JP2005303986A - 円偏波円偏波アレーアンテナ - Google Patents
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Abstract
【課題】製造が容易で、利得が高く、サイドローブが低い円偏波アレーアンテナを提供する。
【解決手段】円偏波アレーアンテナは、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するパッチ2の少なくとも1セット10からなる複数のグループと、各給電線3がセット10のうちの1つに接続されるとともに、そのセットに対して縦又は垂直方向に延在し、セット10に及び/又はセット10から信号エネルギを伝達する給電線3の回路とを備える。 給電線3の方向が巡回した給電ネットワークを実現するために、セット10のグループに接続された給電線3の各グループのポインティング方向は、給電線3の他のグループのポインティング方向とは異なり、給電線3の隣接した2つのグループは、それぞれ同じ角度を有する。
【選択図】図3
【解決手段】円偏波アレーアンテナは、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するパッチ2の少なくとも1セット10からなる複数のグループと、各給電線3がセット10のうちの1つに接続されるとともに、そのセットに対して縦又は垂直方向に延在し、セット10に及び/又はセット10から信号エネルギを伝達する給電線3の回路とを備える。 給電線3の方向が巡回した給電ネットワークを実現するために、セット10のグループに接続された給電線3の各グループのポインティング方向は、給電線3の他のグループのポインティング方向とは異なり、給電線3の隣接した2つのグループは、それぞれ同じ角度を有する。
【選択図】図3
Description
本発明は、請求項1に係る円偏波アレーアンテナ、及び請求項21に係るアレーアンテナの方法に関する。
最近、アンテナに対する必要が非常に増えている。最新のアンテナは、希望波の信号を増幅する一方で、雑音及び空間から到来する不要電波の信号を無くために、より高性能化されていなければならない。特に高速のデータレートでは、マルチパス効果を低減するとともに消費電力を削減する目的で、低いサイドローブ及び高い利得の放射パターンを有することが好ましい。
カナダ特許第2063914号には、マルチビームアンテナ、及び、マルチビームアンテナ又はフェーズドアレーアンテナと、アンテナ給電装置と、電気的なビームステアリング回路とを備えるビームフォーミングネットワークが開示されている。ホーンアンテナに複数の誘電体共振器を装荷して、放射器を構成している。このマルチビームアンテナの問題点は、放射器毎に2本の給電線が必要であり、その構造が複雑なことである。さらに、そのホーンの製造は容易ではない。
アブデル・ラーマン(Abdel-Rahman)等による文献「ホーン取付け準平面開口結合型マイクロストリップアンテナ(Aperture Coupled Microstrip Antenna With Quasi-Planner Surface Mounted Horn)」、ヨーロッパマイクロ波会議2003(European Microwave Conference 2003)には、開口結合型マイクロストリップアンテナと準平面取付け型ショートホーンとの組合せにより、パッチアンテナの利得を高めることが開示されている。問題点は、この構成は直線偏波にしか用いることができず、円偏波に対しては機能しないことである。また、中程度の利得しか得られず、サイドローブ抑圧も比較的少ない。
米国特許第4090203号には、1つの放射素子を中心に円形に配置された、あるいは方形に配置された7個又は9個の放射素子を備えた基本サブアレーからなるアンテナ装置が開示されている。放射素子は同相に設定されているが、各素子に電力が供給され、また、素子間の間隔は、干渉によりサイドローブが実質的に無くなるように選択されている。このアンテナの問題点は、放射素子毎に給電線が必要であり、その構造が複雑なことである。さらに、製造が容易ではない。
したがって、本発明の目的は、製造が容易で、利得が高く、円偏波のサイドローブが低い等の優れた性能を有する円偏波用のアレーアンテナを提供することである。
本発明の更なる目的は、高損失又は高雑音を生じずに、アレーアンテナのビーム放射方向を変更することである。
この目的は、独立請求項の特徴により達成される。
本発明では、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するパッチの少なくとも1セットからなるグループと、各給電線がセットのうちの1つに接続されるとともに、そのセットに対して縦又は垂直方向に延在し、セットに及び/又はセットから信号エネルギを伝達する給電線の回路とを備える円偏波アレーアンテナを提案する。給電線の方向が巡回した給電ネットワークを実現するために、セットのグループに接続された給電線の各グループのポインティング方向は、給電線の他のグループのポインティング方向とは異なり、給電線の隣接した2つのグループは、それぞれ同じ角度を有する。
さらに、本発明では、パッチの少なくとも1つのセットからなるグループによって、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するステップと、各給電線がセットのうちの1つに接続されるとともに、そのセットに対して縦又は垂直方向に延在し、セットに及び/又はセットから信号エネルギを伝達する給電線の回路を設けるステップと、給電線の方向が巡回した給電ネットワークを実現するために、セットのグループに接続された給電線の各グループを、給電線の他のグループのポインティング方向とは異なるポインティング方向を有するように、配置するステップと、給電線の隣接した2つのグループがそれぞれ同じ角度を有するように、これらの給電線のグループを配置するステップとを有するアレーアンテナの方法を提案する。
さらに、本発明の他の側面として、円偏波電磁波を放射及び/又は受信する複数のパッチと、同じ円偏波を維持するとともに利得を高めるために、これらのパッチのうちの1つにそれぞれ取り付けられたホーンアンテナとを備えるアレーアンテナを提案する。ホーンアンテナは、少なくとも1つのホーンアンテナからなるグループに配置され、ホーンアンテナの各グループは、ホーンアンテナの他のグループのビーム放射方向とは異なるビーム放射方向を有する。
さらに、本発明では、少なくとも1つのパッチからなるセットによって、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するステップと、同じ円偏波を維持するとともに利得を高めるために、セットのうちの1つに各ホーンアンテナをそれぞれ取り付けるステップとを有するビーム切換型アレーアンテナの方法を提案する。これにより、ホーンアンテナの各グループは、ホーンアンテナの他のグループのビーム放射方向とは異なるビーム放射方向を有するように、ホーンアンテナを、少なくとも1つのホーンアンテナからなるグループに配置する。
円偏波電磁波を放射及び/又は受信するパッチを、環状に配置された給電回路と組み合わせて設けることにより、利得を上げ、雑音を減らすとともに、高性能の円偏波を達成することができる。さらに、異なるビーム放射方向を有するホーンを設けることにより、信号の放射特性を犠牲することなく、半球の広い範囲をカバーすることができる。また、パッチの1つのセットに1本の給電線のみを設けることにより、給電線の回路を簡単にすることができる。
好ましくは、セットは、少なくとも1つのパッチを含んでいる。
好ましくは、給電線の隣接した2つのグループのポインティング方向間の角度は、360度を給電線のグループの数で除算した値に等しい。
さらに、好ましくは、給電線の隣接した2つのグループ間の位相は、360度を給電線のグループの数で除算した値に等しい。
好ましい一実施形態において、アレーアンテナは、方形の2×2アレーに配置されたパッチ(2)からなる少なくとも4つのセット(10)により構成される。
さらに、この好ましい実施形態において、隣接した2つの給電線のポインティング方向間の角度は、円偏波を向上させるために90度に等しい。
さらに、好ましくは、隣接した2つの給電線間の位相は90度に等しい。
好ましくは、パッチのセットは3つのパッチからなる。
さらに、好ましくは、給電線は、3つのパッチからなるセットの中央のパッチに接続されている。
好ましくは、パッチ間で信号エネルギを伝達できるように、パッチのセットにおける各パッチを接続する接続素子が設けられている。
第1の実施形態において、接続素子はマイクロストリップ素子である。
他の実施形態において、接続素子は個別電気部品からなる。
好ましくは、パッチの上に誘電体表板が設けられている。
さらに、好ましくは、誘電体表板は1/4波長表板である。
好ましくは、パッチの少なくとも2つのセットは1つの部材に一体化されている。
好ましくは、利得を高めるために、パッチの各セットにはホーンアンテナが取り付けられている。
さらに、好ましくは、表面波を抑圧するために、2つのホーン間にはスロットがそれぞれ設けられている。
好ましい一実施形態において、ホーンの少なくとも一部は中空である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係るアレーアンテナのパッチのセットを示す斜視図であり、アレーアンテナは、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するパッチ2のセット10を備え、この円偏波は、パッチ及び給電線3の構造によって、右円偏波又は左円偏波とすることができる。セット10は、対応する給電線3を有し、給電線3は、パッチ2のセット10の1つのパッチ2に接続されており、対応するパッチ2に及び/又は対応するパッチ2から信号エネルギを伝達することができる。給電は、縦又は垂直方向に延在する給電線のみによって行わなくてもよい。給電は、例えば中央のパッチを多層プリント基板の異なる層にビアホールを介して接続することによって、行うこともできる。最も重要なことは、各パッチの相対的な位相角を正しく設定することである。好ましくは、パッチ2のセット10は、3つのパッチ2からなり、それによって、給電線3は中央のパッチ2に接続される。
パッチ間で信号エネルギを伝達できるように、パッチ2のセット10の各パッチ2は、接続素子9によって接続されており、給電線3から中央のパッチ2に伝達された信号エネルギが、さらに、パッチ2のセット10の他のパッチ2に伝達される。
ここで、接続素子9は、マイクロストリップ素子、又は抵抗R、コイルL、コンデンサCのような個別部品、あるいはこれらの組合せで実現することができる。中央のパッチにおける電力の振幅に対する外側のパッチ素子における電力の振幅の比は、中央のパッチと外側のパッチとの間の接続素子9によって制御される。中央のパッチの振幅は、外側のパッチよりも大きい。サイドローブのレベルは、アレーの端部における振幅分布が終わるときの急峻さに密接に関連している。パッチ2間の接続を用いて、各パッチの振幅を制御する。パッチ素子の両端における振幅を小さくすることにより小さい振幅は、サイドローブの放射を低くすることができる。振幅を次第に小さくして、パッチ素子の端部において小さい値にすると、副ローブ(minor lobes)を無くすことができる。3つのパッチ2からなるセット10を有する本発明に係るアレーアンテナでは、3つのパッチ2に対する電力分布を均一ではなく、不均一とする。均一な分布の場合、パッチのセット10の3つのパッチ2の電力振幅は、1:1:1の比となる。これとは対照的、本発明では、二項分布、又は1:A:−1というドルフ−チェビシェフ分布等の不均一な電力分布を実現することができる。なお、Aは中央のパッチの振幅であり、1<A≦2である。
パッチ2のセット10に1本の給電線3のみを設けることにより、複雑な給電回路(feeding network)を導入することなく、サイドローブレベルを低減することができる。また、減衰器又は増幅器を追加する必要はない。
図2は、本発明に係るアレーアンテナの断面を示す断面図である。ここで、パッチ2は、単一のパッチ2であってもパッチ2のセット10であってもよく、基板12上に設けられている。アンテナの利得を高めるために、パッチ2の上に誘電体の表板(superstrate)11が設けられている。表板11の材料の誘電率は、基板12よりも高い。パッチ2の上に高い誘電率の1/4波長表板を用いることにより、広い横方向に電界が集中し、利得が高くなる。この表板11により、最大の放射を得るためのパッチ2と空気間の良好なインピーダンス整合が得られる。
円偏波性能とアンテナ全体の利得を高めるために、パッチ2は、円形ホーン又は導波管アンテナ4に取り付けることができる。表板11を設ける場合、表板11の大きさは周囲のホーン4の開口部と同じである。誘電体の表板11の形状は、平面板又はレンズ状、すなわち凹状又は凸状の形状とすることができる。
図3は、パッチ2からなる4つのセット10のアレーを示す。円偏波を向上させるために、パッチのセット10の縦軸が時計回り又は反時計回りに回転するように、パッチ2のセット10を配置することができる。
図4は、2×2のアレーに配置されたパッチ2からなる4つのセット10により構成されているアレーアンテナを示す。各セット10の縦軸は90度回転している。利得を高めるために、アレーアンテナには1つの部材からなるホーンアンテナ4が取り付けられている。ここでは、パッチのセット10毎のホーンアンテナ4は、1つのホーンアンテナ部材に一体化されている。アンテナを組み合わせたときの、ある素子から他の素子への不要な電磁波の影響を取り除くために、セット10の2つのホーン4間にスロット5がそれぞれ設けられており、アンテナ性能に影響を及ぼす虞があるクロスカップリング又は表面波を防止している。さらに、パッチ2の各セット10に誘電体の表板11を取る付けることができる。
図5aは、パッチ2からなる幾つかのセット10と、関連するホーンアンテナ4とから構成されるアレーを示す。一般的に、各放射/受信素子は、主ビーム放射方向を有している。このような方向を適切に説明するため、球座標系を導入する。ここで、z軸は、アンテナの平面から垂直方向に延びる方向を示す。さらに、θ角及びΦ角は、球座標系における仰角及び方位角を示す。
標準的なマルチアレーアンテナは、主ビーム方向であるルック角(looking angle)が、z軸の方向においてゼロとなるように設計されている。半球の広い範囲をカバーするために、ビーム方向を変更するための移相器(phase shifting)を用いて、ビームのルック角を、様々なθ角及びΦ角に変更する。これにより、ビームステアリング(beam steering)の全ての状態に対して、サイドローブ抑圧等の不要な信号の制御が非常に困難になるという問題が生じる。
したがって、本発明では、図5aに示すように、異なるビーム方向を有するホーン4を一体化してアンテナアレーとしている。ここで、ホーン4の中心軸は、ホーン4の位置に応じて傾斜している。図5bは、図5a中の線B−B’に沿った断面を示す。図5a及び図5bに示す具体例では、パッチ2からなる4つのセット10の各ホーン4は、同じビーム方向13a、13b又は13cを有している。ここで、中央のホーン4は、球座標系におけるz軸に沿った垂直ビーム方向13bを有している。中央のホーン4から遠くなるほど、ビーム方向の傾斜は大きくなる。すなわち、両側のホーン4の軸14と中央のホーン4の軸14がなす角度が大きくなる。所望のビーム放射方向に応じて、アレーアンテナの制御回路に組み込まれているスイッチにより、ホーン4に及び/又はホーン4から伝搬される信号エネルギは、異なるビーム放射方向を有するホーン4間で切り換えられる。このようにして、不要な雑音又はサイドローブ信号の抑圧を犠牲にすることなく、半球の広い範囲をカバーすることができる。なお、同じビーム放射方向を有するホーンアンテナ4のグループを、一列、矩形、円形、あるいは2次元アレー又は3次元アレーとして配置される1つ以上のホーンアンテナによって構成することができる。ここで、範囲、すなわちアンテナアレー全体によりカバーされるビーム走査範囲(beam scanning range)は、同じビーム放射方向を有するホーン(4)からなる1つのグループによりカバーされるビーム幅に、異なるホーン(4)のグループにより実現されるビーム放射方向の数を乗算した範囲に等しい。
図6は、本発明に係る中空ホーンアンテナ4を有するアレーアンテナを示す。パッチ2又はパッチのセット10は基板12上に設けられ、ホーン4は中空であり、回路サイズを小さくするために、回路部品、例えば電気部品15を中空のホーン部の下に配置することができる。また、ホーン部を電気シールドとしてを使用することができる。
アレーアンテナの円偏波を向上させるために、パッチ2又はパッチのセット10を、異なる方向に向けることができ、すなわち、各パッチ2を隣接するパッチ2に対して例えば90度回転させて配置することができる。また、以下に説明するように、給電線の回路を用いて、円偏波を向上させることができる。
図7は、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するパッチ2を備えたアレーアンテナを示す斜視図である。円偏波電磁波は、パッチ及び給電線3の構造によって、右円偏波又は左円偏波とすることができる。各パッチ2は対応する給電線3を有し、給電線3はパッチ2に対して縦方向に延在している。給電線3は、パッチ2に接続されており、パッチ2に及び/又はパッチ2から信号エネルギを伝達することができる。給電は、縦又は垂直方向に延在する給電線のみによって行わなくてもよい。例えば、給電は、パッチを多層プリント基板の異なる層にビアホールを介して接続することによって、行うこともできる。最も重要なことは、各パッチの相対的な位相角を正しく設定することである。
図8に示すように、各給電線3のポインティング方向(pointing direction)、すなわち向きは、他の給電線3のポインティング方向とは異なる。これにより、給電線3の方向が巡回した給電ネットワークが実現でき、円偏波の性能を更に高めることができる。また、偏波方向を増強することができ、例えば、右円偏波パッチと給電方向が巡回した給電ネットワークとにより、右円偏波の放射を左円偏波よりも多くすることができる。したがって、不要な偏波の主ビームが小さくなるとともに、所望の偏波の主ビームから遠くなる。
この構造は、シングルレイヤのアレーアンテナとマルチレイヤのアレーアンテナの両方に使用することができる。
図7及び図8に示すように、円偏波性能を維持するとともにアンテナ全体の利得を高めるために、各パッチ2には円形ホーン又は導波管アンテナ4を取り付けることができる。ここで、円筒又は円錐形状のホーンアンテナ4を、アレーアンテナの各パッチ2に対して配置する。提案するマルチホーンアンテナを1つの部材に一体化することにより、安価に設計することができ、容易に取り付けることができるという利点を有する。
アンテナを組み合わせたときの、ある素子から他の素子への不要な電磁波の影響を取り除くために、2つのホーン4間にスロット5がそれぞれ設けられており、アンテナ性能に影響を及ぼす虞があるクロスカップリング又は表面波を防止している。
図7及び図8に示すアレーアンテナは、給電線3をそれぞれ有する4つのパッチ2により構成されている。2本の隣接する給電線3のポインティング方向は、90度の角度を有している。また、2本の隣接する給電線3間の位相、すなわち2本の給電線3によって供給される2つの信号間の位相は、90度の角度を有している。また、それぞれ異なるポインティング方向の給電線3を有する更に多くのパッチを使用することも可能である。この場合、2本の隣接する給電線3のポインティング方向間の角度、あるいは2本の隣接する給電線3間の信号の位相は、360度を給電線3の数で除算した値に等しい。例えば、8つのパッチ2を設けた場合、2本の給電線3間の角度及び信号位相は、45度に設定される。
また、図9a乃至9dに示すように、パッチ2のグループ6を使用することもでき、パッチ2からなる1つのグループ6に接続されている給電線3の各グループのポインティング方向は、給電線3の他のグループのポインティング方向とは異なっている。例えば図3aにおいて、パッチの各グループ6は、4つのパッチ2からなり、アレーアンテナ全体としては4つのグループ6から構成され、給電線3の各グループのポインティング方向間の角度は90度となっている。
さらに、パッチ2又はパッチ2のグループ6を、2つの偏波状態、すなわち左円偏波と右円偏波が分離(decoupling)が最良となるように、配置することもできる。これは、給電線3の各グループのポインティング方向を、図9a及び図9cに示すように時計回りに、あるいは図9b及び図9dに示すように反時計回りに回転させることによって実現することができる。
なお、本発明は、パッチ2を2次元アレー状に配置することに限定されず、パッチ2を3次元アレー状に配置することも含み、この場合、各給電線3のそれぞれの上に置かれた給電線3のポインティング方向は、異なる。
また、本発明では、「セット(set)」という用語は、1本の給電線3のみを有する1つ以上のパッチ2の組合せを意味する。セット10が2つ以上のパッチ2を有する場合、セット10のパッチ2は、接続素子9によって接続されている。本発明では、「グループ(group)」という用語は、パッチ2の1つ以上のセット10の組合せを意味する。例えば、セット10が1つのパッチ2のみを有し、グループ6が1つのセット10のみを有する場合、グループ6は1つのパッチのみからなる。これは、1つのグループ6を1つのパッチ2又は複数のパッチ2によって構成することができ、これにより、各パッチ2は対応する1本の給電線3を有し、あるいは、1つのグループ6を2つ以上のパッチ2からなる1つ以上のセット10によって構成することができ、これにより、各セット10は対応する1本の給電線3を有することを意味する。
したがって、本発明では、図10に示すように、異なるビーム方向を有する複数のホーンを一体化してアンテナアレーとしている。ここで、ホーン4の中心軸は、ホーンの位置に応じて傾斜している。図11は、図10中の線A−A’に沿った断面を示す。図10及び図11に示す具体例において、それぞれ2つのホーン4が同じビーム方向7a、7b又は7cを有する。ここで、中央の2つのホーン4が、球座標系におけるz軸に沿った垂直ビーム方向7bを有している。中央の2つのホーン4から遠くなるほど、ビーム方向の傾斜は大きくなる。すなわち、両側のホーン4の軸8と中央のホーン4の軸8がなす角度が大きくなる。所望のビーム放射方向に応じて、アレーアンテナの制御回路に組み込まれているスイッチにより、ホーン4に及び/又はホーン4から伝搬される信号エネルギは、異なるビーム放射方向を有するホーン4間で切り換えられる。このようにして、不要な雑音及びサイドローブ信号の抑圧を犠牲にすることなく、半球の広い範囲をカバーすることができる。なお、同じビーム放射方向を有するホーンアンテナ4のグループを、一列、矩形、円形、あるいは2次元アレー又は3次元アレーとして配置される1つ以上のホーンアンテナ4によって構成することができる。ここで、範囲、すなわちアンテナアレー全体によりカバーされるビーム走査範囲は、同じビーム放射方向を有するホーン(4)からなる1つのグループによりカバーされるビーム幅に、異なるホーン(4)のグループにより実現されるビーム放射方向の数を乗算した範囲に等しい。
図12及び図13は、アンテナの電気的性能を向上させることができる様々な形状を有するホーン4を示す。主にホーンアンテナ4は導波管として機能し、給電線の開放端において導波管に及び/又は導波管から伝搬される信号エネルギを放射及び/又は受信することができる。図13に示すように、矩形又は円形の断面を有する開放導波管は、単純なアンテナとして使用することができる。さらに、放射特性を向上させるために、一端が広がった導波管を使用することもでき、また、図12に示すように、サイドローブ性能を改善するために滑らかな端部を有する導波管を使用することもできる。
なお、本発明は、図面に示したホーン形状に限定されず、ホーン機能を有するあらゆる導波管を含む。
本発明に係るアレーアンテナは、単純な構造で高さが低く、低い労力及びコストで製造することができ、モバイル器機や民生用製品のような小型でコンパクトな民生用製品に実装することができる。
本発明では、サイドローブのレベルが低く、好ましくは15デシベル未満であり、利得が高く、電力が半分となるビーム幅が狭く、例えば20度未満であり、右円偏波と左円偏波の分離に最適な円偏波ミリ波アンテナを、容易に製造することができる。
Claims (42)
- 円偏波電磁波を放射及び/又は受信するパッチ(2)の少なくとも1セット(10)からなるグループ(6)と、
各給電線(3)が上記セット(10)のうちの1つに接続されるとともに、該セットに対して縦又は垂直方向に延在し、該セット(10)に及び/又はセット(10)から信号エネルギを伝達する給電線(3)の回路とを備え、
給電線(3)の方向が巡回した給電ネットワークを実現するために、上記セット(10)のグループ(6)に接続された給電線(3)の各グループのポインティング方向は、給電線(3)の他のグループのポインティング方向とは異なり、給電線(3)の隣接した2つのグループは、それぞれ同じ角度を有することを特徴とする円偏波アレーアンテナ。 - 上記セット(10)は、少なくとも1つのパッチ(2)を含むことを特徴とする請求項1に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 給電線(3)の隣接した2つのグループのポインティング方向間の角度は、360度を給電線(3)のグループの数で除算した値に等しいことを特徴とする請求項1又は2に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 給電線(3)の隣接した2つのグループ間の位相は、360度を給電線(3)のグループの数で除算した値に等しいことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 方形の2×2アレーに配置されたパッチ(2)からなる少なくとも4つのセット(10)により構成されることを特徴する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 隣接した2つの給電線(3)のポインティング方向間の角度は、90度に等しいことを特徴とする請求項5に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 隣接した2つの給電線(3)間の位相は、90度に等しいことを特徴とする請求項5又は6に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記パッチ(2)のセット(10)は、3つのパッチ(2)からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記給電線(3)は、3つのパッチ(2)からなるセット(10)の中央のパッチ(2)に接続されていることを特徴とする請求項8に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記パッチ(2)間で信号エネルギを伝達できるように、上記パッチ(2)のセット(10)における各パッチ(2)を接続する接続素子(9)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記接続素子(9)は、マイクロストリップ素子であることを特徴とする請求項10に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記接続素子(9)は、個別電気部品からなることを特徴とする請求項10に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記パッチ(2)の上には誘電体表板(11)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記誘電体表板(11)は、1/4波長表板であることを特徴とする請求項13に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記パッチ(2)の少なくとも2つのセット(10)は、1つの部材に一体化されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 利得を高めるために、上記パッチ(2)の各セット(10)にはホーンアンテナ(4)が取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 表面波を抑圧するために、上記2つのホーン(4)間にはスロット(5)がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項16に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 上記ホーン(4)の少なくとも一部は、中空であることを特徴とする請求項16又は17に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 1つのセット(10)の各パッチ(2)は、該セット(10)の他のパッチ(2)とは異なる向きを有していることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の円偏波アレーアンテナ。
- 請求項1乃至19のいずれか1項に記載の円偏波アレーアンテナを備える移動端末。
- パッチ(2)の少なくとも1つのセット(10)からなるグループ(6)によって、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するステップと、
各給電線(3)が上記セット(10)のうちの1つに接続されるとともに、該セットに対して縦又は垂直方向に延在し、該セット(10)に及び/又はセット(10)から信号エネルギを伝達する給電線(3)の回路を設けるステップと、
給電線(3)の方向が巡回した給電ネットワークを実現するために、上記セットのグループ(6)に接続された給電線(3)の各グループを、給電線(3)の他のグループのポインティング方向とは異なるポインティング方向を有するように、配置するステップと、
給電線(3)の隣接した2つのグループがそれぞれ同じ角度を有するように、これらの給電線(3)のグループを配置するステップとを有するアレーアンテナの方法。 - 上記セット(10)に少なくとも1つのパッチ(2)を設けることを特徴とする請求項21に記載のアレーアンテナの方法。
- 給電線(3)の隣接した2つのグループのポインティング方向間の角度を、360度を給電線(3)のグループの数で除算した値とすることを特徴とする請求項21又は22に記載のアレーアンテナの方法。
- 給電線(3)の隣接した2つのグループ間の位相を、360度を給電線(3)のグループの数で除算した値とすることを特徴とする請求項21、22又は23に記載のアレーアンテナの方法。
- 方形の2×2アレーに配置されたパッチ(2)からなる少なくとも4つのセット(10)を設けることを特徴する請求項21乃至24のいずれか1項に記載のアレーアンテナの方法。
- 隣接した2つの給電線(3)のポインティング方向間の角度を、90度とすることを特徴とする請求項25に記載のアレーアンテナの方法。
- 隣接した2つの給電線(3)間の位相を、90度とすることを特徴とする請求項25又は26に記載のアレーアンテナの方法。
- 上記パッチ(2)の各セット(10)に、3つのパッチ(2)を設けることを特徴とする請求項21乃至27のいずれか1項に記載のアレーアンテナの方法。
- 上記給電線(3)を、3つのパッチ(2)からなるセット(10)の中央のパッチ(2)に接続することを特徴とする請求項28に記載のアレーアンテナの方法。
- パッチ(2)間で信号エネルギを伝達できるように、上記パッチ(2)のセット(10)における各パッチ(2)を接続する接続素子(9)を設けることを特徴とする請求項21乃至29のいずれか1項に記載のアレーアンテナの方法。
- 上記接続素子(9)としてマイクロストリップ素子を設けることを特徴とする請求項30に記載のアレーアンテナの方法。
- 上記接続素子(9)として個別電気部品を設けることを特徴とする請求項30に記載のアレーアンテナの方法。
- 上記パッチ(2)の上に、誘電体表板(11)を設けることを特徴とする請求項21乃至32のいずれか1項に記載のアレーアンテナの方法。
- 上記誘電体表板(11)として1/4波長表板を設けることを特徴とする請求項33に記載のアレーアンテナの方法。
- 上記パッチ(2)の少なくとも2つのセット(10)を、1つの部材に一体化することを特徴とする請求項21乃至34のいずれか1項に記載のアレーアンテナの方法。
- 利得を高めるために、上記パッチ(2)の各セット(10)にホーンアンテナ(4)を取り付けることを特徴とする請求項21乃至35のいずれか1項に記載のアレーアンテナの方法。
- 表面波を抑圧するために、上記2つのホーン(4)間に、スロット(5)をそれぞれ設けることを特徴とする請求項36に記載のアレーアンテナの方法。
- 上記ホーン(4)の少なくとも一部を、中空ホーン(4)として設けることを特徴とする請求項36又は37に記載のアレーアンテナの方法。
- 円偏波電磁波を放射及び/又は受信する少なくとも1つのパッチ(2)からなるセット(10)と、
同じ円偏波を維持するとともに利得を高めるために、上記セット(10)のうちの1つにそれぞれ取り付けられた複数のホーンアンテナ(4)とを備え、
上記ホーンアンテナ(4)は、少なくとも1つのホーンアンテナ(4)からなるグループに配置され、ホーンアンテナ(4)の各グループのビーム放射方向は、ホーンアンテナ(4)の他のグループのビーム放射方向とは異なることを特徴とするビーム切換型アレーアンテナ。 - 中央のホーン(4)の軸(8)は垂直であり、他のホーン(4)の軸(8)は傾斜し、中央のホーン(4)から外れるに従って、各ホーン(4)の軸が大きく傾斜することを特徴とする請求項39に記載のビーム切換型アレーアンテナ。
- 少なくとも1つのパッチ(2)からなるセット(10)によって、円偏波電磁波を放射及び/又は受信するステップと、
同じ円偏波を維持するとともに利得を高めるために、上記セット(10)のうちの1つに、各ホーンアンテナ(4)をそれぞれ取り付けるステップとを有し、
これにより、ホーンアンテナ(4)の各グループは、ホーンアンテナ(4)の他のグループのビーム放射方向とは異なるビーム放射方向を有するように、上記ホーンアンテナ(4)を、少なくとも1つのホーンアンテナ(4)からなるグループに配置することを特徴とするビーム切換型アレーアンテナの方法。 - 中央のホーン(4)の垂直軸(8)を設け、他のホーン(4)の軸(8)を傾斜させ、中央のホーン(4)から外れるに従って、各ホーン(4)の軸が大きく傾斜することを特徴とする請求項41に記載のビーム切換型アレーアンテナの方法。
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