ
ストリップ線路として線状導体及び接地板を形成するこ
とができる。あるいは、プラスチックやセラミックに導
電ペーストの等を塗布することによっても線状導体及び
接地板を形成することができる。この時、格子の長辺及
び短辺の長さは絶縁層3の比誘電率に応じた割合で比誘
電率1の場合より短くなる。
【0015】なお、本発明によるグリッドアレーアンテ
ナ1は上記格子を構成する長辺部10の線状導体厚と短
辺部11の線状導体厚は特に同じである必要はなく、例
えば長辺部10を薄く、短辺部11を厚くしても良く、
あるいは長辺部10を厚く、短辺部11を薄くしても良
い。また、絶縁層3は、線状導体4を保持可能な手段が
あれば絶縁物を配置しなくても良い。
【0016】(第2実施形態)図6は本発明の第2実施
形態に係わるグリッドアレーアンテナ1の構成例を示し
たもので、(a)は正面図、(b)は同側面図である。
周波数の低いVHF帯、UHF帯等ではグリッドアレー
アンテナ1の面積が広く、更に絶縁層3の厚さも厚くな
るなるため基板等では高価格となり、重くもなる。
【0017】図6に示す第2実施形態では、短辺部11
を導体板41で製作し、導体板41と別体の導体棒ある
いは導体線42を長辺部10として半田付けやネジ止め
等により導体板41に接続し、線状導体を構成する。ま
た、給電は同軸線6により行なっている。導体板41
は、使用波長に比して十分小さい網目、例えばλ/10
以下の導体網でも良い。
【0018】上記の構成とすることにより、低い周波数
帯でも比較的安価にグリッドアレーアンテナ1を実現す
ることができる。また、線状導体全体の支持も、各短辺
部11を短辺程度の大きさの絶縁物31により支持する
ことにより軽量化を計ることができる。
【0019】給電形態としては同軸給電以外にも、グリ
ッド中央からスロットにより結合するスロット結合給電
型(例えば「グリッドアレイアンテナの数値解析(I
X)」1996電子情報通信学会ソサエティ大会,B−
105)でも良い。
【0020】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、導
体からなる接地板上に絶縁層を設け、この絶縁層上に、
線状導体により長辺部と短辺部からなる複数の格子(グ
リッド)を構成し、前記線状導体に給電するようにした
グリッドアレーアンテナにおいて、前記格子を構成する
短辺部の導体幅を長辺部より広く形成するようにしたの
で、VSWRが良好となる周波数帯域を広くし、広帯域
用途への使用可能なグリッドアレーアンテナを提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わるグリッドアレーア
ンテナの正面図。
【図2】同実施形態に係わるグリッドアレーアンテナの
側面図。
【図3】同実施形態に係わるグリッドアレーアンテナ及
び従来のグリッドアレーアンテナのVSWR−周波数特
性図。
【図4】同実施形態に係わるグリッドアレーアンテナの
放射特性図。
【図5】同実施形態に係わるグリッドアレーアンテナ利
得−周波数特性図。
【図6】(a)は本発明の第2実施形態に係わるグリッ
ドアレーアンテナの正面図、(b)は同側面図。
【図7】(a)は従来のグリッドアレーアンテナの正面
図、(b)は同側面図。
【符号の説明】
1…グリッドアレーアンテナ 2…接地板 3…絶縁層 4…線状導体 5…給電ピン 6…同軸線 10…長辺部 11…短辺部 31…絶縁物 41…導体板 42…導体線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若生 伊市 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体からなる接地板と、前記接地板上に
    設けられる絶縁層と、前記絶縁層上において線状導体に
    より構成される長辺部と短辺部からなる複数の格子(グ
    リッド)と、前記線状導体に給電する給電手段とを具備
    し、前記格子を構成する短辺部の導体幅を長辺部より広
    く形成したことを特徴とするグリッドアレーアンテナ。
  2. 【請求項2】 前記線状導体の短辺部が導体板あるいは
    導体網で形成され、前記長辺部が導体棒あるいは導体線
    で形成されて前記短辺部に接続されていることを特徴と
    する請求項1記載のグリッドアレーアンテナ。
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Cited By (3)

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