JP2008535299A - 構想上の大きな柔軟性を提供する超広帯域アンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の超広帯域アンテナ(1)は、第一、第二の造形表面(3、4)の間に画定され、これにより、放射素子を画定する放射素子画定ゾーン(2)を形成する。各造形表面(3、4)がさらにアンテナの長手方向軸(Z)を中心として回転対称で、長手方向軸(Z)に対して直交しかつ水平方向軸(X)を含む平面との関係において互いに対面して配置され、放射素子画定ゾーン(2)内の電磁波の電磁界の特性の制御に適合した寸法および輪郭形状を有し、放射素子画定ゾーン(2)は、方位角の面に沿って、周波数帯域内でほぼ恒常な利得を呈するように構成されている。このアンテナは、さらに、同軸線路による励振手段(6)と突起電極による整合手段(7)とを備える。
【選択図】図3
Description
− 第一および第二の造形表面の間に画定され、かくして、放射素子を画定する放射素子画定ゾーンであって、これらの造形表面がさらにアンテナの長手方向軸を中心とした回転対称性を呈し、長手方向軸に対して直交しかつ水平方向軸を含む平面との関係において互いに対面して配置され、放射素子画定ゾーン内の電磁波の電磁界の特性を制御するのに適合した寸法および輪郭形状を有し、かくして、アンテナが方位角の面に沿って周波数帯域内でほぼ恒常な利得を呈するようになっている放射素子画定ゾーンと、
− 長手方向軸に平行に延び、中央領域内に局在化した形で電磁波信号を発生させるのに適している励振手段と、
− 第一の造形表面に付随し、放射素子画定ゾーンの中央領域内で第二の造形表面の方向に突出して、励振手段と前記放射素子画定ゾーンとの間の局在化した結合に有利に作用するのに適している整合手段とを含むことを特徴とする超広帯域アンテナを提案する。
a.直線
b.長手方向軸との関係において凹状
c.長手方向軸との関係において凸状
a.直線
b.長手方向軸に対し直交し水平方向軸を含む平面との関係において凹状
c.長手方向軸に対し直交し水平方向軸を含む平面との関係において凸状
− 図2は、励振素子および整合素子が中にある、放射素子画定ゾーンの中央領域の縦断面拡大図である。
− 図3は、図1に示されているアンテナのものとはかなり異なる輪郭形状をもつ二つの造形表面を各々有する、本発明に係る二つのアンテナの縦断面図である。
− 図4は、放射素子画定ゾーンが完全に空気で満たされている本発明のアンテナである。
− 図5は、二つの区分(TおよびT’)を有する材料モノブロックを放射素子画定ゾーン内に含む本発明のアンテナである。
− 図6は、輪郭形状が異なり、区分(T)が長手方向軸(Z)に平行な輪郭形状をもつ二つの造形表面を有する、本発明に係るアンテナの縦断面図である。
− 図7は、輪郭形状が異なり、区分(T)が長手方向軸との関係において傾斜した直線で囲まれた輪郭形状をもつ二つの造形表面を有する、本発明に係るアンテナの縦断面図である。
− 図8は、図7のアンテナの一変形形態であって、対面した造形表面および区分(T)の輪郭形状にさらに作用させる。
− 図9は、材料モノブロックの区分(T)がアンテナの外部に向かって湾曲した輪郭形状を有する本発明のアンテナを縦断面図で示す。
− 図10は、材料モノブロックの区分(T)がアンテナの内部に向かって湾曲した輪郭形状を有する本発明のアンテナを縦断面図で示す。
− 図11は、区分(T)が表面に導電性パターンを含んでいる本発明のアンテナである。
− 図12は、本発明のアンテナの外側の凹部内の電子回路の内蔵を例示している。
− 図13は、本発明のアンテナの詳細な一実施例である。
− 図14は、図13において一実施例として取上げられたアンテナの選択される周波数帯域に応じた整合のシミュレーションを示す。
− 図15は、前記周波数帯域の様々な周波数についての、図13のアンテナの方位角および仰角での放射パターンのシミュレーションを示す。
− 図16は、方位角の面内の図13のアンテナの整合および利得の測定値を示す。
− 図17は、本発明のアンテナの詳細な第二の実施例である。
− 図18は、図17で一実施例として取上げられたアンテナの選択される周波数帯域に応じた整合のシミュレーションを示す。
− 図19は、前記周波数帯域の様々な周波数についての、図17のアンテナの方位角および仰角での放射パターンのシミュレーションを示す。
− 図20は、方位角の面内の図17のアンテナの整合および利得の測定値を示す。
− 図21は、本発明のアンテナの詳細な第三の実施例である。
− 図22は、方位角の面内の図21のアンテナの整合および利得の測定値を示す。
a.直線
b.長手方向軸(Z)に対し直交し水平方向軸(X)を含む平面との関係において凹状
c.長手方向軸(Z)に対し直交し水平方向軸(X)を含む平面との関係において凸状
(C’)≠(C)、H’>H、R’<R
(C’)≠(C)、H’=H、R’=R
そして、図7の系は、以下のとおりである。
(C’)≠(C)、H’>H、R’>R
a.直線
b.長手方向軸(Z)に対し直交し水平方向軸(X)を含む平面との関係において凹状
c.長手方向軸(Z)に対し直交し水平方向軸(X)を含む平面との関係において凸状
〔1〕P.S.Carter
≪Short wave antenna≫
(短波アンテナ)
米国特許第2,175,252号明細書 発行日1939年10月10日
〔2〕P.S.Carter
≪Wide band, short wave antenna and transmission line System≫
(広帯域、短波アンテナおよび伝送ラインシステム)
米国特許第2,181,870号明細書 発行日:1939年12月5日
〔3〕J.W.Clark et al.
≪Dielectrically wedged biconical antenna≫
(誘電体ウェッジ双円錐アンテナ)
米国特許第2,599,896号明細書 発行日:1952年6月10日
〔4〕K.W.Duncan et al.(Raytheon)
≪Asymmetrical biconical horn antenna≫
(非対称双円錐ホーンアンテナ)
米国特許第4,947,181号明細書 発行日:1990年8月7日
〔5〕S.A.Schelkunoff
≪Ultra short wave radio System≫
(超短波無線システム)
米国特許第2,235,506号明細書 発行日:1941年3月18日
〔6〕W.Stohr
≪Broadband ellipsoidal dipole antenna≫(広帯域楕円体ダイポールアンテナ)
米国特許第3,364,491号明細書 発行日:1968年1月16日
〔7〕N.E.Lindenblad
≪Wide band antenna≫
(広帯域アンテナ)
米国特許第2,239,724号明細書 発行日:1941年4月29日
〔8〕L.N.Brillouin
≪Broad band antenna≫
(広帯域アンテナ)
米国特許第2,454,766号明細書 発行日:1948年11月30日
〔9〕R.J.Dewey(Philips)
≪Horn antenna with wide flare angle≫
(広いフレア角を有するホーンアンテナ)
米国特許第4,630,062号明細書 発行日:1986年12月16日
〔10〕J.D.Cermignani et al.(Grumman Aerospace Corp.)
≪Ultra−broadband TEM double flared exponential horn antenna≫
(超広帯域TEM二重フレア指数ホーンアンテナ)
米国特許第5,325,105号明細書 発行日:1994年6月28日
〔11〕F.Lalezari et al.
≪Broadband notch antenna≫
(広帯域ノッチアンテナ)
米国特許第4,843,403号明細書 発行日:1989年6月27日
〔12〕R.M.Taylor
≪A broadband omnidirectionnal antenna≫(広帯域無指向性アンテナ)
IEEE APS Int.Symp.,June 1994,Vol.2,pp1 294〜1297
2 放射素子画定ゾーン
3、4 造形表面
5 電磁波信号
6 励振手段
7 整合手段
10 材料モノブロック
12 電子回路
13 凹部
Claims (28)
- 超広帯域アンテナ(1)であって、
− 第一の造形表面(3)と第二の造形表面(4)の二つの造形表面(3、4)の間に画定され、かくして、放射素子を画定する放射素子画定ゾーン(2)であって、これらの造形表面(3、4)がさらにアンテナの長手方向軸(Z)を中心とした回転対称性を呈し、長手方向軸(Z)に対して直交しかつ水平方向軸(X)を含む平面との関係において互いに対面して配置され、放射素子画定ゾーン(2)内の電磁波の電磁界の特性の制御に適合した寸法および輪郭形状を有し、かくして、アンテナは、方位角の面に沿って、周波数帯域内でほぼ恒常な利得を呈するようになっている放射素子画定ゾーン(2)と、
− 長手方向軸(Z)に平行に延び、放射素子画定ゾーン(2)の中央領域内に局在化した形で電磁波信号(5)を発生させるのに適した励振手段(6)と、
− 第一の造形表面(3)に付随し、放射素子画定ゾーン(2)の中央領域内で第二の造形表面(4)の方向に突出して、励振手段(6)と前記放射素子画定ゾーン(2)との間の局在化した結合に有利に作用することのできる整合手段(7)と
を含むことを特徴とする、超広帯域アンテナ。 - 前記放射素子画定ゾーン(2)が、完全に空気で満たされていることを特徴とする、請求項1に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記放射素子画定ゾーン(2)が、長手方向軸(Z)との関係において回転対称性を有している材料モノブロック(10)を含んでいることを特徴とする、請求項1に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記放射素子画定ゾーン(2)が材料モノブロック(10)により完全に満たされていることを特徴とする、請求項3に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記二つの造形表面(3、4)が二つの全く個別の素子(3’、4’)によってそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記材料モノブロック(10)が、二つの全く個別の素子を支持するように配置されていることを特徴とする、請求項5に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記二つの全く個別の素子(3’、4’)と一体化された端部をもつスペーサおよび/またはロッドを前記放射素子画定ゾーン(2)内にさらに含んでいることを特徴とする、請求項5または請求項6に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記材料モノブロック(10)が、放射素子画定ゾーン(2)の中央領域を少なくとも一部分に封じ込めた内部区分(T’)を有することを特徴とする、請求項3および請求項5〜7のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 内部区分(T’)によって少なくとも一部分に封じ込められた中央領域が空気を含んでいることを特徴とする、請求項8に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記二つの造形表面(3、4)および前記材料モノブロック(10)が、単一部品しか形成しないような形で、材料モノブロック(10)の第一および第二の相対する表面に二つの造型表面がそれぞれ対応していることを特徴とする、請求項3または請求項4に記載の超広帯域アンテナ。
- 材料モノブロック(10)が、空気と接触しアンテナ(1)の外側面を構成する外部区分(T)をさらに有することを特徴とする、請求項3〜10のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記材料モノブロック(10)の単数または複数の区分(T、T’)が、放射素子画定ゾーン(2)内の電磁波の電磁界の特性を制御することを可能にする輪郭形状を有することを特徴とする、請求項8〜11のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記材料モノブロック(10)の単数または複数の区分(T、T’)の輪郭形状の少なくとも一部分が、縦断面で、以下の中から選択される形状を有することを特徴とする、請求項12に記載の超広帯域アンテナ。
a.直線
b.長手方向軸(Z)との関係において凹状
c.長手方向軸(Z)との関係において凸状 - 前記二つの造形表面(3、4)の各々の輪郭形状(C、C’)の少なくとも一部分が、縦断面で、以下の中から選択された形状を有することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
a.直線
b.長手方向軸(Z)に対し直交し水平方向軸(X)を含む平面との関係において凹状
c.長手方向軸(Z)に対し直交し水平方向軸(X)を含む平面との関係において凸状 - 前記二つの造形表面(3、4)のうちの少なくとも一つの造形表面の輪郭形状(C、C’)が、少なくとも一つの変曲点を有することを特徴とする、請求項14に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記第二の造形表面(4)が、そのほぼ中心に一つのオリフィスを含み、前記オリフィスが励振手段(6)の少なくとも一部を含むことを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記励振手段(6)の一端部が、整合手段(7)と接触していることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記励振手段(6)が、整合手段(7)と接触した状態にある一端部をもつ中心導体(6’’)を有する同軸線路であることを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記材料モノブロック(10)が、発泡材、プラスチック、セラミックというリストの中から選ばれるタイプの誘電材料であることを特徴とする、請求項3〜18のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 単数または複数の区分(T、T’)が導電性パターン(11)を含むことを特徴とする、請求項8〜19のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 長手方向軸(Z)を中心とした回転対称性を有することを特徴とする、請求項1〜20のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記アンテナが、アンテナから遠くないところに電子回路(12)を収容しこれをアンテナが放射する電磁波の電磁界から保護するように配置されていることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記電子回路(12)が、可能なかぎりアンテナ(1)の近傍に配置されていることを特徴とする、請求項22に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記第二の造形表面(4)が、アンテナ(1)の外側の凹部を形成していること、および、電子回路がこの凹部に内蔵されていることを特徴とする、請求項22または請求項23に記載の超広帯域アンテナ。
- 前記整合手段(7)および材料モノブロック(10)が、単一部品から成ることを特徴とする、請求項3〜24のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記整合手段(7)が、突起電極であることを特徴とする、請求項1〜25のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 前記二つの造形表面(3、4)が、メッキされていることを特徴とする、請求項1〜26のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナ。
- 請求項1〜27のいずれか一つに記載の超広帯域アンテナを含む、電気通信システム。
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