JP2018033108A - 反射板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信アンテナの中心と、受信アンテナの片端とを焦点とする斜め楕円において、少なくともOAMモード毎の最大利得となる放射箇所を含む範囲を、前記送信アンテナから放射される電磁波の放射軸を中心として一回転してできる回転体の構造を備える第1の反射板を備える。
【選択図】図1
Description
以下に、本実施形態における反射板について、具体的に説明する。
一般的に、送信アンテナの中心(図1に示す原点)から放射状に放射されたOAM波は、その放射された距離の変化に応じて位相が変化する(図2(a))。また、送信アンテナの中心(図1に示す原点)から放射状に放射されたOAM波は、図1に示すZ軸に垂直な面の円周上では中心角の変化に応じて位相が変化する(図2(b))。例えば、OAMのモードLが|L|の場合には1周で360°左回りに変化する。
そこで、本発明では、送信アンテナから出射されるOAM波に対して、斜め楕円をZ軸周りに一回転してできる回転体の一部からなる反射板を用いる。これにより、受信アンテナは、中心角毎に異なる複数の焦点で受信することができるため、上述したような打ち消しは生じない。
図3は、本実施形態における反射板について説明する図であって、斜め楕円上の点の算出方法を示す図である。
この反射板70は斜め楕円回転体構造なので、例えば図4において、焦点FからYZ平面上でy>0、z≧0の方向へ放射された電磁波は、反射板の20aの箇所で反射されて、焦点F´1に到達する。一方、焦点FからYZ平面上でx<0、z≧0の方向へ放射された電磁波は、反射板の20aの箇所で反射されて、焦点F´2に到達する。
これと同様に、他の方向に放射された電磁波も反射板の一部の箇所で反射されて受信アンテナ60の位置の焦点の円上に到達する。
図5に示すシミュレーションでは、送信アンテナ50として開口径λの円アレーを用いた。また、反射板70はz1=0.01m〜1.4mとして設計した場合のL=3の例である。図5に示すように、反射板70が無い場合ではOAM波の最大利得の放射角がθi°であるのに対して、反射板70が有りの場合ではOAM波の最大利得の放射角がα°(<θi°)に狭められる。そのため、受信アンテナ60の開口径増大を抑制することが可能になる。
反射板70Aは、送信アンテナ50の位置から見て受信アンテナ60の位置と反対側(z2≦0)に配置される場合には皿状に形成されている。また、反射板70Aは、反射板70と同様に、斜め楕円回転体構造である。このため、例えば、焦点FからYZ平面上でy>0、z≦0の方向へ放射された電磁波は、反射板70Aの20bの箇所で反射されて焦点F´1に到達する。一方、焦点FからXZ平面上でx<0、z≦0の方向へ放射された電磁波は、反射板70Aの21bの箇所で反射されて焦点F´2に到達する。
第2の変形例の反射板70Bは、反射板70に干渉波を反射させるサブ反射板71B(第2の反射板)を組み合わせた斜め楕円回転体構造の反射板である。図4に示す反射板70を用いる場合において、送信アンテナ50の後方(z2≦0)への放射については考慮しなくてもよいが、図8に示すZ軸付近を通る電磁波(−Γ〜+Γ°の範囲に放射される干渉波)は、反射板に当らずに受信アンテナ60の位置へ到達する。そのため、反射板で反射されて受信アンテナ60の位置へ到達する電磁波との間で干渉が発生する可能性がある。
第3の変形例の反射板70Cは、第1の変形例の反射板70Aに干渉波を反射させるサブ反射板71Cを組み合わせた斜め楕円回転体構造の反射板である。図9に示すように、送信アンテナ50の後方(z2≧0)へ放射した電磁波(−α〜+α°の範囲に放射される干渉波)は、反射板に当らずに受信アンテナ60の位置へ到達する。そのため、反射板で反射されて受信アンテナ60の位置へ到達する電磁波との間で干渉が発生する可能性がある。そこで、第3の変形例では、上記問題となる干渉波影響を軽減するため、球体の一部からなるサブ反射板71Cを用いるとともに、反射板70A自体のZ軸近傍を空洞(孔)とする。すなわち、サブ反射板71Cで、送信アンテナ50の位置から見て受信アンテナ60と反対側に反射された電磁波が反射板70Aに入射する範囲において空洞が形成されている。焦点FからYZ平面上で−α〜+α°の範囲に放射された干渉波は、サブ反射板71Cの30bの箇所で反射されて焦点Fを通過し、反射板70Aの空洞(孔)から出ていくため、受信アンテナ60の位置には到達しない。したがって、この空洞とした反射板70Aと、サブ反射板71Cを組み合わせた反射板70Cを用いることで干渉波の影響を減らすことが可能になる。
71B,71C サブ反射板
Claims (7)
- 送信アンテナの中心と、受信アンテナの片端とを焦点とする斜め楕円において、少なくともOAMモード毎の最大利得となる放射箇所を含む範囲を、前記送信アンテナから放射される電磁波の放射軸を中心として一回転してできる回転体の構造を備える第1の反射板を備える反射板。
- 前記第1の反射板は、前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナ側に設けられ、環状に形成された請求項1に記載の反射板。
- 前記第1の反射板は、前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に設けられ、皿状に形成された請求項1に記載の反射板。
- 前記送信アンテナから放射された電磁波の中で前記第1の反射板に反射されずに前記受信アンテナに到達する電磁波を、前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に反射させる球体の一部からなる第2の反射板をさらに備え、
前記第2の反射板は、前記受信アンテナに向かって前記放射軸付近を通る電磁波を前記反対側に反射させる請求項2に記載の反射板。 - 前記送信アンテナから放射された電磁波の中で前記第1の反射板に反射されずに前記受信アンテナに到達する電磁波を前記送信アンテナの位置から見て前記受信アンテナと反対側に反射させる、球体の一部からなる第2の反射板をさらに備え、
前記第1の反射板には、前記第2の反射板で反射された電磁波が前記第1の反射板に入射する範囲において空洞が形成されている請求項3に記載の反射板。 - アレーアンテナの各アンテナ素子の位置を焦点とした複数の放物線回転体構造の反射板の一部を組み合せて構成される反射板。
- 前記アレーアンテナの各アンテナ素子と前記複数の放物線回転体構造の各放物線の頂点との距離とは、それぞれOAMを有する電磁波の最大利得の放射角に基づいて設定される請求項6の反射板。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109346850A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-15 | 朱永忠 | 一种单绕螺旋oam天线以及螺旋oam天线 |
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US11955714B2 (en) | 2019-06-17 | 2024-04-09 | Nec Corporation | Antenna apparatus, radio transmitter, and antenna diameter adjustment method |
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