JP2005318438A

JP2005318438A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2005318438A
Application number: JP2004136327A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Taira; 隆一平; Masanori Yamaguchi; 真功山口; Daisuke Ito; 大輔伊藤
Original assignee: Harada Industry Co Ltd
Current assignee: Harada Industry Co Ltd
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】パッチ型エレメントを用いた場合に、装置を大型化することなく、バックローブを減少させ、他のアンテナ装置や電子機器への干渉を防止すること。
【解決手段】平面状のグラウンド面Ｇを有するグラウンド部材１１と、グラウンド面Ｇに対し平行に、かつ、所定距離だけ離間して設けられ、グラウンド面Ｇへの投射領域がグラウンド面Ｇに含まれる板状のエレメント板１３と、グラウンド面Ｇの外縁側に設けられ、グラウンド面Ｇ及びエレメント板１３の周囲を囲むとともに、グラウンド面Ｇから離間するにつれてその内壁面がエレメント板１３の中心軸１３ａより離間する壁部材１２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッチ型エレメントを用いたアンテナ装置に関し、特にバックローブを低減できるものに関する。

近年、モバイル放送（デジタルＴＶ）の基地局や衛星波受信装置用として板状のパッチ型エレメントを用いたアンテナ装置が多用されている。このようなアンテナ装置は、例えば、グラウンド板と、このグラウンド板に対して離間して配置されたパッチ型エレメントとを備え、パッチ型エレメントに給電端子を接続することで送受信を行うものである（例えば特許文献１参照）。
特開平５−１４０４２号公報

上述したパッチ型エレメントを用いたアンテナ装置であると次のような問題があった。すなわち、このようなアンテナ装置を送信アンテナとして用いた場合、図８に示すように、メインビームＭと反対向きに電波が照射されるバックローブＢが少なからず発生する。このバックローブＢは他のアンテナ装置の電波特性や電子機器の電気特性に悪影響を与える虞があるため、できるだけ低く抑える必要がある。バックローブＢを低減するためには、グラウンド板を広くすればよいが、アンテナ装置が大型になるという問題がある。

また、グラウンド板をその一辺の０．２倍程度の高さを有し、板面に対して垂直な壁部材で囲むことによりバックローブを多少低減させることができるが（図９参照）、壁部材を例えば０．３倍程度に高くしてもバックローブの低減効果はほどんど改善されない（図１０参照）。このため、バックローブを所望のレベルまで低減させようとするとかなりの高さの壁部材が必要となり、小型化の障害となる。

そこで本発明は、パッチ型エレメントを用いた場合に、装置を大型化することなく、バックローブを減少させ、他のアンテナ装置や電子機器への干渉を防止することができるアンテナ装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は次のように構成されている。

（１）平面状のグラウンド面を有するグラウンド部材と、上記グラウンド面に対し平行に、かつ、所定距離だけ離間して設けられ、上記グラウンド面への投射領域が上記グラウンド面に含まれる板状のエレメント部材と、上記グラウンド面の外縁側に設けられ、上記グラウンド面及び上記エレメント部材の周囲を囲むとともに、上記グラウンド面から離間するにつれてその内壁面が上記エレメント部材の中心軸より離間する壁部材とを備えていることを特徴とする。

（２）上記（１）に記載されたアンテナ装置であって、上記グラウンド面、エレメント部材及び上記壁部材の上記エレメント部材側開口部は、いずれも矩形状に形成されていることを特徴とする。

（３）上記（１）又は（２）に記載されたアンテナ装置であって、上記グラウンド部材と上記壁部材とは一体的に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、パッチ型エレメントを用いた場合に、装置を大型化することなく、バックローブを減少させ、他のアンテナ装置や電子機器への干渉を防止することが可能となる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置１０を一部切欠して示す斜視図、図２は同アンテナ装置１０を一部切欠して示す平面図、図３は同アンテナ装置１０を図２中Ｘ−Ｘ線で切断して矢印方向に見た断面図である。

アンテナ装置１０は、例えば７０ｍｍ×７０ｍｍの矩形状のグラウンド面Ｇを有するグラウンド板１１と、このグラウンド板１１の外縁部に設けられた壁部材１２と、グラウンド面Ｇに対し平行に、かつ、所定距離だけ離間して配置された例えば４５ｍｍ×４５ｍｍの矩形板状のエレメント板１３と、このエレメント板１３を覆う樹脂材製のレドーム１４とを備えている。なお、図１〜図３中１５は外部からエレメント板１３へ給電する給電部を示している。

壁部材１２は、グラウンド板１１に対し例えばθ＝１２７°の角度で設けられており、グラウンド面Ｇから離れるにしたがってエレメント板１３の中心線１３ａから離間する形状となっている。なお、壁部材１２の上縁、すなわち開口部１２ａは例えば１１５ｍｍ×１１５ｍｍの矩形状となっている。さらに、図３中Ｌ１は、壁部材１２の開口部１２ａがグラウンド面Ｇからの離間するグラウンド面Ｇに平行な方向における長さ、Ｌ２は壁部材１２のグラウンド面Ｇからの高さ、Ｌ３は壁部材１２の傾斜方向の長さを示しており、例えばＬ１：Ｌ２：Ｌ３＝３：４：５の比率に形成されていることが好ましい。

また、グラウンド板１１及び壁部材１２はアルミダイキャスト成形により一体的に形成されている。さらに、エレメント板１３は例えば真鍮により形成されている。

このように構成されたアンテナ装置１０では、エレメント板１３に給電を行うことにより送信を行う。なお、動作周波数は２．５ＧＨｚである。また、偏波は直線偏波である。このとき、電波特性は図４に示すようなものとなる。図４に示すように、Ｅ面、Ｈ面共にメインビームＭに比べてバックローブＢが小さいことがわかる。バックローブＢが小さいので、他のアンテナ装置や電子機器への影響を最小限に抑えることができる。

なお、グラウンド面Ｇとエレメント板１３との間には、空気層が形成されているが、空気層以外の誘電体を配置するようにしてもよい。空気層を用いた場合には、比誘電率が１であり、製品ばらつきが無く、利得が大きいというメリットがある。また、比誘電率が１以上の誘電体を用いた場合には、サイズを小さくできるというメリットがある。

上述したように本実施の形態に係るアンテナ装置１０によれば、パッチ型のエレメント板１３を用いた場合であっても、装置を大型化することなく、バックローブを効果的に低減することができる。このため、他のアンテナ装置や電子機器への干渉を防止することが可能となる。また、設置スペースが限られる場合であっても、アンテナ装置１０を用いることが可能となる。

図５は、上述したアンテナ装置１０を、リピータシステムアンテナ装置２０に組み込んだ例を示す側面図である。リピータシステムアンテナ装置２０は、支持台２１と、この支持台２１にブラケット２２を介して取り付けられたアンテナ装置１０と、ブラケット２３を介して取り付けられたアンテナ装置３０と、アンテナ装置３０で受信した信号を増幅してアンテナ装置１０に送るアンプ装置４０とを備えている。

アンテナ装置１０は、前述したように地上側送信アンテナであり、アンテナ装置３０は衛星波受信アンテナである。リピータシステムアンテナ装置２０では、アンテナ装置３０で放送衛星から受信した信号をアンプ装置４０で増幅し、アンテナ装置１０に送る。アンテナ装置１０とアンテナ装置３０は近接しているため、アンテナ装置１０からのバックローブが大きいと、アンテナ装置３０の受信信号に干渉し、アンプ装置４０が飽和する虞がある。しかしながら、前述したようにアンテナ装置１０のバックローブＢは十分に低減されているため、アンテナ装置１０とアンテナ装置３０とを電気的に分離、すなわち、アイソレーションを良くすることができることから、アンテナ装置３０の受信信号に影響を与えることはない。

上述したようにリピータシステムアンテナ装置２０においても、アンテナ装置１０を組み込むことにより、装置を大型化することなく、バックローブを効果的に低減することができ、受信側のアンテナ装置３０やアンプ装置４０への干渉を最小限に抑えることができる高品質なリピータサービスを提供することが可能となる。

図６は、上述したアンテナ装置１０の第１変形例に係るアンテナ装置１０Ａを一部切欠して示す側面図である。本アンテナ装置１０Ａでは、グラウンド面Ｇの廻りに樹脂部材１６が形成され、この樹脂部材１６に対して上述した壁部材１２と同様の壁部材１７が形成されている。本第１変形例に係るアンテナ装置１０Ａにおいても上述したアンテナ装置１０と同様の効果を得ることができる。

図７は、上述したアンテナ装置１０の第２変形例に係るアンテナ装置１０Ｂを一部切欠して示す側面図である。本アンテナ装置１０Ｂでは、グラウンド板１１の下側からエレメント板１３側に向けて上述した壁部材１２と同様の壁部材１８が形成されている。すなわち、壁部材１８とグラウンド板１１とは別部材となっている。さらに、壁部材１８により、グラウンド板１１及びエレメント板１３が囲まれるように配置されている。本第２変形例に係るアンテナ装置１０Ｂにおいても上述したアンテナ装置１０と同様の効果を得ることができる。

なお、上述した壁部材１２，１７，１８はいずれも金属材製であることが好ましいが、例えば同等の効果が得られるのであれば他の材質のものでもよい。例えば、図６及び図７に示した例においては、壁部材１７，１８を軽量化のために樹脂で形成し、その表面に金属箔、金属メッキ、金属粉を付着させるようにしてもよい。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上述した実施の形態では、グラウンド板を矩形状としたが、例えば円形であっても構わない。この場合、壁部材は円筒の端部側を広げたラッパ状となる。また、送信アンテナのバックローブを低減させるものとして説明したが、受信アンテナのバックローブを低減させるために用いても良い。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明の一実施の形態に係るアンテナ装置を一部切欠して示す斜視図。同アンテナ装置を一部切欠して示す平面図。同アンテナ装置を一部切欠して示す側面図。同アンテナ装置の電波特性を示す説明図。同アンテナ装置が組み込まれたリピータシステムアンテナ装置を示す側面図。同アンテナ装置の第１変形例を一部切欠して示す側面図。同アンテナ装置の第２変形例を一部切欠して示す側面図。従来のアンテナ装置の電波特性の一例を示す説明図。従来のアンテナ装置の電波特性の別の例を示す説明図。従来のアンテナ装置の電波特性のさらに別の例を示す説明図。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ…アンテナ装置、１１…グラウンド板、１２，１７，１８…壁部材、１２ａ…開口部、１３…エレメント板、２０…リピータシステムアンテナ装置、３０…アンテナ装置、４０…アンプ装置。

Claims

平面状のグラウンド面を有するグラウンド部材と、
上記グラウンド面に対し平行に、かつ、所定距離だけ離間して設けられ、上記グラウンド面への投射領域が上記グラウンド面に含まれる板状のエレメント部材と、
上記グラウンド面の外縁側に設けられ、上記グラウンド面及び上記エレメント部材の周囲を囲むとともに、上記グラウンド面から離間するにつれてその内壁面が上記エレメント部材の中心軸より離間する壁部材とを備えていることを特徴とするアンテナ装置。
上記グラウンド面、エレメント部材及び上記壁部材の上記エレメント部材側開口部は、いずれも矩形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
上記グラウンド部材と上記壁部材とは一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。