JP2008288811A - 直交偏波素子アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、高精度なアンテナ特性を広い周波数帯域で実現し得たうえで、簡便にして容易に高精度な組立て製作を実現し得るようにすることにある。
【解決手段】アンテナ部１０の第１及び第２の放射素子１１，１２の対同士を電気的に接続する第１及び第２の給電線路１５，１６及び無給電素子１７を誘電体基板１４に一体的に形成して、この誘電体基板１４をアンテナ部１０上に積重配置することにより、第１及び第２の放射素子１１，１２に対して無給電素子１７を組合せ配置するように構成したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば通信装置やレーダ装置等に用いられる直交偏波素子アンテナの改良に関する。

一般に、直交偏波素子アンテナにおいては、ダイポールと称する二組の放射素子を同軸線路を挟んで直交状に交差して配置して組毎に給電線路を介して接続配置し、この二組の放射素子を用いて所望の周波数帯域におけるデータの送受を可能としたアンテナ構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、このようなダイポールアンテナにあっては、その構成上、使用可能な周波数比帯域が狭いために、その使用形態に応じて、放射素子上に無給電素子を組合せ配置して広い周波数範囲で所望のアンテナ特性を得るように構成する方法が採られている。この無給電素子を二組の放射素子に対して組付ける場合には、その取付け精度により、アンテナ特性に悪影響を与えてしまうことで、均一、且つ、高精度な組付け配置が必要とされている。
特開昭５７−２８１１２０号公報

しかしながら、上記直交偏波素子アンテナでは、二組の放射素子に対して無給電素子を取付け配置する構成上、部品点数の増加を招くために、その組立作業を含むアンテナ製作が非常に面倒であるという問題を有する。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易にして、高精度なアンテナ特性を広い周波数帯域で実現し得、且つ、簡便にして容易に高精度な組立て製作を実現し得るようにした直交偏波素子アンテナを提供することを目的とする。

この発明は、少なくとも二対の放射素子が、給電部を挟んで直交されて配置されたアンテナ部と、このアンテナ部の交差部位上に配置され、前記二対の放射素子のうち対同士を電気的に接続する直交して配置した給電線路及び無給電素子が設けられた誘電体基板とを備えて直交偏波素子アンテナを構成した。

上記構成によれば、アンテナ部上に誘電体基板を配して、該誘電体基板の給電線路を二対の放射素子に接続配置することにより、アンテナ部上に誘電体基板に形成した無給電素子が組合せ配置される。これにより、最小限の構成部品で、アンテナ特性の広帯域化を図ることができ、且つ、アンテナ部と無給電素子との高精度な組付けを、少ない組立て工数で実現することができて、「ばらつき」の少ない高品質なアンテナ特性を有したアンテナ製作を容易に行うことが可能となる。

以上述べたように、この発明によれば、構成簡易にして、高精度なアンテナ特性を広い周波数帯域で実現し得、且つ、簡便にして容易に高精度な組立て製作を実現し得るようにした直交偏波素子アンテナを提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施の形態に係る直交偏波素子アンテナを示すもので、アンテナ部１０は、２枚でそれぞれ対を形成する第１及び第２の放射素子１１，１２が支柱部材１３を挟んで直交状に組合せ配置されている。

すなわち、一方の第１の放射素子１１には、それぞれ対向する一端部に取付部１１１が設けられ、この各取付部１１１が支柱部材１３に取付けられて直線状に対向載置される。他方の第２の放射素子１２には、それぞれ対向する一端部に取付部１２１が設けられ、この取付部１２１が支柱部材１３に取付けられて直線状、且つ、第１の放射素子１１に対して直交して組合せ配置される。

上記アンテナ部１０上には、その交差部位に略十字状の誘電体基板１４が積重状に取付け配置される。この誘電体基板１４には、その上下面に図示しない給電部に接続される第１及び第２の給電線路１５，１６がエッチング等の手法により電気的に分離され、且つ上記第１及び第２の放射素子１１，１２に対応して直交状に交差されて設けられる（図２及び図３参照）。

このうち第１の給電線路１５には、その両端部にスルーホール１５１が、上記一対の第１の放射素子１１に対応して設けられ（図１及び図２参照）、このスルーホール１５１を介して第１の放射素子１１と電気的に接続される。他方の第２の給電線路１６には、その両端部にスルーホール１６１が、上記一対の第２の放射素子１２に対応して設けられ（図１及び図３参照）、このスルーホール１６１を介して第２の放射素子１２と電気的に接続される。

また、誘電体基板１４には、その上面側の周縁部に略十字形状をしたリング状の無給電素子１７がエッチング等の手法により上記第１及び第２の給電線路１５，１６を囲んで形成される。

この無給電素子１７は、上記第１及び第２の放射素子１１，１２と電気的に断たれた状態で、アンテナ特性等を考慮して所望の位置関係を採るように形成される。これにより、誘電体基板１４は、直交状に配置された第１及び第２の放射素子１１，１２上の所望の位置に組付けることで、アンテナ部１０に対して所望の精度で組付け配置することができる。

上記無給電素子１７は、例えば要求されるアンテナ特性に応じて、上記アンテナ部１０に対する形状が決定されて誘電体基板１４に形成される。

上記構成により、第１及び第２の放射素子１１，１２が直交状に組合せ配置されたアンテナ部１０に無給電素子１７を組付ける場合には、アンテナ部１０上に誘電体基板１４が積重状に配置され、第１及び第２の給電線路１５，１６がそれぞれスルーホール１５１，１６１を介して第１及び第２の放射素子１１，１２と電気的に接続される。ここで、誘電体基板１４の無給電素子１７は、アンテナ部１０の第１及び第２の放射素子１１，１２に対向されて組付け配置される。

これにより、アンテナ部１０の広帯域特性は、図４に示すように特性Ａとなり、上記アンテナ部１０上に無給電素子１７を組合せていない場合の特性Ｂより周波数比帯域が向上される。例えばリターンロスが−１０ｄＢの周波数比帯域においては、無給電素子１７を組合せていない特性Ｂの場合、約２％であるものが無給電素子を組合せた特性Ａの場合には、約３８％と広くなることが検証される。

このように、上記直交偏波素子アンテナは、アンテナ部１０の第１及び第２の放射素子１１，１２の対同士を電気的に接続する第１及び第２の給電線路１５，１６及び無給電素子１７を誘電体基板１４に一体的に形成して、この誘電体基板１４をアンテナ部１０上に積重配置することにより、第１及び第２の放射素子１１，１２に対して無給電素子１７を組合せ配置するように構成した。

これによれば、最小限の構成部品で、アンテナ特性の広帯域化を図ることができ、且つ、アンテナ部１０と無給電素子１７との高精度な組付けを、少ない組立て工数で実現することができて、「ばらつき」の少ない高品質なアンテナ特性を有したアンテナ製作を容易に行うことが可能となる。

また、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、上記誘電体基板１４に図５乃至図８に示す無給電素子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを構成するようにしてもよい。但し、この図５乃至図８においては、図１乃至図３と同一部分について、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図５に示す無給電素子１７ａは、Ｘ軸とＹ軸で対称性の無い、例えば外形を略六角形形状に形成して、内形を略三角形状としたリング状に形成し、その内径内に上記第１及び第２の給電線路１５，１６を配するように構成したものである。

図６に示す無給電素子１７ｂは、外形及び内形を３２角形形状とした略リング状に形成して、その内径内に上記第１及び第２の給電線路１５，１６を配するように構成したものである。

図７に示す無給電素子１７ｃは、外形を略八角形形状に形成して、内形を略四辺形形状としたリング状に形成し、その内径内に上記第１及び第２の給電線路１５，１６を配するように構成したものである。

図８に示す無給電素子１７ｄは、外形及び内形を略四辺形形状としたリング状に形成して、その内径内に上記第１及び第２の給電線路１５，１６を配するように構成したものである。

なお、上記無給電素子１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、上記誘電体基板１４の上面側に形成するだけに限るものでなく、その他、第１及び第２の放射素子１１，１２側である下面側に形成するようにしてもよい。

また、無給電素子１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄとしては、連続したリング状に形成する形状に限ることなく、その他、アンテナ特性等に応じて、例えばリング状の一部を断するように構成したり、あるいはその他の形状としたりすることが可能である。

よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

この発明の一実施の形態に係る直交偏波素子アンテナの配置構成を示した分解斜視図である。 図１の誘電体基板の上面側を示した平面図である。 図１の誘電体基板の下面側を示した平面図である。 図１のアンテナ特性を説明するために示した特性図である。 この発明の他の実施の形態に係る直交偏波素子アンテナの誘電体基板を取出して示した平面図である。 この発明の他の実施の形態に係る直交偏波素子アンテナの誘電体基板を取出して示した平面図である。 この発明の他の実施の形態に係る直交偏波素子アンテナの誘電体基板を取出して示した平面図である。 この発明の他の実施の形態に係る直交偏波素子アンテナの誘電体基板を取出して示した平面図である。

符号の説明

１０…アンテナ部、１１…第１の放射素子、１２…第２の放射素子、１３…支持部材、１４…誘電体基板、１５…第１の給電線路、１５１…スルーホール、１６…第２の給電線路、１６１…スルーホール、１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…無給電素子。

Claims (4)

1. 少なくとも二対の放射素子が、給電部を挟んで直交されて配置されたアンテナ部と、
   このアンテナ部の交差部位上に配置され、前記二対の放射素子のうち対同士を電気的に接続する直交して配置した給電線路及び無給電素子が設けられた誘電体基板と、
   を具備することを特徴とする直交偏波素子アンテナ。
2. 前記誘電体基板には、前記無給電素子が、前記給電線路を囲んで設けられることを特徴とする請求項１記載の直交偏波素子アンテナ。
3. 前記無給電素子は、前記連続して設けられることを特徴とする請求項２記載の直交偏波素子アンテナ。
4. 前記無給電素子は、前記誘電体基板の前記アンテナ部に対向する下面側に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の直交偏波素子アンテナ。

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