JP2017098743A - Luneberg lens antenna device - Google Patents

Luneberg lens antenna device Download PDF

Info

Publication number
JP2017098743A
JP2017098743A JP2015228640A JP2015228640A JP2017098743A JP 2017098743 A JP2017098743 A JP 2017098743A JP 2015228640 A JP2015228640 A JP 2015228640A JP 2015228640 A JP2015228640 A JP 2015228640A JP 2017098743 A JP2017098743 A JP 2017098743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
luneberg lens
luneberg
distance
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015228640A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6536376B2 (en
Inventor
川端　一也
Kazuya Kawabata
一也 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2015228640A priority Critical patent/JP6536376B2/en
Publication of JP2017098743A publication Critical patent/JP2017098743A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6536376B2 publication Critical patent/JP6536376B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luneberg lens antenna device which enables the wide-angle scan and multibeam formation.SOLUTION: A luneberg lens antenna device 1 comprises: a luneberg lens 2; and a plurality of patch antennas 6A to 6C. The luneberg lens 2 is shaped in a spherical form. The luneberg lens 2 has a diameter D set to a value which is 3 to 10 times the wavelength λ of a high-frequency signal. The distance F between a point Pe on a surface E of the luneberg lens 2, and a focal point Pf is set to a value which is 1 to 1.2 times the diameter D which makes an aperture size. The plurality of patch antennas 6A to 6C are disposed at different focal point positions of the luneberg lens 2. The distance L between centers of adjacent two patch antennas 6A to 6C is set to a value which is 1 to 1.5 times the wavelength λ.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ルネベルグレンズを備えたルネベルグレンズアンテナ装置に関する。   The present invention relates to a Luneberg lens antenna apparatus including a Luneberg lens.

ルネベルグレンズを用いて、複数の衛星からの電波を受信可能なアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたアンテナ装置では、ルネベルグレンズの焦点位置にマイクロ波の送受信機が設けられている。このアンテナ装置では、送受信機の位置を移動させることによって、電波の受信方向を変化させて、標的とする衛星からの電波を受信している。   An antenna device that can receive radio waves from a plurality of satellites using a Luneberg lens is known (see, for example, Patent Document 1). In the antenna device described in Patent Document 1, a microwave transceiver is provided at the focal position of a Luneberg lens. In this antenna device, the radio wave reception direction is changed by moving the position of the transceiver, and radio waves from the target satellite are received.

特開２００１−３５２２１１号公報JP 2001-352111 A

ところで、特許文献１に記載されたアンテナ装置では、複数の焦点に配置されたアンテナ素子のブロッキングが生じるＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）への適用を考慮していない。このため、広角な走査とマルチビームの形成するために、複数のＭＩＭＯ用アンテナ素子と送受信回路を増加させたときの条件については検討されていない。   Incidentally, the antenna device described in Patent Document 1 does not consider application to MIMO (multiple-input and multiple-output) in which blocking of antenna elements arranged at a plurality of focal points occurs. For this reason, in order to form wide-angle scanning and multi-beams, conditions for increasing a plurality of MIMO antenna elements and transmission / reception circuits have not been studied.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、広角な走査とマルチビームの形成が可能なルネベルグレンズアンテナ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a Luneberg lens antenna apparatus capable of wide-angle scanning and multi-beam formation.

上述した課題を解決するために、請求項１の発明によるルネベルグレンズアンテナ装置は、異なる誘電率の分布を有するルネベルグレンズと、前記ルネベルグレンズの異なる焦点位置に配置された複数のアンテナ素子とを備え、前記ルネベルグレンズの直径は、前記アンテナ素子が放射する高周波信号の波長の３倍以上で１０倍以下の値に設定され、前記ルネベルグレンズの焦点と、前記ルネベルグレンズの中心を挟んで該焦点の反対側に位置する前記ルネベルグレンズの表面上の点との間の距離は、開口径の１倍以上で１．２倍以下の値に設定され、隣合う２つの前記アンテナ素子は、これらの中心間の距離が前記高周波信号の波長の１倍以上で１．５倍以下となる位置に配置される構成としている。   In order to solve the above-described problem, a Luneberg lens antenna device according to the invention of claim 1 includes a Luneberg lens having different dielectric constant distributions and a plurality of antenna elements arranged at different focal positions of the Luneberg lens. And the diameter of the Luneberg lens is set to a value not less than 3 times and not more than 10 times the wavelength of the high-frequency signal radiated from the antenna element, and the focal point of the Luneberg lens and the center of the Luneberg lens The distance between the points on the surface of the Luneberg lens located on the opposite side of the focal point with respect to the focal point is set to a value not less than 1 and not more than 1.2 times the aperture diameter. The antenna element is arranged at a position where the distance between these centers is 1 to 1.5 times the wavelength of the high-frequency signal.

請求項２の発明では、複数の前記アンテナ素子は、送受信回路に接続され、ＭＩＭＯ用アンテナ素子として使用されている。   In a second aspect of the present invention, the plurality of antenna elements are connected to a transmission / reception circuit and used as MIMO antenna elements.

請求項３の発明では、前記ルネベルグレンズは、導体板上に半球形状に形成され、前記アンテナ素子は、前記導体板に形成されたホーン形状アンテナによって構成されている。   According to a third aspect of the present invention, the Luneberg lens is formed in a hemispherical shape on a conductor plate, and the antenna element is constituted by a horn-shaped antenna formed on the conductor plate.

請求項１の発明によれば、複数のアンテナ素子は、ルネベルグレンズの外周面側であって周方向の異なる焦点位置に配置されたから、複数のアンテナ素子の送受信信号を互いに合成することができる。このため、周方向の異なる位置に設けられた複数のアンテナ素子によって、互いに異なる方向に向けて低サイドローブのビームを形成することができると共に、マルチビームの形成が容易に可能になる。   According to the first aspect of the present invention, since the plurality of antenna elements are arranged on the outer peripheral surface side of the Luneberg lens and at different focal positions in the circumferential direction, the transmission / reception signals of the plurality of antenna elements can be combined with each other. . For this reason, a plurality of antenna elements provided at different positions in the circumferential direction can form low sidelobe beams in different directions, and multibeams can be easily formed.

また、ルネベルグレンズの直径を、高周波信号の波長の１０倍以下の値に設定した場合、１つのアンテナ素子による半値角を６°以上に広げることができ、広角なビームの形成が可能になる。また、ルネベルグレンズの直径を、高周波信号の波長の３倍以上の値に設定したから、隣合う２つのアンテナ素子間の距離を広げることができる。これに加え、隣合う２つのアンテナ素子は、これらの中心間の距離が高周波信号の波長の１倍以上で１．５倍以下となる位置に配置した。このため、隣合う２つのアンテナ素子の送受信信号を合成することによって、これらの中間の方向からの電磁波の特性を推定することができ、アンテナ素子の数を減少させることができる。さらに、ルネベルグレンズの焦点までの距離を開口径の１倍以上で１．２倍以下に設定したから、アンテナ素子のルネベルグレンズへのエッジ照射強度を下げることで、低サイドローブの特性を得ることができる。   In addition, when the diameter of the Luneberg lens is set to a value not more than 10 times the wavelength of the high-frequency signal, the half-value angle by one antenna element can be expanded to 6 ° or more, and a wide-angle beam can be formed. . In addition, since the diameter of the Luneberg lens is set to a value that is at least three times the wavelength of the high-frequency signal, the distance between two adjacent antenna elements can be increased. In addition to this, the two adjacent antenna elements are arranged at a position where the distance between the centers is 1 to 1.5 times the wavelength of the high-frequency signal. For this reason, by combining the transmission / reception signals of two adjacent antenna elements, it is possible to estimate the characteristics of the electromagnetic waves from the middle direction between them, and to reduce the number of antenna elements. Furthermore, since the distance to the focal point of the Luneberg lens is set to 1 to 1.2 times the aperture diameter, the low sidelobe characteristics can be reduced by reducing the edge illumination intensity of the antenna element to the Luneberg lens. Can be obtained.

この結果、例えば複数のアンテナから放射される信号の位相を調整することによってビームを形成した場合に比べて、広角なビーム走査を、少数のアンテナ素子を用いて実現することができる。また、送受信回路の構成を簡略化しつつ、高利得化することができる。   As a result, wide-angle beam scanning can be realized with a small number of antenna elements as compared with the case where a beam is formed by adjusting the phases of signals radiated from a plurality of antennas, for example. Further, it is possible to increase the gain while simplifying the configuration of the transmission / reception circuit.

請求項２の発明によれば、複数のアンテナ素子は送受信回路に接続され、前記複数のアンテナ素子をＭＩＭＯ用アンテナ素子として使用することができる。   According to the invention of claim 2, the plurality of antenna elements are connected to the transmission / reception circuit, and the plurality of antenna elements can be used as MIMO antenna elements.

請求項３の発明によれば、ルネベルグレンズは導体板上に半球形状に形成されるから、導体板を例えばグランド等に接続することによって、球形状のルネベルグレンズと同様の特性を得ることができる。また、アンテナ素子は導体板に形成されたホーン形状アンテナによって構成したから、導体板を用いてホーン形状アンテナをルネベルグレンズに取り付けることができる。これに加え、ホーン形状アンテナと外部とを接続する接続線路を導体板に取り付けることができ、球形状のルネベルグレンズを用いた場合に比べて容易に信号を取り出すことができる。   According to the invention of claim 3, since the Luneberg lens is formed in a hemispherical shape on the conductor plate, the same characteristics as the spherical Luneberg lens can be obtained by connecting the conductor plate to, for example, the ground. Can do. Further, since the antenna element is constituted by a horn-shaped antenna formed on the conductor plate, the horn-shaped antenna can be attached to the Luneberg lens using the conductor plate. In addition, a connection line connecting the horn-shaped antenna and the outside can be attached to the conductor plate, and a signal can be easily taken out compared to the case where a spherical Luneberg lens is used.

第１の実施の形態によるルネベルグレンズアンテナ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the Luneberg lens antenna apparatus by 1st Embodiment. 図１中のルネベルグレンズアンテナ装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the Luneberg lens antenna apparatus in FIG. ルネベルグレンズアンテナ装置を図２中の矢示III−III方向からみた正面図である。It is the front view which looked at the Luneberg lens antenna apparatus from the arrow III-III direction in FIG. 水平方向一方側のパッチアンテナによってビームを放射した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which radiated | emitted the beam with the patch antenna of the horizontal direction one side. 水平方向中央側のパッチアンテナによってビームを放射した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which radiated | emitted the beam with the patch antenna of the horizontal direction center side. 水平方向他方側のパッチアンテナによってビームを放射した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which radiated | emitted the beam with the patch antenna of the other side of a horizontal direction. ルネベルグレンズとアンテナ素子との配置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning relationship between a Luneberg lens and an antenna element. アンテナサイズとアンテナ素子のビーム角度との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between an antenna size and the beam angle of an antenna element. 開口面アンテナの開口径に対する半値角およびアンテナ素子間の距離の関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the half value angle with respect to the aperture diameter of an aperture surface antenna, and the distance between antenna elements. 複数のアンテナ素子をルネベルグレンズの異なる焦点位置に配置した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which has arrange | positioned several antenna element in the different focus position of a Luneberg lens. 角度とアンテナ利得との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between an angle and an antenna gain. 焦点までの距離が異なる開口面アンテナにおいて、開口径に対する半値角およびアンテナ素子間の距離の関係を示す特性線図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a half-value angle with respect to an aperture diameter and a distance between antenna elements in an aperture antenna having different distances to a focal point. 第２の実施の形態によるルネベルグレンズアンテナ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the Luneberg lens antenna apparatus by 2nd Embodiment. 図１３中のルネベルグレンズアンテナ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the Luneberg lens antenna apparatus in FIG.

以下、本発明の実施の形態によるルネベルグレンズアンテナ装置を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, a Luneberg lens antenna apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１ないし図６に、第１の実施の形態によるルネベルグレンズアンテナ装置１（以下、アンテナ装置１という）を示す。アンテナ装置１は、ルネベルグレンズ２と、複数（例えば３個）のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃとを備えている。   1 to 6 show a Luneberg lens antenna apparatus 1 (hereinafter referred to as an antenna apparatus 1) according to a first embodiment. The antenna device 1 includes a Luneberg lens 2 and a plurality (for example, three) of patch antennas 6A to 6C.

ルネベルグレンズ２は、径方向に対して異なる誘電率の分布を有する球形状に形成されている。具体的には、ルネベルグレンズ２は、中心点Ｃから径方向外側に向けて複数（例えば３層）の誘電体層３〜５が積層されている。誘電体層３〜５は、互いに誘電率ε1〜ε3が異なり、中心点Ｃから外側に近付くに従って、徐々に誘電率が小さくなっている。このため、径方向の中心に位置する球形状の誘電体層３が最も誘電率が大きく、誘電体層３の外周面を覆う球形状の誘電体層４が２番目に誘電率が大きく、誘電体層４の外周面を覆う球形状の誘電体層５は誘電率が最も小さくなっている（ε1＞ε2＞ε3）。これにより、ルネベルグレンズ２は、電波レンズを構成し、その外周面側で周方向の異なる位置に複数の焦点を有する。   The Luneberg lens 2 is formed in a spherical shape having a different dielectric constant distribution with respect to the radial direction. Specifically, the Luneberg lens 2 has a plurality (for example, three layers) of dielectric layers 3 to 5 stacked from the center point C toward the radially outer side. The dielectric layers 3 to 5 have different dielectric constants ε1 to ε3, and the dielectric constant gradually decreases from the center point C toward the outside. For this reason, the spherical dielectric layer 3 located at the center in the radial direction has the largest dielectric constant, and the spherical dielectric layer 4 covering the outer peripheral surface of the dielectric layer 3 has the second largest dielectric constant. The spherical dielectric layer 5 covering the outer peripheral surface of the body layer 4 has the smallest dielectric constant (ε1> ε2> ε3). Thus, the Luneberg lens 2 constitutes a radio wave lens and has a plurality of focal points at different positions in the circumferential direction on the outer peripheral surface side.

ここで、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃが波長λの高周波信号（電磁波）を放射するときに、ルネベルグレンズ２の直径Ｄは、例えば３λ以上で１０λ以下の値に設定されている。また、ルネベルグレンズ２の表面上の点と焦点との間の距離Ｆは、誘電体層３〜５の誘電率を調整することによって、アンテナ装置１の開口径（直径Ｄ）の１倍以上で１．２倍以下の値に設定されている（Ｄ≦Ｆ≦１．２Ｄ）。このとき、距離Ｆは、ルネベルグレンズ２の焦点Ｐfと、ルネベルグレンズ２の中心Ｃを挟んで焦点Ｐfの反対側に位置するルネベルグレンズの表面Ｅ上の点Ｐeとの間の距離である（図７参照）。即ち、距離Ｆは、電波の軸線が焦点Ｐfから中心Ｃを通って表面Ｅに到達するときに、焦点Ｐfと点Ｐeとの間の長さ寸法を示している。   Here, when the patch antennas 6A to 6C radiate a high-frequency signal (electromagnetic wave) having a wavelength λ, the diameter D of the Luneberg lens 2 is set to a value of 3λ or more and 10λ or less, for example. Further, the distance F between the point on the surface of the Luneberg lens 2 and the focal point is not less than 1 times the aperture diameter (diameter D) of the antenna device 1 by adjusting the dielectric constant of the dielectric layers 3 to 5. Is set to a value of 1.2 times or less (D ≦ F ≦ 1.2D). At this time, the distance F is a distance between the focal point Pf of the Luneberg lens 2 and a point Pe on the surface E of the Luneberg lens located on the opposite side of the focal point Pf across the center C of the Luneberg lens 2. Yes (see FIG. 7). That is, the distance F indicates a length dimension between the focal point Pf and the point Pe when the radio wave axis reaches the surface E from the focal point Pf through the center C.

なお、図１には、ルネベルグレンズ２が３層の誘電体層３〜５を備えた場合を例示したが、本発明はこれに限らない。ルネベルグレンズは、２層の誘電体層を備えてもよく、４層以上の誘電体層を備えてもよい。また、誘電率の異なる材料を積み重ねる場合、通常は熱圧着等の手法を用いて積み重ねる。このとき、２つの材料の界面では、相互拡散等の影響により、誘電率が２つの材料のいずれとも異なる層が形成されてもよい。さらに、図２には、誘電率がルネベルグレンズの径方向にステップ状（段階的に）に変化する場合を例示したが、誘電率はルネベルグレンズの径方向にグラデーション状（連続的に）に変化してもよい。   1 illustrates the case where the Luneberg lens 2 includes three dielectric layers 3 to 5, but the present invention is not limited thereto. The Luneberg lens may include two dielectric layers or four or more dielectric layers. When materials having different dielectric constants are stacked, they are usually stacked using a technique such as thermocompression bonding. At this time, a layer having a dielectric constant different from that of the two materials may be formed at the interface between the two materials due to the influence of mutual diffusion or the like. Further, FIG. 2 illustrates the case where the dielectric constant changes stepwise (stepwise) in the radial direction of the Luneberg lens. However, the dielectric constant is gradation (continuously) in the radial direction of the Luneberg lens. It may change to.

３個のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、ルネベルグレンズ２の外周面２Ａ、即ち最外径側の誘電体層５の外周面に設けられている。これらのパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、周方向の異なる位置に配置されている。パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、例えば水平方向（横方向）と垂直方向（縦方向）に半波長（０．５λ）や１波長（１λ）の長さ寸法をもって広がった長方形状の導体膜（金属膜）によって形成され、給電線路９Ａ〜９Ｃに接続されている。パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、給電線路９Ａ〜９Ｃからの電流や電圧の供給によって、アンテナ素子（放射素子）として機能する。即ち、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、例えば垂直偏波または水平偏波からなる予め決められた波長λの高周波信号（電磁波）を放射することができる。これにより、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、例えばその長さ寸法等に応じて、例えばサブミリ波やミリ波等の高周波信号を送信または受信することができる。なお、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、垂直偏波や水平偏波に限らず、円偏波等を放射してもよい。   The three patch antennas 6 </ b> A to 6 </ b> C are provided on the outer peripheral surface 2 </ b> A of the Luneberg lens 2, that is, the outer peripheral surface of the dielectric layer 5 on the outermost diameter side. These patch antennas 6A to 6C are arranged at different positions in the circumferential direction. The patch antennas 6A to 6C are, for example, rectangular conductor films (metal films) that have a length of half wavelength (0.5λ) or one wavelength (1λ) in the horizontal direction (lateral direction) and the vertical direction (longitudinal direction). ) And is connected to the feeder lines 9A to 9C. The patch antennas 6A to 6C function as antenna elements (radiating elements) by supplying current and voltage from the feed lines 9A to 9C. That is, the patch antennas 6A to 6C can radiate a high-frequency signal (electromagnetic wave) having a predetermined wavelength λ composed of, for example, vertical polarization or horizontal polarization. Accordingly, the patch antennas 6A to 6C can transmit or receive a high-frequency signal such as a submillimeter wave or a millimeter wave, for example, according to the length dimension thereof. Note that the patch antennas 6A to 6C may radiate circularly polarized waves or the like, not limited to vertically polarized waves and horizontally polarized waves.

パッチアンテナ６Ａは、水平方向の一方側（図２中の左側）に位置している。パッチアンテナ６Ｂは、水平方向の中央に位置している。このため、パッチアンテナ６Ｂは、パッチアンテナ６Ａとパッチアンテナ６Ｃとに挟まれた位置に配置されている。パッチアンテナ６Ｃは、水平方向の他方側（図２中の右側）に位置している。   The patch antenna 6A is located on one side in the horizontal direction (left side in FIG. 2). The patch antenna 6B is located at the center in the horizontal direction. For this reason, the patch antenna 6B is disposed at a position sandwiched between the patch antenna 6A and the patch antenna 6C. The patch antenna 6C is located on the other side in the horizontal direction (the right side in FIG. 2).

パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、互いに独立して高周波信号の送信または受信が可能である。このため、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、例えば水平方向（周方向）に複数の入出力端子をもつＭＩＭＯに適用されるものである。また、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、例えば周方向に沿って等間隔に並んで配置されている。このとき、隣合う２つのパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、これらの中心間の距離Ｌが高周波信号の波長λの１倍以上で１．５倍以下となる位置に配置されている。なお、距離Ｌは、中心点Ｃを中心とした同心円の円周上の距離、即ち円弧の距離を示している。図２に示す場合、距離Ｌは、ルネベルグレンズ２の外周面２Ａに沿った円弧の距離を示している。   The patch antennas 6A to 6C can transmit or receive high-frequency signals independently of each other. For this reason, the patch antennas 6A to 6C are applied to, for example, MIMO having a plurality of input / output terminals in the horizontal direction (circumferential direction). The patch antennas 6A to 6C are arranged, for example, at equal intervals along the circumferential direction. At this time, the two adjacent patch antennas 6A to 6C are arranged at a position where the distance L between the centers is 1 to 1.5 times the wavelength λ of the high-frequency signal. The distance L indicates the distance on the circumference of a concentric circle with the center point C as the center, that is, the distance of the arc. In the case shown in FIG. 2, the distance L indicates the distance of the arc along the outer peripheral surface 2 </ b> A of the Luneberg lens 2.

ここで、図４に示すように、パッチアンテナ６Ａは、ルネベルグレンズ２の中心点Ｃを挟んで反対側に向けて指向性をもったビームを形成する。   Here, as shown in FIG. 4, the patch antenna 6 </ b> A forms a beam having directivity toward the opposite side across the center point C of the Luneberg lens 2.

図５に示すように、パッチアンテナ６Ｂも、パッチアンテナ６Ａと同様に、ルネベルグレンズ２の中心点Ｃを挟んで反対側に向けて指向性をもったビームを形成する。このとき、パッチアンテナ６Ｂは、ルネベルグレンズ２の周方向でパッチアンテナ６Ａとは異なる位置に配置されている。このため、パッチアンテナ６Ｂによるビームの放射方向（方向Ｄb）は、パッチアンテナ６Ａによるビームの放射方向（方向Ｄa）とは異なっている。   As shown in FIG. 5, the patch antenna 6B also forms a beam having directivity toward the opposite side across the center point C of the Luneberg lens 2 in the same manner as the patch antenna 6A. At this time, the patch antenna 6B is arranged at a position different from the patch antenna 6A in the circumferential direction of the Luneberg lens 2. For this reason, the radiation direction (direction Db) of the beam by the patch antenna 6B is different from the radiation direction (direction Da) of the beam by the patch antenna 6A.

図６に示すように、パッチアンテナ６Ｃも、パッチアンテナ６Ａ，６Ｂと同様に、ルネベルグレンズ２の中心点Ｃを挟んで反対側に向けて指向性をもったビームを形成する。このとき、パッチアンテナ６Ｃは、ルネベルグレンズ２の周方向でパッチアンテナ６Ａ，６Ｂとは異なる位置に配置されている。このため、パッチアンテナ６Ｃによるビームの放射方向（方向Ｄc）は、パッチアンテナ６Ａ，６Ｂによるビームの放射方向（方向Ｄa，Ｄb）とは異なっている。   As shown in FIG. 6, the patch antenna 6C also forms a beam having directivity toward the opposite side across the center point C of the Luneberg lens 2 similarly to the patch antennas 6A and 6B. At this time, the patch antenna 6C is disposed at a position different from the patch antennas 6A and 6B in the circumferential direction of the Luneberg lens 2. For this reason, the radiation direction (direction Dc) of the beam by the patch antenna 6C is different from the radiation directions (directions Da and Db) of the beam by the patch antennas 6A and 6B.

ルネベルグレンズ２の外周面２Ａには、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを覆った状態で導体膜からなるグランド電極７が設けられている。グランド電極７とパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃとの間には、例えば絶縁樹脂材料等からなる絶縁膜８が設けられている。この絶縁膜８は、例えばルネベルグレンズ２の誘電体層５とパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを密着形成する接着層を含んでいる。このとき、絶縁膜８は、誘電体層５よりも小さい誘電率を有することが好ましい。また、グランド電極７は、外部のグランドに接続され、グランド電位に保持されている。これにより、グランド電極７は、反射器として機能する。   A ground electrode 7 made of a conductor film is provided on the outer peripheral surface 2A of the Luneberg lens 2 so as to cover the patch antennas 6A to 6C. An insulating film 8 made of, for example, an insulating resin material is provided between the ground electrode 7 and the patch antennas 6A to 6C. The insulating film 8 includes, for example, an adhesive layer that closely forms the dielectric layer 5 of the Luneberg lens 2 and the patch antennas 6A to 6C. At this time, the insulating film 8 preferably has a dielectric constant smaller than that of the dielectric layer 5. The ground electrode 7 is connected to an external ground and is held at the ground potential. Thereby, the ground electrode 7 functions as a reflector.

なお、図１ないし図３には、単一のグランド電極７によって全てのパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを覆う場合を例示した。しかしながら、本発明はこれに限らず、複数のグランド電極によってパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを個別に覆ってもよい。   1 to 3 exemplify a case where all the patch antennas 6A to 6C are covered with a single ground electrode 7. FIG. However, the present invention is not limited to this, and the patch antennas 6A to 6C may be individually covered with a plurality of ground electrodes.

給電線路９Ａ〜９Ｃは、例えば導体芯線を備えたケーブルによって形成されている。給電線路９Ａ〜９Ｃの先端は、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃに接続されている。給電線路９Ａ〜９Ｃの基端は、送受信回路１０に接続されている。給電線路９Ａ〜９Ｃは、ＭＩＭＯの入出力端子を構成している。   The feeder lines 9A to 9C are formed by cables having conductor core wires, for example. The tips of the feed lines 9A to 9C are connected to the patch antennas 6A to 6C. The base ends of the feeder lines 9 </ b> A to 9 </ b> C are connected to the transmission / reception circuit 10. The feed lines 9A to 9C constitute an input / output terminal for MIMO.

送受信回路１０は、給電線路９Ａ〜９Ｃを介してパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃに接続されている。送受信回路１０は、周方向の位置が互いに異なるパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃに対して、互いに独立した信号を入出力することができる。これにより、送受信回路１０は、予め決められた角度範囲に亘ってビームを走査することができる。また、送受信回路１０は、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃのうち少なくとも２つに一緒に給電することによって、複数のビーム（マルチビーム）を形成することができる。即ち、送受信回路１０は、複数のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃによって受信した信号を合成する機能を有している。   The transmission / reception circuit 10 is connected to the patch antennas 6A to 6C via the feed lines 9A to 9C. The transmission / reception circuit 10 can input / output independent signals to / from patch antennas 6A to 6C having different circumferential positions. Thereby, the transmission / reception circuit 10 can scan the beam over a predetermined angular range. The transmission / reception circuit 10 can form a plurality of beams (multi-beams) by feeding power to at least two of the patch antennas 6A to 6C together. That is, the transmission / reception circuit 10 has a function of combining signals received by the plurality of patch antennas 6A to 6C.

次に、本実施の形態によるアンテナ装置１の作動について、図４ないし図６を参照しつつ説明する。   Next, the operation of the antenna device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

給電線路９Ａからパッチアンテナ６Ａに向けて給電を行うと、パッチアンテナ６Ａは、高周波信号をルネベルグレンズ２に向けて放射する。この結果、図４に示すように、アンテナ装置１は、ルネベルグレンズ２の中心点Ｃを挟んでパッチアンテナ６Ａの反対側の方向Ｄaに向けて、高周波信号（ビーム）を放射することができる。また、アンテナ装置１は、パッチアンテナ６Ａを用いることによって、方向Ｄaから到来する高周波信号を受信することもできる。   When power is fed from the feed line 9A toward the patch antenna 6A, the patch antenna 6A radiates a high-frequency signal toward the Luneberg lens 2. As a result, as shown in FIG. 4, the antenna device 1 can radiate a high-frequency signal (beam) in the direction Da opposite to the patch antenna 6 </ b> A across the center point C of the Luneberg lens 2. . The antenna device 1 can also receive a high-frequency signal coming from the direction Da by using the patch antenna 6A.

同様に、図５に示すように、給電線路９Ｂからパッチアンテナ６Ｂに向けて給電したときには、アンテナ装置１は、ルネベルグレンズ２の中心点Ｃを挟んでパッチアンテナ６Ｂの反対側の方向Ｄbに向けて高周波信号の送信することができると共に、方向Ｄbからの高周波信号を受信することができる。   Similarly, as shown in FIG. 5, when power is fed from the feed line 9B toward the patch antenna 6B, the antenna device 1 is in a direction Db opposite to the patch antenna 6B across the center point C of the Luneberg lens 2. A high-frequency signal can be transmitted toward and a high-frequency signal from the direction Db can be received.

図６に示すように、給電線路９Ｃからパッチアンテナ６Ｃに向けて給電したときには、アンテナ装置１は、ルネベルグレンズ２の中心点Ｃを挟んでパッチアンテナ６Ｃの反対側の方向Ｄcに向けて高周波信号の送信することができると共に、方向Ｄcからの高周波信号を受信することができる。   As shown in FIG. 6, when power is fed from the feed line 9C toward the patch antenna 6C, the antenna device 1 has a high frequency in the direction Dc opposite to the patch antenna 6C across the center point C of the Luneberg lens 2. A signal can be transmitted and a high-frequency signal from the direction Dc can be received.

次に、図７ないし図１２に基づいて、ルネベルグレンズ２およびパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃについて、これらの詳細な設計内容を示す。   Next, detailed design contents of the Luneberg lens 2 and the patch antennas 6A to 6C will be described with reference to FIGS.

ルネベルグレンズＬＬの誘電率分布を調整することによって、ルネベルグレンズＬＬの表面Ｅ上の点Ｐeと焦点Ｐfとの間の距離Ｆを調整することができる。このとき、ルネベルグレンズＬＬの距離Ｆと開口径Ｄとの比率（Ｆ／Ｄ）に応じて、１次放射器としてのアンテナ素子ＡＮＴに必要な特性が決まる。   By adjusting the dielectric constant distribution of the Luneberg lens LL, the distance F between the point Pe on the surface E of the Luneberg lens LL and the focal point Pf can be adjusted. At this time, characteristics required for the antenna element ANT as the primary radiator are determined according to the ratio (F / D) between the distance F of the Luneberg lens LL and the aperture diameter D.

図７に示すように、ルネベルグレンズＬＬの設計パラメータとしての比率（Ｆ／Ｄ）が決まると、この比率（Ｆ／Ｄ）に基づいて、アンテナ素子ＡＮＴに必要な指向性が決まる。即ち、アンテナ素子ＡＮＴのビーム角度θaは、以下の数１に示すように、アンテナ素子ＡＮＴとルネベルグレンズＬＬとの幾何学的な関係から決定される。   As shown in FIG. 7, when the ratio (F / D) as the design parameter of the Luneberg lens LL is determined, the directivity required for the antenna element ANT is determined based on this ratio (F / D). That is, the beam angle θa of the antenna element ANT is determined from the geometric relationship between the antenna element ANT and the Luneberg lens LL, as shown in the following formula 1.

Figure 2017098743
Figure 2017098743

例えば比率（Ｆ／Ｄ）が１になるときには、アンテナ素子ＡＮＴのビーム角度θaは９０°程度になる。これに対し、比率（Ｆ／Ｄ）が１．２になるときには、比率（Ｆ／Ｄ）が１になるときに比べて、アンテナ素子ＡＮＴに要求される指向性は高くなり、ビーム角度θaは小さくなる（例えば、θa＝７０°程度）。このように、比率（Ｆ／Ｄ）が１よりも大きくなるに従って、アンテナ素子ＡＮＴに要求される指向性は高くなる。   For example, when the ratio (F / D) is 1, the beam angle θa of the antenna element ANT is about 90 °. On the other hand, when the ratio (F / D) is 1.2, the directivity required for the antenna element ANT is higher than when the ratio (F / D) is 1, and the beam angle θa is It becomes smaller (for example, θa = about 70 °). Thus, as the ratio (F / D) becomes larger than 1, the directivity required for the antenna element ANT increases.

また、図８に示すように、アンテナ素子ＡＮＴに必要な指向性に応じて、アンテナサイズＡＳ（アンテナ素子ＡＮＴの大きさ）は概略決定される。一般的に、アンテナ素子ＡＮＴの指向性を高めるに従って、アンテナサイズＡＳは大きくなる。   In addition, as shown in FIG. 8, the antenna size AS (the size of the antenna element ANT) is roughly determined according to the directivity required for the antenna element ANT. In general, the antenna size AS increases as the directivity of the antenna element ANT increases.

例えば、ビーム角度θaの両端側が中心に比べて１０ｄＢ減衰するようなアンテナ素子ＡＮＴを用いる場合、即ち１０ｄＢビーム幅の特性を実現する場合を考える。この場合には、図８の例に示すように、比率（Ｆ／Ｄ）を１以上で１．２以下の範囲で設計するときには、アンテナ素子ＡＮＴは、最低でも１．１λ以上で１．５λ以下程度の物理的なアンテナサイズＡＳが必要になる。   For example, consider a case where an antenna element ANT is used in which both ends of the beam angle θa are attenuated by 10 dB compared to the center, that is, a case where a 10 dB beam width characteristic is realized. In this case, as shown in the example of FIG. 8, when the ratio (F / D) is designed in the range of 1 to 1.2, the antenna element ANT has a minimum of 1.1λ and 1.5λ. The following physical antenna size AS is required.

これに加えて、アンテナ装置１を設計するときには、以下に示す２つの制約条件を考えていく必要がある。１点目は、アンテナサイズＡＳに基づいて、複数のアンテナ素子ＡＮＴの間隔をどこまで近付けられるか、という点である。２点目は、どの方向からの電波も複数のアンテナ素子で受信できるか、という点である。   In addition to this, when designing the antenna device 1, it is necessary to consider the following two constraints. The first point is how close the intervals of the plurality of antenna elements ANT can be based on the antenna size AS. The second point is whether a radio wave from which direction can be received by a plurality of antenna elements.

１点目は、ルネベルグレンズＬＬおよびアンテナ素子ＡＮＴの物理的な限界に基づくものである。２点目は、アンテナ装置１のマルチビーム化の限界に基づくものである。   The first point is based on physical limitations of the Luneberg lens LL and the antenna element ANT. The second point is based on the limit of the antenna device 1 for multi-beam.

そこで、図９ないし図１２に基づいて、以上の制約条件を検討する。図９および図１２は、ルネベルグレンズＬＬとアンテナ素子ＡＮＴを組み合わせたアンテナ装置１全体の指向性（半値角）を設計指標としたときに、理想的な設計値の一例を示している。   Therefore, the above constraint conditions are examined based on FIGS. FIG. 9 and FIG. 12 show examples of ideal design values when the directivity (half-value angle) of the entire antenna device 1 combining the Luneberg lens LL and the antenna element ANT is used as a design index.

一般に、アンテナ装置１のような開口面アンテナの指向性は、電波の波長λおよび開口径Ｄ（ルネベルグレンズ２の直径）に基づいて、以下の数２に示すような近似式で指向性の半値角θ［°］が決定される。   In general, the directivity of an aperture antenna such as the antenna device 1 is based on the wavelength λ of the radio wave and the aperture diameter D (diameter of the Luneberg lens 2). The half-value angle θ [°] is determined.

Figure 2017098743
Figure 2017098743

アンテナ装置１全体のビームの特性の一例を、図１１に示す。図１１は、図１０に示すように、互いに異なる焦点位置にアンテナ素子を配置した場合に、各アンテナ素子に応じたアンテナ利得を示している。   An example of the beam characteristics of the entire antenna device 1 is shown in FIG. FIG. 11 shows the antenna gain corresponding to each antenna element when the antenna elements are arranged at different focal positions as shown in FIG.

例えば図１０に示すように、アンテナ素子ＡＮＴ0を正面方向に配置すると、アンテナ素子ＡＮＴ0とルネベルグレンズＬＬによるアンテナ利得は、正面方向である中心（０°）から角度がずれるに従って低下する。このため、アンテナ素子ＡＮＴ0は、正面方向からのビームＫ0を高利得で受信できる。しかしながら、アンテナ素子ＡＮＴ0を用いたときには、角度θ1ずれた方向からのビームＫ1については、アンテナ利得が概略１０ｄＢ低下してしまう。   For example, as shown in FIG. 10, when the antenna element ANT0 is arranged in the front direction, the antenna gain by the antenna element ANT0 and the Luneberg lens LL decreases as the angle deviates from the center (0 °) that is the front direction. Therefore, the antenna element ANT0 can receive the beam K0 from the front direction with high gain. However, when the antenna element ANT0 is used, the antenna gain is reduced by approximately 10 dB for the beam K1 from the direction shifted by the angle θ1.

そこで、アンテナ素子ＡＮＴ0による利得の低下を補うために、アンテナ素子ＡＮＴ0による利得が１０ｄＢ低下する位置にアンテナ素子ＡＮＴ1を配置する構成が考えられる。この場合、アンテナ素子ＡＮＴ1による利得は、図１１中に二点鎖線で示したものとなり、ビームＫ1についても高利得での受信が可能になる。   Therefore, in order to compensate for the decrease in gain due to the antenna element ANT0, a configuration in which the antenna element ANT1 is arranged at a position where the gain due to the antenna element ANT0 decreases by 10 dB can be considered. In this case, the gain by the antenna element ANT1 is shown by a two-dot chain line in FIG. 11, and the beam K1 can be received with a high gain.

しかしながら、この場合には、アンテナサイズＡＳの制限によって、２つのアンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ1を配置することができない。即ち、アンテナ素子ＡＮＴ0とアンテナ素子ＡＮＴ1との間の角度θ1は、アンテナ利得が３ｄＢ低下する角度範囲である半値角θと概ね同程度の値になっている。   However, in this case, the two antenna elements ANT0 and ANT1 cannot be arranged due to the limitation of the antenna size AS. That is, the angle θ1 between the antenna element ANT0 and the antenna element ANT1 is substantially the same value as the half-value angle θ that is an angle range in which the antenna gain decreases by 3 dB.

ここで、図９中に示す三角形の印は、隣合う２つのアンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ1の角度間隔がθ1となった前提で、アンテナ素子間の距離Ｌをプロットしたものである。このように、隣合う２つのアンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ1を、アンテナ利得が３ｄＢ減衰する間隔（半値角θの間隔）で配置すると、アンテナ素子間の距離Ｌが約０．６λ以下に近付くため、物理的にアンテナ素子をレイアウトすることができない。仮に、２つのアンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ1を３ｄＢ減衰する間隔で配置すると、アンテナサイズＡＳが図８に示す範囲から逸脱した値となるため、ルネベルグレンズＬＬで焦点位置に集めた電力を効率よくピックアップすることができなくなる。   Here, the triangular mark shown in FIG. 9 is a plot of the distance L between the antenna elements on the assumption that the angular interval between two adjacent antenna elements ANT0 and ANT1 is θ1. As described above, when the two adjacent antenna elements ANT0 and ANT1 are arranged at an interval where the antenna gain is attenuated by 3 dB (interval of the half-value angle θ), the distance L between the antenna elements approaches about 0.6λ or less. Therefore, the antenna element cannot be laid out. If the two antenna elements ANT0 and ANT1 are arranged at an interval of 3 dB attenuation, the antenna size AS deviates from the range shown in FIG. 8, so that the power collected at the focal point by the Luneberg lens LL is efficiently picked up. Can not do.

次に、図１０中で、隣合う２つのアンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ2を、アンテナ利得が１０ｄＢ減衰する角度θ2の間隔で配置した場合について、検討する。このとき、角度θ2は、角度θ1の２倍程度の値になっている。この場合には、アンテナ素子ＡＮＴ0は、正面方向からのビームＫ0を高利得で受信でき、アンテナ素子ＡＮＴ2は、角度θ2ずれた方向からのビームＫ2を高利得で受信できる。これに対し、角度θ1ずれた方向からのビームＫ1については、アンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ2の利得は、いずれも１０ｄＢ程度低下してしまう。しかしながら、モノパルスレーダと同じ原理から、これら２つのアンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ2が受信した電波に基づいて、ビームＫ1の特性については推測が可能である。   Next, the case where two adjacent antenna elements ANT0 and ANT2 in FIG. 10 are arranged at an angle θ2 at which the antenna gain is attenuated by 10 dB will be considered. At this time, the angle θ2 is about twice the angle θ1. In this case, the antenna element ANT0 can receive the beam K0 from the front direction with high gain, and the antenna element ANT2 can receive the beam K2 from the direction shifted by the angle θ2 with high gain. On the other hand, for the beam K1 from the direction shifted by the angle θ1, the gains of the antenna elements ANT0 and ANT2 are both reduced by about 10 dB. However, from the same principle as the monopulse radar, it is possible to estimate the characteristics of the beam K1 based on the radio waves received by these two antenna elements ANT0 and ANT2.

図９中に示す黒色の四角形の印は、隣合う２つのアンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ2の角度間隔がθ2となった前提で、アンテナ素子間の距離Ｌをプロットしたものである。このように、隣合う２つのアンテナ素子ＡＮＴ0，ＡＮＴ2を、アンテナ利得が１０ｄＢ減衰する間隔で配置すると、３ｄＢ減衰する間隔で配置したときに比べて、アンテナ素子間の距離Ｌを遠ざけることができる。このため、アンテナ素子のレイアウトが可能になる。   The black square mark shown in FIG. 9 is a plot of the distance L between the antenna elements on the assumption that the angular interval between two adjacent antenna elements ANT0 and ANT2 is θ2. As described above, when the two adjacent antenna elements ANT0 and ANT2 are arranged at an interval at which the antenna gain is attenuated by 10 dB, the distance L between the antenna elements can be increased as compared with an arrangement at an interval at which the antenna gain is attenuated by 3 dB. For this reason, the layout of the antenna element becomes possible.

つまり、アンテナ素子間の距離ＬとアンテナサイズＡＳを考慮すると、比率（Ｆ／Ｄ）が１の場合（（Ｆ／Ｄ）＝１）では、アンテナ素子間の距離Ｌは１．１λ程度で設計する必要がある。このときのルネベルグレンズＬＬの開口径Ｄは、３λ以上にする必要がある。   That is, considering the distance L between antenna elements and the antenna size AS, when the ratio (F / D) is 1 ((F / D) = 1), the distance L between antenna elements is designed to be about 1.1λ. There is a need to. At this time, the aperture diameter D of the Luneberg lens LL needs to be 3λ or more.

また、比率（Ｆ／Ｄ）を大きくすると、隣合う２つのアンテナ素子間の距離Ｌは大きくすることができるが、アンテナサイズＡＳもこれに伴い大きくなる（図７および図８参照）。このため、これらの距離Ｌおよび開口径Ｄの制約条件は、比率（Ｆ／Ｄ）に応じて異なる。比率（Ｆ／Ｄ）に応じた距離Ｌおよび開口径Ｄを例示すると、以下のようになる。   Further, when the ratio (F / D) is increased, the distance L between two adjacent antenna elements can be increased, but the antenna size AS is also increased accordingly (see FIGS. 7 and 8). For this reason, the constraints on the distance L and the opening diameter D differ depending on the ratio (F / D). Examples of distance L and opening diameter D according to the ratio (F / D) are as follows.

例えば比率（Ｆ／Ｄ）が１の場合（（Ｆ／Ｄ）＝１）には、１０ｄＢのビーム幅をもったアンテナ素子ＡＮＴのアンテナサイズＡＳは、１．１λ程度であり、ルネベルグレンズＬＬの開口径Ｄは、３λ以上にする必要がある。   For example, when the ratio (F / D) is 1 ((F / D) = 1), the antenna size AS of the antenna element ANT having a beam width of 10 dB is about 1.1λ, and the Luneberg lens LL Needs to be 3λ or more.

比率（Ｆ／Ｄ）が１．１の場合（（Ｆ／Ｄ）＝１．１）には、１０ｄＢのビーム幅をもったアンテナ素子ＡＮＴのアンテナサイズＡＳは、１．３λ程度であり、ルネベルグレンズＬＬの開口径Ｄは、５λ以上にする必要がある。   When the ratio (F / D) is 1.1 ((F / D) = 1.1), the antenna size AS of the antenna element ANT having a beam width of 10 dB is about 1.3λ. The aperture diameter D of the Berg lens LL needs to be 5λ or more.

比率（Ｆ／Ｄ）が１．２の場合（（Ｆ／Ｄ）＝１．２）には、１０ｄＢのビーム幅をもったアンテナ素子ＡＮＴのアンテナサイズＡＳは、１．５λ程度であり、ルネベルグレンズＬＬの開口径Ｄは、１０λ以上にする必要がある。   When the ratio (F / D) is 1.2 ((F / D) = 1.2), the antenna size AS of the antenna element ANT having a beam width of 10 dB is about 1.5λ. The opening diameter D of the Berg lens LL needs to be 10λ or more.

以上のような関係から、以下の数３に示すように、ルネベルグレンズＬＬの焦点Ｐfまでの距離Ｆは、開口径Ｄの１倍以上で１．２倍以下の値に設定するのが好ましい。   From the above relationship, as shown in the following formula 3, the distance F to the focal point Pf of the Luneberg lens LL is preferably set to a value that is 1 to 1.2 times the aperture diameter D. .

Figure 2017098743
Figure 2017098743

また、上述したアンテナサイズＡＳの数値範囲を考慮すると、以下の数４に示すように、アンテナ素子間の距離Ｌは、λ以上で１．５λ以下の値に設定するのが好ましい。なお、実際のアンテナサイズＡＳは、アンテナ素子ＡＮＴのビーム幅が３ｄＢ以上で１０ｄＢ以下となる範囲で、かつ、隣合う２つのアンテナ素子ＡＮＴのアイソレーションが確保できる範囲で、適宜設定される。   In consideration of the numerical range of the antenna size AS described above, the distance L between the antenna elements is preferably set to a value not less than λ and not more than 1.5λ, as shown in the following formula 4. The actual antenna size AS is appropriately set in a range where the beam width of the antenna element ANT is 3 dB or more and 10 dB or less and in which the isolation between two adjacent antenna elements ANT can be secured.

Figure 2017098743
Figure 2017098743

さらに、広角なビームを形成するためには、ルネベルグレンズＬＬの直径Ｄ（開口径）を高周波信号の波長λの１０倍以下の値に設定し、半値角θを６°以上に確保するのが好ましい。このことから、以下の数５に示すように、ルネベルグレンズＬＬの直径Ｄは、３λ以上で１０λ以下の値に設定するのが好ましい。   Furthermore, in order to form a wide-angle beam, the diameter D (aperture diameter) of the Luneberg lens LL is set to a value not more than 10 times the wavelength λ of the high-frequency signal, and the half-value angle θ is secured to 6 ° or more. Is preferred. For this reason, as shown in the following formula 5, the diameter D of the Luneberg lens LL is preferably set to a value of 3λ or more and 10λ or less.

Figure 2017098743
Figure 2017098743

なお、図８、図９、図１１および図１２は、理想的な条件等に基づく数値の一例を示したものである。このため、実施のアンテナ装置１で得られる数値とは若干異なることがあるが、特性の傾向は概ね同じである。   8, 9, 11, and 12 show examples of numerical values based on ideal conditions and the like. For this reason, although the numerical value obtained with the antenna apparatus 1 of the embodiment may be slightly different, the tendency of the characteristics is substantially the same.

かくして、第１の実施の形態では、ルネベルグレンズ２の外周面２Ａ側であって周方向の異なる焦点位置に配置された複数のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを備える構成した。このため、周方向の異なる位置に設けられた複数のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを用いることによって、互いに異なる方向に向けて低サイドローブのビームを形成することができる。また、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを独立して一緒に動作させることによって、マルチビームの形成が可能になる。   Thus, in the first embodiment, a plurality of patch antennas 6A to 6C are arranged on the outer peripheral surface 2A side of the Luneberg lens 2 and arranged at different focal positions in the circumferential direction. For this reason, by using a plurality of patch antennas 6A to 6C provided at different positions in the circumferential direction, it is possible to form low sidelobe beams in different directions. Further, multi-beams can be formed by operating the patch antennas 6A to 6C together independently.

さらに、ルネベルグレンズ２の直径Ｄを、高周波信号の波長λの１０倍以下の値に設定したから、各パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃによるアンテナ装置１の半値角θを６°以上に広げることができ、広角なビームの形成が可能になる。また、ルネベルグレンズ２の直径Ｄを、高周波信号の波長λの３倍以上の値に設定したから、隣合う２つのパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃ間の距離Ｌを広げることができる。   Furthermore, since the diameter D of the Luneberg lens 2 is set to a value not more than 10 times the wavelength λ of the high-frequency signal, the half-value angle θ of the antenna device 1 by the patch antennas 6A to 6C can be expanded to 6 ° or more. A wide-angle beam can be formed. Moreover, since the diameter D of the Luneberg lens 2 is set to a value that is three times or more the wavelength λ of the high-frequency signal, the distance L between the two adjacent patch antennas 6A to 6C can be increased.

これに加え、隣合う２つのパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、これらの間の距離Ｌが高周波信号の波長λの１倍以上で１．５倍以下となる位置に配置した。このため、例えば２つのパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃの中間の方向から電磁波が入射されたときには、これら２つのパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、最悪でもアンテナ利得のピーク値から１０ｄＢ減衰した信号を受信することができる。このため、隣合う２つのパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを用いることによって、これらの中間の方向からの電磁波の特性を推定することができ、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃの数を減少させることができる。さらに、ルネベルグレンズ２の焦点Ｐfまでの距離Ｆを開口径Ｄの１倍以上で１．２倍以下に設定したから、パッチアンテナ６Ａ〜６Ｃのルネベルグレンズ２へのエッジ照射強度を下げることができ、低サイドローブの特性を得ることができる。   In addition, the two adjacent patch antennas 6A to 6C are arranged at a position where the distance L between them is 1 to 1.5 times the wavelength λ of the high-frequency signal. For this reason, for example, when an electromagnetic wave is incident from an intermediate direction between the two patch antennas 6A to 6C, the two patch antennas 6A to 6C may receive a signal attenuated by 10 dB from the peak value of the antenna gain at the worst. it can. For this reason, by using two adjacent patch antennas 6A to 6C, it is possible to estimate the characteristics of the electromagnetic waves from the intermediate direction between them, and to reduce the number of patch antennas 6A to 6C. Further, since the distance F to the focal point Pf of the Luneberg lens 2 is set to be 1 to 1.2 times the aperture diameter D, the edge irradiation intensity to the Luneberg lens 2 of the patch antennas 6A to 6C is lowered. And low side lobe characteristics can be obtained.

この結果、例えば複数のアンテナから放射される信号の位相を調整することによってビームを形成した場合に比べて、広角なビーム走査を、少数のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを用いて実現することができる。また、送受信回路１０の構成を簡略化しつつ、高利得化することができる。   As a result, compared with the case where a beam is formed by adjusting the phases of signals radiated from a plurality of antennas, for example, wide-angle beam scanning can be realized using a small number of patch antennas 6A to 6C. Further, it is possible to increase the gain while simplifying the configuration of the transmission / reception circuit 10.

さらに、複数のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃには送受信回路１０を接続したから、送受信回路１０は、複数のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃの送受信信号を合成することができる。このため、複数のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃを、ＭＩＭＯ用アンテナ素子として使用することができる。   Furthermore, since the transmission / reception circuit 10 is connected to the plurality of patch antennas 6A to 6C, the transmission / reception circuit 10 can synthesize the transmission / reception signals of the plurality of patch antennas 6A to 6C. For this reason, the plurality of patch antennas 6A to 6C can be used as MIMO antenna elements.

次に、図１３および図１４に、本発明の第２の実施の形態によるルネベルグレンズアンテナ装置２１（以下、アンテナ装置２１という）を示す。第２の実施の形態の特徴は、導体板２２上に半球形状のルネベルグレンズ２３を形成すると共に、導体板２２にアンテナ素子としてのホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃを形成したことにある。なお、アンテナ装置２１の説明に際し、第１の実施の形態によるアンテナ装置１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。   Next, FIGS. 13 and 14 show a Luneberg lens antenna device 21 (hereinafter referred to as the antenna device 21) according to a second embodiment of the present invention. A feature of the second embodiment is that a hemispherical Luneberg lens 23 is formed on the conductor plate 22 and horn-shaped antennas 27A to 27C as antenna elements are formed on the conductor plate 22. In the description of the antenna device 21, the same components as those of the antenna device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第２の実施の形態によるアンテナ装置２１は、第１の実施の形態によるアンテナ装置１と同様に、ルネベルグレンズ２３と、複数（例えば３個）のホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃとを備える。   Similarly to the antenna device 1 according to the first embodiment, the antenna device 21 according to the second embodiment includes a Luneberg lens 23 and a plurality of (for example, three) horn-shaped antennas 27A to 27C.

導体板２２は、例えば導電性金属を用いた円形状の板体によって形成され、外部のグランドに接続されている。このため、導体板２２は、グランド電位に保持されている。   The conductor plate 22 is formed of, for example, a circular plate using a conductive metal, and is connected to an external ground. For this reason, the conductor plate 22 is held at the ground potential.

ルネベルグレンズ２３は、導体板２２の表面上に半球形状に形成されている。このルネベルグレンズ２３は、第１の実施の形態によるルネベルグレンズ２と同様に、中心点Ｃから径方向外側に向けて複数（例えば３層）の誘電体層２４〜２６が積層されている。誘電体層２４〜２６は、第１の実施の形態による誘電体層３〜５と同様に形成され、中心点Ｃから外側に近付くに従って、徐々に誘電率が小さくなっている。これにより、ルネベルグレンズ２３は、電波レンズを構成し、その外周面側で周方向の異なる位置に複数の焦点を有する。   The Luneberg lens 23 is formed in a hemispherical shape on the surface of the conductor plate 22. In the Luneberg lens 23, as in the Luneberg lens 2 according to the first embodiment, a plurality of (for example, three layers) dielectric layers 24 to 26 are laminated from the center point C outward in the radial direction. . The dielectric layers 24 to 26 are formed in the same manner as the dielectric layers 3 to 5 according to the first embodiment, and the dielectric constant gradually decreases from the center point C toward the outside. Thus, the Luneberg lens 23 constitutes a radio wave lens and has a plurality of focal points at different positions in the circumferential direction on the outer peripheral surface side.

ここで、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃが波長λの高周波信号（電磁波）を放射するときに、ルネベルグレンズ２３の直径Ｄは、例えば３λ以上で１０λ以下の値に設定されている（３λ≦Ｄ≦１０λ）。また、ルネベルグレンズ２３の焦点までの距離Ｆは、誘電体層２４〜２６の誘電率を調整することによって、アンテナ装置２１の開口径（直径Ｄ）の１倍以上で１．２倍以下の値に設定されている（Ｄ≦Ｆ≦１．２Ｄ）。   Here, when the horn-shaped antennas 27A to 27C radiate a high-frequency signal (electromagnetic wave) having a wavelength λ, the diameter D of the Luneberg lens 23 is set to a value of 3λ or more and 10λ or less, for example (3λ ≦ D ≦ 10λ). The distance F to the focal point of the Luneberg lens 23 is not less than 1 and not more than 1.2 times the aperture diameter (diameter D) of the antenna device 21 by adjusting the dielectric constant of the dielectric layers 24 to 26. Value (D ≦ F ≦ 1.2D).

なお、図１３および図１４には、ルネベルグレンズ２３が３層の誘電体層２４〜２６を備えた場合を例示したが、本発明はこれに限らない。ルネベルグレンズは、２層の誘電体層を備えてもよく、４層以上の誘電体層を備えてもよい。また、誘電率はルネベルグレンズの径方向にグラデーション状（連続的に）に変化してもよい。   13 and 14 exemplify the case where the Luneberg lens 23 includes three dielectric layers 24 to 26, but the present invention is not limited to this. The Luneberg lens may include two dielectric layers or four or more dielectric layers. The dielectric constant may change in a gradation (continuously) in the radial direction of the Luneberg lens.

３個のホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、ルネベルグレンズ２３の外周面２３Ａ側に位置して、導体板２２に設けられている。これらのホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、周方向の異なる位置に配置されている。ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、例えば導体板によって形成され、給電線路９Ａ〜９Ｃに接続されている。ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、電磁波を放射する開口部分がルネベルグレンズ２３と対面している。このとき、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、導体板２２を挟んで反対側に形成されるイメージ部分を含めて、一般的なホーンアンテナと同じ機能を有する。このため、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、給電線路９Ａ〜９Ｃからの電流や電圧の供給によって、アンテナ素子（放射素子）として機能する。即ち、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、例えば垂直偏波等からなる予め決められた波長λの高周波信号（電磁波）を放射することができる。これにより、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、その先端の長さ寸法等に応じて、例えばサブミリ波やミリ波等の高周波信号を送信または受信することができる。   The three horn-shaped antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C are provided on the conductor plate 22, located on the outer peripheral surface 23 </ b> A side of the Luneberg lens 23. These horn-shaped antennas 27A to 27C are arranged at different positions in the circumferential direction. The horn-shaped antennas 27A to 27C are formed by, for example, conductor plates and are connected to the feed lines 9A to 9C. In the horn-shaped antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C, the opening portion that radiates electromagnetic waves faces the Luneberg lens 23. At this time, the horn-shaped antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C have the same function as a general horn antenna including an image portion formed on the opposite side across the conductor plate 22. For this reason, the horn-shaped antennas 27A to 27C function as antenna elements (radiating elements) by supplying current and voltage from the feed lines 9A to 9C. That is, the horn-shaped antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C can radiate a high-frequency signal (electromagnetic wave) having a predetermined wavelength λ composed of, for example, vertical polarization. Thereby, the horn-shaped antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C can transmit or receive a high-frequency signal such as a submillimeter wave or a millimeter wave according to the length of the tip thereof.

ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、第１の実施の形態によるパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃと対応した位置に配置されている。また、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、互いに独立して高周波信号の送信または受信が可能である。このため、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、例えば周方向に複数の入出力端子をもつＭＩＭＯに適用されるものである。このとき、隣合う２つのホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃは、これらの開口部のセンター間の距離Ｌが高周波信号の波長λの１倍以上で１．５倍以下となる位置に配置されている（λ≦Ｌ≦１．５λ）。なお、距離Ｌは、中心点Ｃを中心とした同心円の円周上の距離、即ち円弧の距離を示している。   Horn-shaped antennas 27A to 27C are arranged at positions corresponding to patch antennas 6A to 6C according to the first embodiment. The horn-shaped antennas 27A to 27C can transmit or receive high-frequency signals independently of each other. For this reason, the horn-shaped antennas 27A to 27C are applied to, for example, MIMO having a plurality of input / output terminals in the circumferential direction. At this time, the two adjacent horn-shaped antennas 27A to 27C are arranged at positions where the distance L between the centers of these openings is 1 to 1.5 times the wavelength λ of the high-frequency signal ( λ ≦ L ≦ 1.5λ). The distance L indicates the distance on the circumference of a concentric circle with the center point C as the center, that is, the distance of the arc.

なお、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃの位置は、ルネベルグレンズ２３の焦点距離に応じて設定される。従って、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃの開口面は、ルネベルグレンズ２３の外周面２３Ａに接触していてもよく、外周面２３Ａから離れていてもよい。即ち、ルネベルグレンズ２３の焦点までの距離Ｆが短いときには、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃはルネベルグレンズ２３に近い位置に配置され、ルネベルグレンズ２３の焦点までの距離Ｆが長いときには、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃはルネベルグレンズ２３から離れた位置に配置される。   Note that the positions of the horn-shaped antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C are set according to the focal length of the Luneberg lens 23. Accordingly, the opening surfaces of the horn-shaped antennas 27A to 27C may be in contact with the outer peripheral surface 23A of the Luneberg lens 23 or may be separated from the outer peripheral surface 23A. That is, when the distance F to the focal point of the Luneberg lens 23 is short, the horn-shaped antennas 27A to 27C are arranged at positions close to the Luneberg lens 23, and when the distance F to the focal point of the Luneberg lens 23 is long, The antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C are arranged at positions away from the Luneberg lens 23.

かくして、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第２の実施の形態では、ルネベルグレンズ２３は導体板２２上に半球形状に形成されるから、例えば導体板２２をグランド等に接続することによって、球形状のルネベルグレンズと同様の特性を得ることができる。また、アンテナ素子は導体板２２に形成されたホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃによって構成したから、導体板２２を用いてホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃをルネベルグレンズ２３に取り付けることができる。これに加え、ホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃと外部とを接続する給電線路９Ａ〜９Ｃを導体板２２に取り付けることができ、球形状のルネベルグレンズを用いた場合に比べて容易に信号を取り出すことができる。   Thus, also in the second embodiment, it is possible to obtain the same effects as those in the first embodiment. In the second embodiment, since the Luneberg lens 23 is formed in a hemispherical shape on the conductor plate 22, for example, by connecting the conductor plate 22 to a ground or the like, it is the same as the spherical Luneberg lens. Characteristics can be obtained. Further, since the antenna element is constituted by the horn-shaped antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C formed on the conductor plate 22, the horn-shaped antennas 27 </ b> A to 27 </ b> C can be attached to the Luneberg lens 23 using the conductor plate 22. In addition to this, feed lines 9A to 9C connecting the horn-shaped antennas 27A to 27C and the outside can be attached to the conductor plate 22, and signals can be easily taken out as compared with the case of using a spherical Luneberg lens. Can do.

なお、前記第１の実施の形態では、３個のパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃは、水平方向（横方向）に一列に並べるものとした。本発明はこれに限らず、複数のパッチアンテナは、垂直方向（縦方向）に一列に並べてもよく、水平方向および垂直方向に行列状に並べてもよい。また、パッチアンテナの個数や配置は、例えばＭＩＭＯの仕様等に応じて適宜設定することができる。   In the first embodiment, the three patch antennas 6A to 6C are arranged in a line in the horizontal direction (lateral direction). The present invention is not limited to this, and the plurality of patch antennas may be arranged in a line in the vertical direction (longitudinal direction), or may be arranged in a matrix in the horizontal direction and the vertical direction. The number and arrangement of patch antennas can be set as appropriate according to, for example, MIMO specifications.

前記各実施の形態では、アンテナ素子をパッチアンテナ６Ａ〜６Ｃまたはホーン形状アンテナ２７Ａ〜２７Ｃによって構成した場合を例に挙げて説明したが、アンテナ素子は、例えばダイポールアンテナ、スロットアンテナ等のような他のアンテナによって構成してもよい。また、アンテナ素子はアレーアンテナによって構成してもよい。この場合には、隣合う２つのアレーアンテナは、それぞれのアレーアンテナが占める領域の中心間の距離が高周波信号の波長の１倍以上で１．５倍以下となる位置に配置される。   In each of the above-described embodiments, the case where the antenna element is configured by the patch antennas 6A to 6C or the horn-shaped antennas 27A to 27C has been described as an example. You may comprise by the antenna of. The antenna element may be constituted by an array antenna. In this case, two adjacent array antennas are arranged at a position where the distance between the centers of the areas occupied by the respective array antennas is 1 to 1.5 times the wavelength of the high-frequency signal.

前記各実施の形態では、ルネベルグレンズ２，２３を球形状または半球形状に形成した場合を例に挙げて説明したが、ルネベルグレンズは、他の形状に形成してもよい。   In each of the above embodiments, the case where the Luneberg lenses 2 and 23 are formed in a spherical shape or a hemispherical shape has been described as an example. However, the Luneberg lens may be formed in other shapes.

前記各実施の形態では、アンテナ装置１，２１をＭＩＭＯに適用した場合を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、アンテナ装置をレーダ装置に適用してもよい。レーダ装置に適用した場合には、例えば複数のアンテナ素子のうちいずれか１つのアンテナ素子が探査波を出力してもよい。このとき、探査波を出力するアンテナ素子を逐次切換えることによって、探査波の方向を変更することができる。一方、対象物からの反射波は、複数のアンテナ素子によって受信する。このため、送受信回路は、複数のアンテナ素子によって受信した信号を合成する。これにより、送受信回路は、例えば対象物の方角や対象物までの距離を特定することができる。   In each of the embodiments, the case where the antenna devices 1 and 21 are applied to MIMO has been described as an example. The present invention is not limited to this, and the antenna device may be applied to a radar device. When applied to a radar apparatus, for example, any one of a plurality of antenna elements may output a search wave. At this time, the direction of the search wave can be changed by sequentially switching the antenna elements that output the search wave. On the other hand, the reflected wave from the object is received by a plurality of antenna elements. For this reason, the transmission / reception circuit synthesizes the signals received by the plurality of antenna elements. Thereby, the transmission / reception circuit can specify the direction of the object and the distance to the object, for example.

前記各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。   It is needless to say that each of the embodiments described above is an exemplification, and partial replacement or combination of the configurations shown in the different embodiments is possible.

１，２１ ルネベルグレンズアンテナ装置（アンテナ装置）
２，２３ ルネベルグレンズ
３〜５，２４〜２６ 誘電体層
６Ａ〜６Ｃ パッチアンテナ（アンテナ素子）
２７Ａ〜２７Ｃ ホーン形状アンテナ（アンテナ素子）
９Ａ〜９Ｃ 給電線路
１０ 送受信回路
２２ 導体板 1,21 Luneberg lens antenna device (antenna device)
2,23 Luneberg lenses 3-5, 24-26 Dielectric layer 6A-6C Patch antenna (antenna element)
27A-27C Horn-shaped antenna (antenna element)
9A to 9C Feed line 10 Transmission / reception circuit 22 Conductor plate

Claims (3)

異なる誘電率の分布を有するルネベルグレンズと、
前記ルネベルグレンズの異なる焦点位置に配置された複数のアンテナ素子とを備え、
前記ルネベルグレンズの直径は、前記アンテナ素子が放射する高周波信号の波長の３倍以上で１０倍以下の値に設定され、
前記ルネベルグレンズの焦点と、前記ルネベルグレンズの中心を挟んで該焦点の反対側に位置する前記ルネベルグレンズの表面上の点との間の距離は、開口径の１倍以上で１．２倍以下の値に設定され、
隣合う２つの前記アンテナ素子は、これらの中心間の距離が前記高周波信号の波長の１倍以上で１．５倍以下となる位置に配置されてなるルネベグルレンズアンテナ装置。 Luneberg lenses with different dielectric constant distributions;
A plurality of antenna elements arranged at different focal positions of the Luneberg lens,
The diameter of the Luneberg lens is set to a value not less than 3 times and not more than 10 times the wavelength of the high-frequency signal emitted by the antenna element,
The distance between the focal point of the Luneberg lens and a point on the surface of the Luneberg lens located on the opposite side of the focal point with respect to the center of the Luneberg lens is 1 or more times the aperture diameter. Set to a value less than twice,
The two adjacent antenna elements are Renebeggle lens antenna devices arranged at a position where the distance between their centers is 1 to 1.5 times the wavelength of the high-frequency signal. 複数の前記アンテナ素子は、送受信回路に接続され、ＭＩＭＯ用アンテナ素子として使用されてなる請求項１に記載のルネベルグレンズアンテナ装置。   2. The Luneberg lens antenna device according to claim 1, wherein the plurality of antenna elements are connected to a transmission / reception circuit and are used as MIMO antenna elements. 前記ルネベルグレンズは、導体板上に半球形状に形成され、
前記アンテナ素子は、前記導体板に形成されたホーン形状アンテナである請求項１または２に記載のルネベルグレンズアンテナ装置。 The Luneberg lens is formed in a hemispherical shape on a conductor plate,
The Luneberg lens antenna device according to claim 1, wherein the antenna element is a horn-shaped antenna formed on the conductor plate.
JP2015228640A 2015-11-24 2015-11-24 Luneberg lens antenna device Active JP6536376B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015228640A JP6536376B2 (en) 2015-11-24 2015-11-24 Luneberg lens antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015228640A JP6536376B2 (en) 2015-11-24 2015-11-24 Luneberg lens antenna device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017098743A true JP2017098743A (en) 2017-06-01
JP6536376B2 JP6536376B2 (en) 2019-07-03

Family

ID=58817416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015228640A Active JP6536376B2 (en) 2015-11-24 2015-11-24 Luneberg lens antenna device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6536376B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019003939A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 株式会社村田製作所 Dielectric lens
JP2020523824A (en) * 2017-06-07 2020-08-06 ロジャーズ コーポレーション Dielectric resonator antenna system
CN111786125A (en) * 2020-06-28 2020-10-16 北京高信达通信科技股份有限公司 Dielectric cylindrical lens, dielectric film and manufacturing method of dielectric cylindrical lens
CN112151949A (en) * 2019-06-26 2020-12-29 合肥若森智能科技有限公司 Luneberg lens antenna
US20210096209A1 (en) * 2019-09-26 2021-04-01 Rogers Corporation Radar-enabled multi-vehicle system
CN114050419A (en) * 2022-01-13 2022-02-15 成都频岢微电子有限公司 Surface wave based dual-polarized unit and luneberg lens based on same
CN114552227A (en) * 2022-04-27 2022-05-27 电子科技大学 Planar luneberg lens antenna based on sparse phased array feed

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04232486A (en) * 1990-06-27 1992-08-20 Hughes Aircraft Co Multi-beam light and electromagnetic semi-spherical surface/spherical surface sensor
WO2005093905A1 (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Bae Systems Plc An antenna with partially spherical dielectric lenses
JP2006121664A (en) * 2003-03-11 2006-05-11 Sumitomo Electric Ind Ltd Luneberg lens and method for manufacturing the same
US20070296640A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-beam antenna with shared dielectric lens
JP2009516933A (en) * 2004-09-10 2009-04-23 株式会社ジェイエスピー Luneberg type dielectric lens and manufacturing method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04232486A (en) * 1990-06-27 1992-08-20 Hughes Aircraft Co Multi-beam light and electromagnetic semi-spherical surface/spherical surface sensor
JP2006121664A (en) * 2003-03-11 2006-05-11 Sumitomo Electric Ind Ltd Luneberg lens and method for manufacturing the same
WO2005093905A1 (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Bae Systems Plc An antenna with partially spherical dielectric lenses
JP2009516933A (en) * 2004-09-10 2009-04-23 株式会社ジェイエスピー Luneberg type dielectric lens and manufacturing method thereof
US20070296640A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-beam antenna with shared dielectric lens

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020523824A (en) * 2017-06-07 2020-08-06 ロジャーズ コーポレーション Dielectric resonator antenna system
JP7245787B2 (en) 2017-06-07 2023-03-24 ロジャーズ コーポレーション Dielectric resonator antenna system
WO2019003939A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 株式会社村田製作所 Dielectric lens
JPWO2019003939A1 (en) * 2017-06-30 2020-01-09 株式会社村田製作所 Dielectric lens
US11050158B2 (en) 2017-06-30 2021-06-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric lens
CN112151949A (en) * 2019-06-26 2020-12-29 合肥若森智能科技有限公司 Luneberg lens antenna
US20210096209A1 (en) * 2019-09-26 2021-04-01 Rogers Corporation Radar-enabled multi-vehicle system
CN111786125A (en) * 2020-06-28 2020-10-16 北京高信达通信科技股份有限公司 Dielectric cylindrical lens, dielectric film and manufacturing method of dielectric cylindrical lens
CN114050419A (en) * 2022-01-13 2022-02-15 成都频岢微电子有限公司 Surface wave based dual-polarized unit and luneberg lens based on same
CN114050419B (en) * 2022-01-13 2022-04-08 成都频岢微电子有限公司 Surface wave based dual-polarized unit and luneberg lens based on same
CN114552227A (en) * 2022-04-27 2022-05-27 电子科技大学 Planar luneberg lens antenna based on sparse phased array feed
CN114552227B (en) * 2022-04-27 2022-07-26 电子科技大学 Planar luneberg lens antenna based on sparse phased array feed

Also Published As

Publication number Publication date
JP6536376B2 (en) 2019-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10777902B2 (en) Luneburg lens antenna device
US10468777B2 (en) Luneburg lens antenna device
JP6536376B2 (en) Luneberg lens antenna device
US10854994B2 (en) Broadband phased array antenna system with hybrid radiating elements
US10892554B2 (en) Antenna element, antenna module, and communication device
Lou et al. Sidelobe suppression of metalens antenna by amplitude and phase controllable metasurfaces
US20150116154A1 (en) Lens antenna with electronic beam steering capabilities
Ma et al. A novel surface-wave-based high-impedance surface multibeam antenna with full azimuth coverage
KR20110129462A (en) High gain metamaterial antenna device
JP2008503904A (en) Multi-beam antenna
Bi et al. 3-D printed wideband Cassegrain antenna with a concave subreflector for 5G millimeter-wave 2-D multibeam applications
JPS6147442B2 (en)
JPH1093336A (en) Array antenna and antenna system
Karttunen et al. Reduction of internal reflections in integrated lens antennas for beam-steering
Tekkouk et al. Folded Rotman lens multibeam antenna in SIW technology at 24 GHz
WO2017119222A1 (en) Luneberg lens antenna device
US20220209392A1 (en) Package antenna and radar assembly package
JP2020174284A (en) Antenna device
KR102048355B1 (en) antenna module having monopole antenna with multi band circular polarization
Bertuch et al. Size-limited Q-band circular switched parasitic array antenna with small elevation beamwidth
US20230420858A1 (en) End-fire tapered slot antenna
US20230411862A1 (en) Antenna module
Wang et al. Reconfigurable dual-layer unit cell based beam steering transmitarray
JP2017175282A (en) Reception antenna device
El Cafsi et al. The design of a 360-switched-beam-base station antenna

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180806

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20181203

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190417

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190520

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6536376

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150