JP2008035461A

JP2008035461A - マイクロストリップ反射アレイアンテナ

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Publication number: JP2008035461A
Application number: JP2006272111A
Authority: JP
Inventors: The-Nan Chang; 知難張; Chung-Sung Chu; 俊松朱
Original assignee: Tatung Co Ltd
Current assignee: Tatung Co Ltd
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2026-10-03
Also published as: US20080024368A1; JP4294672B2; TWI318479B; TW200807809A; US7439913B2

Abstract

【課題】マイクロストリップ反射アレイアンテナの提供。
【解決手段】本発明は一種のマイクロストリップ反射アレイアンテナ、特に一種の低い交差偏波レベルのマイクロストリップ反射アレイアンテナに関わるものである。主にアース板、上表面を有する反射板、該上表面に複数のマイクロストリップアンテナユニットを設け、すべてのマイクロストリップアンテナユニットに内輪と外輪を備える。複数の支持ユニットにより、該反射板をアース板の上部に支える。及び反射板上部に備える信号発信ユニットの構成要素より構成する。そのうち、マイクロストリップアンテナユニット外輪の寸法は、その外輪が該反射板の上表面の取付け位置による。かつ、該マイクロストリップアンテナユニット外輪の直径は、マイクロストリップアンテナユニット同士の内輪直径と一定関係を存在し、外輪と内輪とも溝を開ける。
【選択図】図３

Description

本発明は一種のマイクロストリップ反射アレイアンテナ、特に一種の衛星通信分野に使用する低い交差偏波レベル（ｃｒｏｓｓｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｌｅｖｅｌ，ＸＰＬ）のマイクロストリップ反射アレイアンテナに関わるものである。

現在使用されている衛星通信システム（衛星放送など）は、大気層の吸収または他の原因により、実務上信号伝送に応用可能な帯域はかなり限られている。一方、伝送する信号チャンネルの数が大幅に増加（現在数百チャンネルのテレビ局）している。従来の周波数帯によるチャンネルの振り分け方法（周波数分割多重方式）は、もはやこのような状況に追いつかない。このため、現在は周波数分割多重方式のほか、業界は一種の異なる偏波方向の複数の信号（同一周波数）でもって、異なるチャンネルのコンテンツ（偏波多重）の使用を開始している。これにより、衛星通信システムの伝送チャンネルは、大幅に増加でき、チャンネル拡充のため、新たに通信衛星を打ち上げる必要がなくなり、投資を大幅に軽減できる。

しかしながら、同じ衛星通信周波数において、異なる偏波方向の信号は、それぞれのプログラムチャンネルに属している。もし、衛星受信アンテナが受信信号の偏波方向の識別ができないとき、その衛星受信アンテナを使用した受信システムはチャンネル信号が異なる二つの信号（偏波方向がそれぞれ異なる）を受信してしまう可能性がある。この方式は、目的チャンネルの信号強度は強いが、もう一つのチャンネル（もう一つの偏波方向による伝送）の信号は、ゴーストなどのノイズが発声し、視聴に影響を与える。

図１に示すものは、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの概略図である。図１Ａに示すとおり、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、主にアース板１１、反射板１２、四つの支持ユニット１３、及びホーンアンテナ１４より構成する。そのうち、反射板１２は四つの絶縁部材より構成した支持ユニット１３の支持により、銅板で構成されたアース板１１と一定の距離を維持する。このほか、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナは反射板１２の上表面１２１に複数のマイクロストリップアンテナユニット１５を設け、マイクロストリップアンテナユニット１５それぞれは内輪１５１と外輪１５２より構成する。さらに、各マイクロストリップアンテナユニット１５の寸法（外輪１５２は第１直径の長さを有するなど）は、反射板１２の上表面１２１に取り付ける位置による。これらのマイクロストリップアンテナユニット１５はさらに、以下の特徴を備える。
１．同じのマイクロストリップアンテナユニット１５において、内輪１５１が備える第２直径の寸法と外輪１５２が備える直径の寸法と所定の比例関係を有する。
２．同じのマイクロストリップアンテナユニット１５の外輪１５２と内輪１５１とも同じ幅（４ｍｍ）を有する。

図２に示すものは、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナが、１ＥＤ３ソフトウエア模擬により得られた平面波散乱域の概略図である。図２より、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの交差偏波レベルが顕著的にみられる。すなわち、受信信号がＹ偏波方向信号のとき、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナに対して、Ｘ偏波方向（同じ周波数）の信号が強く受信される。つまり、前述した問題点が起きる。

このため、一種の単一偏波方向の高周波信号（プログラムコンテンツ信号など）のマイクロストリップ反射アレイアンテナが業界で求められている。すなわち、衛星通信システムの衛星受信アンテナの受信品質を向上できる、一種の低い交差偏波レベルのマイクロストリップ反射アレイアンテナが業界で求められている。

本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、高周波信号の受発信ができる。主にアース板、上表面を有する反射板、該上表面に複数のマイクロストリップアンテナユニットを設け、すべてのマイクロストリップアンテナユニットに内輪と外輪を備える。複数の支持ユニットにより、該反射板をアース板の上部に支えて、反射板と該アース板と所定の距離を維持する。信号発信ユニットを反射板上部に設け、該高周波信号の受発信を担ぐ。そのうち、これらのマイクロストリップアンテナユニット外輪の寸法は、該反射板の上表面に設ける位置による。すべてのマイクロストリップアンテナユニットの外輪に第１直径を有し、すべてのマイクロストリップアンテナユニットの外輪に第２直径を有する。かつ、同じのマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪の第１直径と内輪の第２直径に所定の比例関係を有する。すべてのマイクロストリップアンテナユニットの外輪に、一つ以上の第１溝を開け、すべてのマイクロストリップアンテナユニットの内輪に一つ以上の第２溝を開ける。

これにより、本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナに備えるマイクロストリップアンテナユニットの外輪と内輪に、第１溝と第２溝をそれぞれ設ける（つまり、二つの第１溝の連結線方向は、二つの第２溝の連結線方向に平行する）。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナが受信状態のとき、これらの溝により、マイクロストリップアンテナユニット一つの偏波方向が二つの第２溝の連結線方向の高周波信号と垂直による誘導電流を遮蔽しておく、本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、偏波方向が二つの第１溝の連結線方向に平行した高周波信号のみを受信することにより、偏波方向が二つの第２溝の連結線方向の高周波信号受信可能性が少なくなり、交差偏波レベルが有効に軽減される。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナを使用することにより、衛星通信システムは同じ周波数に２種類または以上の信号を伝送できる（それぞれの信号に異なる偏波方向を有する）ため、衛星通信システムの容量と受信信号の品質を大幅に向上できる。

本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、いずれの信号発信ユニットを使用できる。ただし、ホーンアンテナを使用することが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、いずれの周波数帯の高周波信号受発信ができる。ただし、その周波数帯は、９Ｇｈｚから１２Ｇｈｚの範囲が好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、いずれ材質のアース板を使用できる。ただし、その材質は銅、アルミまたは金を使用することが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、いずれ材質の反射板を使用できる。ただし、ＦＲ−４材質のマイクロウェブ基板、Ｄｕｒｏｉｄ材質のマイクロウェブ基板、一Ｔｅｆｌｏｎ材質のマイクロウェブ基板、一Ｒｏｃｈａｃｅｌｌ材質のマイクロウェブ基板、一ＧａＡｓ材質のマイクロウェブ基板、またはセラミック材質のマイクロウェブ基板を使用することがこの好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、いずれ材質の支持ユニットを使用しても良い。ただし、その材質は絶縁部材を使用することが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板とアース板との間は任意距離を設けても良い。ただし、両者間の距離は４ｍｍから１０ｍｍの間に設けることが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナのマイクロストリップアンテナユニットは、いずれ材質の反射板を使用しても良い。ただし、その材質は銅、アルミまたは金を使用することが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナのマイクロストリップアンテナユニットはいずれ形状の内輪を形成しても良い。ただし、その形状は円形、楕円形、四角形、または多辺形を設けることが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナのマイクロストリップアンテナユニットはいずれ形状の外輪を形成しても良い。ただし、その形状は円形、楕円形、四角形、または多辺形を設けることが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナのマイクロストリップアンテナユニットに備える内輪の第２直径はいずれ寸法を設けても良い。ただし、同一のマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪の第１直径の０．４倍から０．８倍の間に設けることが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナのマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪は、任意数の第１溝を設けても良い。ただし、その数は２から４を設けることが好ましいのである。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナのマイクロストリップアンテナユニットに備える内輪は、任意数の第２溝を設けても良い。ただし、その数は２から４を設けることが好ましいのである。

請求項１の発明は、アース板、反射板、複数の支持ユニット及び信号発信ユニットを含み、高周波信号を受発信する一種のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、
該反射板は上表面を有し、該上表面に複数のマイクロストリップアンテナユニットを設け、各マイクロストリップアンテナユニットに内輪と外輪を設け、
該支持ユニットにより該反射板をアース板の上方に支えることにより、該反射板と該アース板との間に所定の距離を維持し、
該信号発信ユニットを該反射板の上方に設け、該高周波信号の受発信を行い、
そのうち、各マイクロストリップアンテナユニットの外輪寸法は、該外輪が該反射板の上表面に設ける位置により決められ、各マイクロストリップアンテナユニットの外輪に第１直径を有し、各マイクロストリップアンテナユニットの内輪に第２直径を有し、同じマイクロストリップアンテナユニットの外輪の第１直径と内輪の第２直径は第１比例関係を有し、各マイクロストリップアンテナユニットの外輪に一つの第１溝を開け、各マイクロストリップアンテナユニットの内輪に一つ以上の第２溝を開けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項２の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該信号発信ユニットはホーンアンテナであることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項３の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該高周波信号の周波数帯は９ＧＨｚから１２ＧＨｚの間に設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項４の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該アース板は銅板を設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項５の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該反射板はＦＲ−４部材のマイクロウェブ基板を設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項６の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該支持ユニットは絶縁部材より構成することを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項７の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該アース板と反射板との距離は４ｍｍから１０ｍｍの間であることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項８の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該アース板と反射板との距離は、該支持ユニットの長さ調節により変更できることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項９の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの内輪は円形の輪であることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項１０の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの外輪は円形の輪であることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。

請求項１１の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの内輪と外輪は同心環であることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項１２の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットに備える内輪の第２直径は、同じマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪の第１直径の０．４倍と０．８倍の間に設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項１３の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットに備える内輪の幅は、同じマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪の幅と同じに設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項１４の発明は、請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの外輪に二つの第１溝を開けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項１５の発明は、請求項１４記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該二つの第１溝は、該外輪の第１直径に備える二つの端点に設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項１６の発明は、請求項１５記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの内輪に二つの第２溝を開けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項１７の発明は、請求項１６記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該二つの第２溝は、該内輪の第２直径に備える二つの端点に設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。
請求項１８の発明は、請求項１７記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該外輪の第１直径と該内輪の第２直径は重なることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナとしている。

本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナに備えるマイクロストリップアンテナユニットの外輪と内輪に、第１溝と第２溝をそれぞれ設ける（つまり、二つの第１溝の連結線方向は、二つの第２溝の連結線方向に平行する）。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナが受信状態のとき、これらの溝により、マイクロストリップアンテナユニット一つの偏波方向が二つの第２溝の連結線方向の高周波信号と垂直による誘導電流を遮蔽しておく、本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、偏波方向が二つの第１溝の連結線方向に平行した高周波信号のみを受信することにより、偏波方向が二つの第１溝の連結線方向の高周波信号受信可能性が少なくなり、交差偏波レベルが有効に軽減される。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナを使用することにより、衛星通信システムは同じ周波数に２種類または以上の信号を伝送できる（それぞれの信号に異なる偏波方向を有する）ため、衛星通信システムの容量と受信信号の品質を大幅に向上できる。

図３は、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの概略図を示す。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、主にアース板２１、反射板２２、四つの支持ユニット２３、およびホーンアンテナ２４より構成する。そのうち、反射板２２は四つの絶縁部材より構成した支持ユニット２３によって支えられ、銅板より構成したアース板２１と所定の距離を維持する。本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、反射板２２とアース板２１との距離は約６ｍｍである。ただし、応用場面により、反射板２２は四つの支持ユニット２３の長さを調節して、アース板２１と他の距離を維持するができる。このほか、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナは反射板２２の上表面２２１に複数のマイクロストリップアンテナユニット２５を設け、マイクロストリップアンテナユニット２５それぞれは内輪２５１と外輪２５２より構成する（図４參照）。

図４は、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板の概略図を示す。各マイクロストリップアンテナユニット２５の寸法（外輪２５２に備える第２直径など）は、反射板２２の上表面２２１に設ける場所に従って設け、ホーンアンテナ２４より発信した高周波信号を大気圏（本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナが発信状態のとき）に発信するか、または大気圏の信号（衛星より信号のダウロード）をホーンアンテナ２４（本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナが十進状態のとき）に反射させる。

本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、反射板２２の上表面２２１に設けるマイクロストリップアンテナユニット２５さらに、以下の特徴を備える。
１．同一のマイクロストリップアンテナユニット２５において、内輪２５１が備える第２直径の寸法と外輪２５２が備える第１直径の寸法と所定の比例関係を有する。この所定の比例関係は、応用場面によって変更される。通常、この所定の比例関係とは、内輪２５１に備える第２直径を外輪２５２に備える第１直径を割った値の０．４から０．８の間に設ける。ただし、本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、この直径の対比値は約０．６である。
２．同じマイクロストリップアンテナユニット２５において、外輪２５２と内輪２５１とも同じ方向（図４に示すＹ方向）に沿って、二つの第１溝２５３と二つの第２溝２５４をそれぞれ開けて、該マイクロストリップアンテナユニット２５の外輪２５２と内輪２５１を２等分分割する。
３．同じマイクロストリップアンテナユニット２５において、外輪２５２と内輪２５１とも同じ幅を有する。本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、各マイクロストリップアンテナユニット２５に備える外輪２５２と内輪２５１それぞれの幅は、約４ｍｍである。

以下は、実地測定並びに１ＥＤ３ソフトウエア模擬を通じて、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ（図３）と公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナ（図１）と比較した結果、より低い交差偏波レベル（ｃｒｏｓｓｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｌａｖｅｌ，ＸＰＬ）が得られているため、衛星通信の使用可能チャンネル数が大幅に増加できる。

実地測定並びに１ＥＤ３ソフトウエア模擬の前に、測定とソフトウエア模擬の条件を以下の通り設定する。
１．ホーンアンテナから反射板に発信する平面波（ｐｌａｎｅｗａｖｅ）は偏波信号（ｐｏｌａｒｉｚｅｄｓｉｇｎａｌ）、かつ、その偏波方向は図１、図３及び図４に示すＹ方向に平行する。さらに、この信号は照準角度（ｂｏｒｅ−ｓｉｇｈｔａｎｇｌｅ）における交差偏波レベル（ＸＰＬ）は、約３０ｄＢｉである。
２．反射板は、ＦＲ−４材質のマイクロウェブ基板より構成し、その長さと幅はそれぞれ４ｃｍＸ２４ｃｍ、その厚みは約０．８ｍｍ。
３．反射板とアース板との距離、約６ｍｍ。
４．反射板の上表面は、１．５ｃｍ間隔で２５６個のマイクロストリップアンテナユニットを設ける。各マイクロストリップアンテナユニットは、内輪と外輪をそれぞれ設け、両者の幅は約０．４ｍｍに設ける。すべてのマイクロストリップアンテナユニットに備える内輪の第２直径は、同じマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪の第１直径の０．６倍に設定。
５．公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナに備える反射板の上表面に設けるマイクロストリップアンテナユニットの内輪と外輪とも溝を開けない、かつ、両者の間に同心環関係を有する。
６．本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナに備える反射板の上表面に設ける各マイクロストリップアンテナユニットの内輪と外輪は同じ方向（図４に示すＹ方向）に沿って、第１溝と第２溝をそれぞれ開け、かつ、第１溝と第２溝の幅とも０．４ｍｍを設ける。

模擬の結果、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの平面波散乱域（Ｐｌａｎｅｗａｖｅｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄ）は図２に示し、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの平面波散乱域は５に示す。なお、両者間の差異を比較するため、図６は図２と図５より集合したものである。

図６に示すとおり、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナ（公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ）より反射された高周波信号に備えるＹ偏波方向の部分は、各角度値（θ）の強度分布（すなわち、散乱域）はほぼ同じである。一方、二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナを表す２本の曲線に顕著的な差を認めない。ホーンアンテナより、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナに備える反射板に発信された信号は、Ｙ方向偏波の高周波信号であるため、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナは、いずれの角度値（θ）において、両者間の共用偏波レベル（ｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｌｅｖｅｌ）は、大体同じである。

しかしながら、図６の下半部に示すとおり、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナ（公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ）より反射された高周波信号のＸ偏波方向の部分は、各角度値（θ）における強度分布（すなわち、散乱域）は顕著的な差がみられた。２本の曲線の差が大きいほか、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの曲線が公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの曲線に対して、低いことが顕著的である。その上、ホーンアンテナよりこの二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナに備える反射板に発信された信号は、同じくＹ方向偏波を備えた高周波信号である。よって、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの交差偏波レベルは、いずれの各角度値（θ）においても、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの交差偏波レベルより低いことが顕著的である。

図７は二つのアンテナ（公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ）の９Ｇｈｚから１２Ｇｈｚの帯域における照準線の放射ゲイン値を実測したものである。すなわち、両者の照準線共用偏波ゲイン（ｂｏｒｅｓｉｇｈｔｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｇａｉｎ）と交差偏波ゲイン（Ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｇａｉｎ）を比較した結果である。そのうち、この周波数域（９Ｇｈｚから１２Ｇｈｚ）において、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナ（公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ）の照準線における共用偏波ゲインの２本の曲線は周波数域内（９Ｇｈｚから１２Ｇｈｚ）に、顕著的な差がみられない。よって、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナの照準線における共用偏波ゲインは、周波数域内（９Ｇｈｚから１２Ｇｈｚ）において、ほぼ同じを意味する。

一方、図７の下半部に示すとおり、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナ（公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ）の交差偏波における２本の曲線は、周波数域内（９Ｇｈｚから１２Ｇｈｚ）に、顕著的な差が存在するため、２本の曲線の差が大きい。そして、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの曲線は公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの曲線に対して、その低さが顕著的である。よって、周波数域内（９Ｇｈｚから１２Ｇｈｚ）において、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの交差偏波ゲインは、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの交差偏波ゲインに対して、その低さが顕著的である。

図８に示すものは、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナ（公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ）が１０．４Ｇｈｚの周波数域で実測された、両者の磁場平面（Ｈ−ｐｌａｎｅ）における共用偏波放射ゲインパターン図（ｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｒａｄｉａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ）と交差放射ゲインパターン（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｒａｄｉａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ）図である。図８に示すとおり、この周波数帯（１０．４Ｇｈｚ）において、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナ（公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ）が磁場平面における共用偏波放射ゲインパターン図の２本の曲線は、各角度値（θ）において、顕著的な差がみられなかった。よって、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナはいずれの角度値（θ）においても、磁場平面における共用偏波放射ゲインパターン図は、ほぼ同じである。

一方、図８の下半部に示すとおり、この二つのマイクロストリップ反射アレイアンテナ（公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナ）の磁場平面の交差偏波放射ゲインパターンは、いずれの角度値（θ）にいても、その差を認める。そして、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの曲線は公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの曲線に対して、低いのである。よって、この周波数帯（１０．４Ｇｈｚ）において、本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの磁場平面の交差偏波放射ゲインパターンは、いずれの角度値（θ）も、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの磁場平面における交差偏波放射ゲインパターンに対して、その低さが顕著的である。

さらに、マイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板に備えるマイクロストリップアンテナユニットの上表面に設ける内輪の第２直径は、同じマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪の第１直径との対比値は０．６倍のほか、両者間の対比値（第２直径寸法を第１直径寸法に割る）は０．４から０．８間いずれの値であっても良い。しかしながら、この対比値を変わることにより、このマイクロストリップ反射アレイアンテナの交差偏波レベルも変わる。本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの例として、各マイクロストリップアンテナユニットの第２直径/第１直径の対比値は０．６で、その交差偏波レベルは３６ｄＢ前後である。そこで、各マイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板に備えるマイクロストリップアンテナユニットの第２直径/第１直径の対比値を０．８に変更したとき、このマイクロストリップ反射アレイアンテナの交差偏波レベルは２０ｄＢに減衰する。すなわち、このマイクロストリップ反射アレイアンテナが受信するときのノイズ（もう一つの偏波方向信号）が大きくなる。

図９に示すものは、本発明の実施例２のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板上表面に備えるマイクロストリップアンテナユニットの概略図である。本発明の実施例２のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板に備える上表面のマイクロストリップアンテナユニット６１は、すべて正方形の内輪６２と正方形の外輪６３を有し、かつ内輪６２の幾何中心点（図示しない）と外輪６の幾何中心点（図示しない）が重なる。さらに、外輪６３と内輪６２は二つの第１溝６４と二つの第２溝６５をそれぞれ開けて、外輪６３と内輪６２を二つの部分に分ける。なお、本発明の実施例２のマイクロストリップ反射アレイアンテナに備える反射板の上表面に取り付けるマイクロストリップアンテナユニットの外輪６３それぞれの辺長は、上表面に設ける位置による。

図１０に示すものは、本発明の実施例３のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板上表面に備えるマイクロストリップアンテナユニットの概略図である。本発明の実施例３のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板に備える上表面のマイクロストリップアンテナユニット７１は、すべて六角形の内輪７２と六角形の外輪７３を有し、かつ内輪７２の幾何中心点（図示しない）と外輪７３の幾何中心点（図示しない）が重なる。さらに、外輪７３と内輪７２は二つの第１溝７４と二つの第２溝７５をそれぞれ開けて、外輪７３と内輪７２を二つの部分に分ける。なお、本発明の実施例３のマイクロストリップ反射アレイアンテナに備える反射板の上表面に取り付けるマイクロストリップアンテナユニットの外輪７３それぞれの辺長は、上表面に設ける位置による。

これにより、本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナに備えるマイクロストリップアンテナユニットの外輪と内輪に、第１溝と第２溝をそれぞれ設ける（つまり、二つの第１溝の連結線方向は、二つの第２溝の連結線方向に平行する）。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナが受信状態のとき、これらの溝により、マイクロストリップアンテナユニット一つの偏波方向が二つの第２溝の連結線方向の高周波信号と垂直による誘導電流を遮蔽しておく、本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナは、偏波方向が二つの第１溝の連結線方向に平行した高周波信号のみを受信することにより、偏波方向が二つの第１溝の連結線方向の高周波信号受信可能性が少なくなり、交差偏波レベルが有効に軽減される。本発明のマイクロストリップ反射アレイアンテナを使用することにより、衛星通信システムは同じ周波数に２種類または以上の信号を伝送できる（それぞれの信号に異なる偏波方向を有する）ため、衛星通信システムの容量と受信信号の品質を大幅に向上できる。

公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの概略図である。模擬による公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナの平面波散乱域の概略図である。本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの概略図である。本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板上表面の概略図である。本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの平面波散乱域の概略図である。図２と図５を結合した、公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナの平面波散乱域の概略図である。公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナが９Ｇｈｚから１２Ｇｈｚの周波数域で実測された、両者の照準線における共用偏波ゲインと交差偏波ゲイン効果の概略図である。公知技術のマイクロストリップ反射アレイアンテナと本発明の実施例１のマイクロストリップ反射アレイアンテナが１０．４Ｇｈｚの帯域で実測された、両者の磁場平面における共用偏波放射パターンと交差偏波放射パターン効果の概略図である。本発明の実施例２のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板上表面に備えるマイクロストリップアンテナユニットの概略図である。本発明の実施例３のマイクロストリップ反射アレイアンテナの反射板上表面に備えるマイクロストリップアンテナユニットの概略図である。

符号の説明

１１アース板
１２反射板
１２１上表面
１３支持ユニット
１４ホーンアンテナ
１５マイクロストリップアンテナユニット
１５１内輪
１５２外輪
２１アース板
２２反射板
２２１上表面
２３支持ユニット
２４ホーンアンテナ
２５マイクロストリップアンテナユニット
２５１内輪
２５２外輪
２５３第１溝
２５４第２溝
６１マイクロストリップアンテナユニット
６２内輪
６３外輪
６４第１溝
６５第２溝
７１マイクロストリップアンテナユニット
７２内輪
７３外輪
７４第１溝
７５第２溝

Claims

アース板、反射板、複数の支持ユニット及び信号発信ユニットを含み、高周波信号を受発信する一種のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、
該反射板は上表面を有し、該上表面に複数のマイクロストリップアンテナユニットを設け、各マイクロストリップアンテナユニットに内輪と外輪を設け、
該支持ユニットにより該反射板をアース板の上方に支えることにより、該反射板と該アース板との間に所定の距離を維持し、
該信号発信ユニットを該反射板の上方に設け、該高周波信号の受発信を行い、
そのうち、各マイクロストリップアンテナユニットの外輪寸法は、該外輪が該反射板の上表面に設ける位置により決められ、各マイクロストリップアンテナユニットの外輪に第１直径を有し、各マイクロストリップアンテナユニットの内輪に第２直径を有し、同じマイクロストリップアンテナユニットの外輪の第１直径と内輪の第２直径は第１比例関係を有し、各マイクロストリップアンテナユニットの外輪に一つの第１溝を開け、各マイクロストリップアンテナユニットの内輪に一つ以上の第２溝を開けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該信号発信ユニットはホーンアンテナであることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該高周波信号の周波数帯は９ＧＨｚから１２ＧＨｚの間に設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該アース板は銅板を設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該反射板はＦＲ−４部材のマイクロウェブ基板を設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該支持ユニットは絶縁部材より構成することを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該アース板と反射板との距離は４ｍｍから１０ｍｍの間であることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該アース板と反射板との距離は、該支持ユニットの長さ調節により変更できることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの内輪は円形の輪であることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの外輪は円形の輪であることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの内輪と外輪は同心環であることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットに備える内輪の第２直径は、同じマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪の第１直径の０．４倍と０．８倍の間に設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットに備える内輪の幅は、同じマイクロストリップアンテナユニットに備える外輪の幅と同じに設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの外輪に二つの第１溝を開けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１４記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該二つの第１溝は、該外輪の第１直径に備える二つの端点に設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１５記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該マイクロストリップアンテナユニットの内輪に二つの第２溝を開けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１６記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該二つの第２溝は、該内輪の第２直径に備える二つの端点に設けることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。
請求項１７記載のマイクロストリップ反射アレイアンテナにおいて、該外輪の第１直径と該内輪の第２直径は重なることを特徴とするマイクロストリップ反射アレイアンテナ。