JP2018061195A - 偏波共用アンテナ、偏波共用アンテナシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏波共用アンテナは垂直偏波用素子と水平偏波用素子を含む。垂直偏波用素子はグラウンド板101と第1線状導体103とを含む伝送線路型アンテナ100であり、水平偏波用素子は、誘電体板201と、誘電体板201に配置されている平板状導体203を含む逆相励振型平面アンテナ200である。逆相励振型平面アンテナ200は、誘電体板201とグラウンド板101とが平行になるように、且つ、グラウンド板101を正視したときに、伝送線路型アンテナ100固有の水平面内双指向性と逆相励振型平面アンテナ200固有の水平面内双指向性とが直交するように、伝送線路型アンテナ100の上に近接配置されている。
【選択図】図1
Description
実施形態の偏波共用アンテナ1(図1参照)は、1個の垂直偏波用素子と1個の水平偏波用素子を含む。
垂直偏波用素子はいわゆる伝送線路型アンテナ100であり、伝送線路型アンテナ100はグラウンド板101と第1線状導体103を含む。
水平偏波用素子はいわゆる逆相励振型平面アンテナ200であり、逆相励振型平面アンテナ200は誘電体板201と平板状導体203を含む。
偏波共用アンテナ1は、垂直偏波用素子である伝送線路型アンテナ100と水平偏波用素子である逆相励振型平面アンテナ200をグラウンド板101の一方の平面の法線方向に近接配置した構造を持っている。
図2を参照して、偏波共用アンテナ1の変形例である偏波共用アンテナ2を説明する。偏波共用アンテナ2は、偏波共用アンテナ1において伝送線路型アンテナ100が逆相励振型平面アンテナ200を支持する構造の一例に関する。
本発明の偏波共用アンテナシステムは、複数の本発明の偏波共用アンテナを用いて構築される。例えば、実施形態である偏波共用アンテナシステム5(図7参照)は、2個の上述した偏波共用アンテナ1(以下、一方を第1の偏波共用アンテナ1aと呼称し、他方を第2の偏波共用アンテナ1bと呼称する)を含む。
偏波共用アンテナ1の実施例のシミュレーション結果を図3〜図5に示す。このシミュレーションでは、グラウンド板101の一方の平面(つまり、逆相励振型平面アンテナ200に向かう面)を吸収境界に設定した。シミュレーション対象の偏波共用アンテナ1の実施例は次のような仕様を持つ。なお、記号および採寸については、図1中の寸法線を参照のこと。
設計周波数:3.5GHz
グラウンド板の大きさ:B1×B2=150mm×150mm
第1線状導体の平行部位の長さ:d1=37.5mm
第1線状導体の幅:b=1mm
第2線状導体と、第1線状導体の二つの垂直部位のうち第2線状導体と遠い方との距離:d2=33mm
グラウンド板と第1線状導体の平行部位との距離=第1線状導体の二つの垂直部位のそれぞれの長さ=第2線状導体の長さ:h1=7mm
グラウンド板と平板状導体との距離:h2=10mm
誘電体板の大きさ:l1×l2=35.5mm×19mm
誘電体板の厚み:h3=0.8mm
誘電体板の比誘電率:2.6
第1ストリップ導体の幅:m0=1mm
誘電体板を正視したときに第1線状導体の平行部位とオーバーラップする第1ストリップ導体の部位の長さ:m1=17mm
平板状導体の対称線と平行な第1ストリップ導体の部位の長さ:m2=7mm
第1ストリップ導体の末梢部位の長さ:m3=11.5mm
第1ストリップ導体の全長:m1+m2+2×m3=47mm
誘電体板の長辺から一対の部位までの距離:W1=3mm
一対の部位の間の距離:W2=6.5mm
偏波共用アンテナ2の実施例のシミュレーション結果を図6に示す。このシミュレーションでは、グラウンド板101の一方の平面(つまり、逆相励振型平面アンテナ200に向かう面)を吸収境界に設定した。シミュレーション対象の偏波共用アンテナ2の実施例は次のような仕様を持つ。なお、記号および採寸については、図2中の寸法線を参照のこと。
設計周波数:3.5GHz
グラウンド板の大きさ:B1×B2=200mm×200mm
第1線状導体の平行部位の長さ:d1=41mm
第1線状導体の幅:b=1mm
第2線状導体と、第1線状導体の二つの垂直部位のうち第2線状導体と遠い方との距離:d2=38mm
グラウンド板と第1線状導体の平行部位との距離=第1線状導体の二つの垂直部位のそれぞれの長さ=第2線状導体の長さ:h1=8mm
グラウンド板と平板状導体との距離:h2=13mm
グラウンド板と第3導体との距離:h4=3mm
誘電体板の大きさ:l1×l2=34.75mm×46mm
誘電体板の厚み:h3=0.8mm
誘電体板の比誘電率:2.6
第1ストリップ導体の幅:m0=0.8mm
第1ストリップ導体の中点を通り、平板状導体の対称線と平行な第1ストリップ導体の部位の長さ:m1=7mm
平板状導体の対称線と直交する方向に平行な第1ストリップ導体の部位(ただし、末梢部位ではない)の長さ:m2=8mm
第1ストリップ導体の中点を通らない、平板状導体の対称線と平行な第1ストリップ導体の部位の長さ:m3=2.5mm
第1ストリップ導体の末梢部位の長さ:m4=15.5mm
第1ストリップ導体の全長:m1+2×m2+2×m3+2×m4=59mm
第2ストリップ導体の長さ:m5=22mm
矩形状の一対の部位の短辺の長さ:W3=9mm
一対の部位の短辺を挟む平板状導体の幅(平板状導体の対称線と直交する方向の長さ):W1=3mm
一対の部位の間の距離:W2=8mm
第2ストリップ導体と対向する平板状導体の部位の最小幅:l3=3mm
スロットの大きさ:t1×t2=3.5mm×13.5mm
偏波共用アンテナシステムの実施例のシミュレーション結果を図8〜図14に示す。第1の偏波共用アンテナ1aと第2の偏波共用アンテナ1bはそれぞれ実施例1の偏波共用アンテナと同じである。実施例3では、第1の偏波共用アンテナ1aに含まれる平行部位の延伸方向に対して45度の方向に第2の偏波共用アンテナ1bが位置している。比較のために、第1の偏波共用アンテナ1aに含まれる平行部位の延伸方向に対して0度の方向に第2の偏波共用アンテナ1bが位置している比較例とそのシミュレーション結果を図8〜図14に示す。図8〜図14に示すように、第1の偏波共用アンテナ1aに含まれる平行部位の延伸方向に対して45度の方向に第2の偏波共用アンテナ1bを配置した場合、アンテナ間結合量がより小さくなることがわかる。
Claims (6)
- 垂直偏波用素子と水平偏波用素子とを含む偏波共用アンテナであって、
上記垂直偏波用素子は、グラウンド板と第1線状導体とを含む伝送線路型アンテナであり、
上記第1線状導体は、二つの垂直部位と、給電される平行部位とを含み、
上記平行部位は上記グラウンド板と平行であり、
上記二つの垂直部位はそれぞれ上記グラウンド板の法線と平行であり、
上記二つの垂直部位の一方の一端と他方の一端はそれぞれ上記グラウンド板と接続されており、
上記水平偏波用素子は、誘電体板と、当該誘電体板の一方の面上に配置されている平板状導体とを含む逆相励振型ノッチアンテナであり、
上記平板状導体は線対称且つ非凸集合の形状を持ち、
上記誘電体板を正視したとき、上記平板状導体の縁線は、上記誘電体板の縁線と一致する部分と、上記誘電体板201の縁線と一致しない部分とで構成されており、
上記逆相励振型ノッチアンテナは、上記平板状導体によって被覆されていない上記誘電体板の一方の面の一部であって上記平板状導体の対称線上に配置され、位相差πで給電される、一対の部位を持ち、
上記逆相励振型平面アンテナは、上記誘電体板と上記グラウンド板とが平行になるように、上記平行部位に関して上記グラウンド板と反対側に配置されており、
上記グラウンド板を正視したとき、上記平行部位の中心と上記対称線による幅の中点はオーバーラップし、且つ、上記対称線による幅の中点を通り上記平板状導体の法線とも上記対称線とも直交する直線と上記平行部位はオーバーラップする
偏波共用アンテナ。 - 請求項1に記載の偏波共用アンテナにおいて、
上記平行部位は上記平板状導体と対向している
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。 - 請求項2に記載の偏波共用アンテナにおいて、
線状の第1ストリップ導体と線状の第2ストリップ導体とが上記誘電体板の他方の面上に配置されており、
上記誘電体板を正視したとき、上記第2ストリップ導体は上記直線とオーバーラップし、
上記第2ストリップ導体の一端は上記第1ストリップ導体の中点に接続されており、
上記誘電体板を正視したとき、上記第1ストリップ導体の一対の末梢部位のそれぞれは上記直線と平行であり、且つ、上記第1ストリップ導体の一対の末梢部位は上記第1ストリップ導体の中点に関して点対称に位置しており、
上記一対の末梢部位は上記一対の部位と対向しており、
上記二つの垂直部位の一方の上記一端は上記グラウンド板と接続しており、
上記二つの垂直部位の一方の他端は上記平板状導体と接続しており、
上記二つの垂直部位の一方の中間部は上記平行部位と接続しており、
上記二つの垂直部位の他方は内部導体と絶縁体と当該絶縁体で当該内部導体と電気的に絶縁されている外部導体とを含み、
上記二つの垂直部位の他方の上記一端は上記外部導体の一端であり、上記外部導体の一端は上記グラウンド板と接続しており、
上記外部導体の他端は上記平板状導体と接続しており、
上記外部導体の中間部は上記平行部位と接続しており、
上記内部導体は上記第2ストリップ導体の他端に接続している
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。 - 請求項2または請求項3に記載の偏波共用アンテナにおいて、
上記平板状導体は、上記平行部位と対向する部位にスロットを有する
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の偏波共用アンテナにおいて、
上記伝送線路型アンテナは、
上記平行部位に接続されており、当該グラウンド板の法線と平行な第2線状導体と、
上記第2線状導体と上記二つの垂直部位のいずれか一方とを接続する第3導体と
を含む
ことを特徴とする偏波共用アンテナ。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の第1の偏波共用アンテナと、
請求項1から請求項5のいずれかに記載の第2の偏波共用アンテナと
を含み、
上記第1の偏波共用アンテナと上記第2の偏波共用アンテナは、同一平面上に配置されており、
上記第1の偏波共用アンテナに含まれる上記平行部位の延伸方向と上記第2の偏波共用アンテナに含まれる上記平行部位の延伸方向は直交し、
上記第1の偏波共用アンテナに含まれる上記平行部位の延伸方向に対して斜め方向に上記第2の偏波共用アンテナが位置する
偏波共用アンテナシステム。
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JPH0823224A (ja) * | 1994-07-11 | 1996-01-23 | N T T Ido Tsushinmo Kk | ノッチアンテナ |
US5519406A (en) * | 1994-03-09 | 1996-05-21 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Low profile polarization diversity planar antenna |
JPH11205035A (ja) * | 1998-01-19 | 1999-07-30 | Ddi Corp | 双指向性偏波アンテナ装置 |
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2016
- 2016-10-07 JP JP2016199163A patent/JP6858362B2/ja active Active
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