JP2570216B2 - 平面アレイアンテナ - Google Patents
平面アレイアンテナInfo
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- JP2570216B2 JP2570216B2 JP7191798A JP19179895A JP2570216B2 JP 2570216 B2 JP2570216 B2 JP 2570216B2 JP 7191798 A JP7191798 A JP 7191798A JP 19179895 A JP19179895 A JP 19179895A JP 2570216 B2 JP2570216 B2 JP 2570216B2
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- Japan
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- radiating elements
- holes
- radiating element
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- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば衛星放送
を受信する場合等に用いて好適な平面アレイアンテナに
係り、特に多数の放射素子の一部を取り除き、この取り
除いた位置に給電導波管変換器を設けた平面アンテナに
関する。
を受信する場合等に用いて好適な平面アレイアンテナに
係り、特に多数の放射素子の一部を取り除き、この取り
除いた位置に給電導波管変換器を設けた平面アンテナに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から衛星放送用の平面アレイアンテ
ナとして、放射素子の一部を構成する穴及び透孔を有す
る第１及び第２の金属板又はメタライズドプラスチック
板と、これら第１及び第２の金属板間に挾着され、該穴
及び透孔で構成される円の中心方向に略９０°の角度差
を持つ所定長突出された一対の励振プローブと、該一対
の励振プローブに連通する導体箔からなる薄膜の基板
と、この薄膜の基板に被着した導体箔を囲繞する様に第
１及び第２の金属板の穴及び透孔に連通する空洞部が形
成されたサスペンデッドラインとを有する放射素子を、
該第１及び第２の金属板並びに薄膜の基板上に多数並設
して、一対の励振プローブへの給電信号をサスペンデッ
ドライン内で位相合成するようにしたことを特徴とする
円偏波平面アレイアンテナを先に本出願人は特願昭６０
−１６２６５０号として、提案した。
ナとして、放射素子の一部を構成する穴及び透孔を有す
る第１及び第２の金属板又はメタライズドプラスチック
板と、これら第１及び第２の金属板間に挾着され、該穴
及び透孔で構成される円の中心方向に略９０°の角度差
を持つ所定長突出された一対の励振プローブと、該一対
の励振プローブに連通する導体箔からなる薄膜の基板
と、この薄膜の基板に被着した導体箔を囲繞する様に第
１及び第２の金属板の穴及び透孔に連通する空洞部が形
成されたサスペンデッドラインとを有する放射素子を、
該第１及び第２の金属板並びに薄膜の基板上に多数並設
して、一対の励振プローブへの給電信号をサスペンデッ
ドライン内で位相合成するようにしたことを特徴とする
円偏波平面アレイアンテナを先に本出願人は特願昭６０
−１６２６５０号として、提案した。
【０００３】上述の平面アレイアンテナによれば、薄形
化が可能となり、機械的構成も簡略化でき、又、安価で
一般的に入射出来る基板を高周波用に使用しても高価な
マイクロストリップライン用基板を用いたものと同等以
上のアンテナ利得が得られる。
化が可能となり、機械的構成も簡略化でき、又、安価で
一般的に入射出来る基板を高周波用に使用しても高価な
マイクロストリップライン用基板を用いたものと同等以
上のアンテナ利得が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記提案さ
れたアレイアンテナの場合、放射素子の間隔は０．９〜
０．９５λ0 （λ0 ：自由空間波長、２２．５〜２３．
６ｍｍ）、放射素子の径は１６．３５ｍｍφとされてい
るので、中央部にサスペンデッドラインと矩形導波管
（ＷＲ−７５或いはＷＲＪ−１２０）を変換する給電部
を設けることは物理的に難しく、従って、特願昭６０−
１６２６５０号の第４図に示されるように、給電点を放
射素子の配置されている部分より外側にはみ出させて設
け、裏面より取り出すようにしていた。
れたアレイアンテナの場合、放射素子の間隔は０．９〜
０．９５λ0 （λ0 ：自由空間波長、２２．５〜２３．
６ｍｍ）、放射素子の径は１６．３５ｍｍφとされてい
るので、中央部にサスペンデッドラインと矩形導波管
（ＷＲ−７５或いはＷＲＪ−１２０）を変換する給電部
を設けることは物理的に難しく、従って、特願昭６０−
１６２６５０号の第４図に示されるように、給電点を放
射素子の配置されている部分より外側にはみ出させて設
け、裏面より取り出すようにしていた。
【０００５】ところが、このように給電点を配置する
と、給電線（サスペンデッドライン）が長くなるので、
それだけ損失が増大し、利得が低減する欠点があった。
と、給電線（サスペンデッドライン）が長くなるので、
それだけ損失が増大し、利得が低減する欠点があった。
【０００６】この発明は斯る点に鑑みてなされたもの
で、給電線の損失を低減し、利得の向上を図ることがで
きる平面アレイアンテナを提供するものである。
で、給電線の損失を低減し、利得の向上を図ることがで
きる平面アレイアンテナを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明による平面アレ
イアンテナは、放射素子の一部を形成する多数の穴４，
５が並設された金属板、又はメタライズドプラスチック
板１，２で基板３を挟み込むサスペンデッドライン給電
形平面アンテナにおいて、上記多数の穴４，５に夫々対
応して放射素子を設けると共に多数並設した放射素子の
一部の放射素子を取り除き、該放射素子を取り除くこと
によって形成されたスペースに給電導波管変換器を設
け、放射素子を取り除くことにより残った端部３１を給
電線の特性インピーダンスと同じ抵抗値の抵抗で終端す
る様に構成したものである。
イアンテナは、放射素子の一部を形成する多数の穴４，
５が並設された金属板、又はメタライズドプラスチック
板１，２で基板３を挟み込むサスペンデッドライン給電
形平面アンテナにおいて、上記多数の穴４，５に夫々対
応して放射素子を設けると共に多数並設した放射素子の
一部の放射素子を取り除き、該放射素子を取り除くこと
によって形成されたスペースに給電導波管変換器を設
け、放射素子を取り除くことにより残った端部３１を給
電線の特性インピーダンスと同じ抵抗値の抵抗で終端す
る様に構成したものである。
【０００８】上述の構成によると、多数の放射素子のう
ちの一部を取り去り、この位置に給電点を設ける様にし
たので給電線の損失が低減し、利得が向上し、又１枚の
基板で円偏波受信が出来る回路構成に出来るため、従来
に比し薄形化できると共に機械的構成も簡略化でき、し
かも安価で一般的に入手出来る基板を高周波用に使用し
ても高価なマイクロストリップライン用基板を用いたも
のと同等以上のアンテナ利得が得られる。
ちの一部を取り去り、この位置に給電点を設ける様にし
たので給電線の損失が低減し、利得が向上し、又１枚の
基板で円偏波受信が出来る回路構成に出来るため、従来
に比し薄形化できると共に機械的構成も簡略化でき、し
かも安価で一般的に入手出来る基板を高周波用に使用し
ても高価なマイクロストリップライン用基板を用いたも
のと同等以上のアンテナ利得が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を、円
偏波平面アレイアンテナに適用した場合を例にとり図１
〜図４に基づいて詳しく説明する。
偏波平面アレイアンテナに適用した場合を例にとり図１
〜図４に基づいて詳しく説明する。
【００１０】図１は本発明による円偏波放射素子の構成
を示すもので、図１Ａはその平面図、図１Ｂは図１Ａに
おける線Ｉ−Ｉに沿う断面矢視図である。図１Ａ，Ｂに
おいて、１は第１の金属板（又はメタライズドプラスチ
ック板）、２は第２の金属板（又はメタライズドプラス
チック板）、３は第１及び第２の金属板１，２で挟持さ
れる薄膜の基板（フィルム状のフレキシブル基板）であ
る。第１の金属板１は凹部状の穴４を有し、第２の金属
板２は穴４と同じ径で上下に貫通し、且つ上側が円錐状
とされた穴５を有する。第１及び第２の金属板１，２で
基板３を挟持するときに穴４と５が一致するように位置
決めされる。
を示すもので、図１Ａはその平面図、図１Ｂは図１Ａに
おける線Ｉ−Ｉに沿う断面矢視図である。図１Ａ，Ｂに
おいて、１は第１の金属板（又はメタライズドプラスチ
ック板）、２は第２の金属板（又はメタライズドプラス
チック板）、３は第１及び第２の金属板１，２で挟持さ
れる薄膜の基板（フィルム状のフレキシブル基板）であ
る。第１の金属板１は凹部状の穴４を有し、第２の金属
板２は穴４と同じ径で上下に貫通し、且つ上側が円錐状
とされた穴５を有する。第１及び第２の金属板１，２で
基板３を挟持するときに穴４と５が一致するように位置
決めされる。
【００１１】また、第１及び第２の金属板１，２で基板
３を挟持した際に穴４，５に連通する空洞部６が形成さ
れるようになされる。
３を挟持した際に穴４，５に連通する空洞部６が形成さ
れるようになされる。
【００１２】７は基板３に被着された導体箔であって、
この導体箔７は空洞部６を介して連結され、サスペンデ
ッドラインを構成する。また、この導体箔７は基板３の
共通の平面上で、穴４，５の中心方向に直交するように
所定長突出され、一対の励振プローブ８，９を構成す
る。
この導体箔７は空洞部６を介して連結され、サスペンデ
ッドラインを構成する。また、この導体箔７は基板３の
共通の平面上で、穴４，５の中心方向に直交するように
所定長突出され、一対の励振プローブ８，９を構成す
る。
【００１３】斯る構成により、円偏波は互いに直交する
直線偏波を位相をπ／２ずらして合成したものであるか
ら、夫々の直線偏波成分に対応する励振プローブが配さ
れたことになる。
直線偏波を位相をπ／２ずらして合成したものであるか
ら、夫々の直線偏波成分に対応する励振プローブが配さ
れたことになる。
【００１４】図２は平面アレイを給電するサスペンデッ
ドラインの構成を示すもので、図１ＢのII−II線に反っ
た断面矢視図を示している。ここでは例えば２５〜１０
０μｍ程度のプリント基板３をエッチングして形成され
た導体箔７が第１及び第２の金属板１，２で囲まれ、中
空同軸線路を構成している。この場合、基板３は薄く支
持部材として働くので、低損失基板でなくても伝送損失
の少ない給電線路となる。例えばテフロングラス基板を
用いたオープンストリップラインの伝送損失は１２ＧＨ
ｚで４〜６ｄＢ／ｍであるが、サスペンデッドラインの
場合、２５μｍフィルム基板で約２．５〜３ｄＢ／ｍと
なる。フィルム状のフレキシブル基板はテフロングラス
基板を比べて安価であるので、構成面（特性）も含めて
利点がある。
ドラインの構成を示すもので、図１ＢのII−II線に反っ
た断面矢視図を示している。ここでは例えば２５〜１０
０μｍ程度のプリント基板３をエッチングして形成され
た導体箔７が第１及び第２の金属板１，２で囲まれ、中
空同軸線路を構成している。この場合、基板３は薄く支
持部材として働くので、低損失基板でなくても伝送損失
の少ない給電線路となる。例えばテフロングラス基板を
用いたオープンストリップラインの伝送損失は１２ＧＨ
ｚで４〜６ｄＢ／ｍであるが、サスペンデッドラインの
場合、２５μｍフィルム基板で約２．５〜３ｄＢ／ｍと
なる。フィルム状のフレキシブル基板はテフロングラス
基板を比べて安価であるので、構成面（特性）も含めて
利点がある。
【００１５】図３は円偏波を合成する具体回路を示すも
ので、一対の励振プローブ８，９は基板３の同一平面上
でサスペンデッドラインである導体箔７で結合される
が、その際にπ／２の位相に相当するλｇ／４（λｇ：
中心周波数における線路波長）の線路１０が進相してい
る片側に挿入されて合成部１１で同相になるようにして
いる。このようにλｇ／４の線路１０を挿入する方向を
変えることにより、右旋又は左旋の円偏波に対応するこ
とができる。
ので、一対の励振プローブ８，９は基板３の同一平面上
でサスペンデッドラインである導体箔７で結合される
が、その際にπ／２の位相に相当するλｇ／４（λｇ：
中心周波数における線路波長）の線路１０が進相してい
る片側に挿入されて合成部１１で同相になるようにして
いる。このようにλｇ／４の線路１０を挿入する方向を
変えることにより、右旋又は左旋の円偏波に対応するこ
とができる。
【００１６】因みに図３は、右旋円偏波を受信する場合
で、電波が図面上表より裏に向っているものとすると、
電界は時計方向に回転しながら進むので、先ず励振プロ
ーブ９が受信し、π／２（９０°）遅れて励振プローブ
８が受信することになり、結果として合成部１１では同
相となることがわかる。
で、電波が図面上表より裏に向っているものとすると、
電界は時計方向に回転しながら進むので、先ず励振プロ
ーブ９が受信し、π／２（９０°）遅れて励振プローブ
８が受信することになり、結果として合成部１１では同
相となることがわかる。
【００１７】図４は図１に示すような円偏波放射素子を
複数個サスペンデッドラインで共相給電する回路構成を
示すもので、これによりアレイを構成することになる。
この際に第１及び第２の金属板１，２には放射素子に対
応して複数個の穴４，５が夫々設けられ、各放射素子の
励振プローブ８，９がサスペンデッドラインを構成する
導体箔７により給電点１２に対して等距離となるように
相互接続される。
複数個サスペンデッドラインで共相給電する回路構成を
示すもので、これによりアレイを構成することになる。
この際に第１及び第２の金属板１，２には放射素子に対
応して複数個の穴４，５が夫々設けられ、各放射素子の
励振プローブ８，９がサスペンデッドラインを構成する
導体箔７により給電点１２に対して等距離となるように
相互接続される。
【００１８】このような構成において、給電位相や電力
分配比を線路で変えることにより各種の指向特性を得る
ことができる。つまり、励振プローブ８，９に対する給
電点１２からの距離を変えることにより位相が変化し、
また、サスペンデッドラインの分岐している所で線を細
かくしたり、或いは太くしたりしてインピーダンスの比
率を変えることにより振幅が変わり、これによって指向
特性を任意に変えることができる。
分配比を線路で変えることにより各種の指向特性を得る
ことができる。つまり、励振プローブ８，９に対する給
電点１２からの距離を変えることにより位相が変化し、
また、サスペンデッドラインの分岐している所で線を細
かくしたり、或いは太くしたりしてインピーダンスの比
率を変えることにより振幅が変わり、これによって指向
特性を任意に変えることができる。
【００１９】また、本実施例では中央部分の放射素子１
個を取り除き、ここに給電導波管変換器３０を設け、こ
の変換器３０を介して給電点１２と図示せずも導波管を
接続する。また放射素子を取り除いたことにより残った
端部３１は給電線の特性インピーダンスと同じ抵抗で終
端するようにする。
個を取り除き、ここに給電導波管変換器３０を設け、こ
の変換器３０を介して給電点１２と図示せずも導波管を
接続する。また放射素子を取り除いたことにより残った
端部３１は給電線の特性インピーダンスと同じ抵抗で終
端するようにする。
【００２０】上述の構成では平面アレイアンテナの中央
近傍の１個の放射素子を取り除いた場合を説明したが、
中央近傍の２〜１０個の複数個の放射素子を除去して、
この部分に給電導波管変換器３０を設けることが出来る
ことは明らかである。これにより給電線の長さが従来よ
り短くなり、給電線の損失に伴う利得の低下が改善され
る。
近傍の１個の放射素子を取り除いた場合を説明したが、
中央近傍の２〜１０個の複数個の放射素子を除去して、
この部分に給電導波管変換器３０を設けることが出来る
ことは明らかである。これにより給電線の長さが従来よ
り短くなり、給電線の損失に伴う利得の低下が改善され
る。
【００２１】また通常の矩形導波管との変換ができるた
め、変換損失を必要帯域内で最小に出来、この効果は放
射素子の数が多いアレイ構造程大きい。また、中央部分
の放射素子を１個乃至複数取り除いたことによる指向性
の乱れは、実用上問題なく、特に放射素子の数が多く、
等位相、等振幅励振の場合は、その影響は少ない。更に
コンバータ一体形アンテナの場合、中央部給電の方が、
コンバータ出力端子の配線処理等の面から、構成上便利
である。
め、変換損失を必要帯域内で最小に出来、この効果は放
射素子の数が多いアレイ構造程大きい。また、中央部分
の放射素子を１個乃至複数取り除いたことによる指向性
の乱れは、実用上問題なく、特に放射素子の数が多く、
等位相、等振幅励振の場合は、その影響は少ない。更に
コンバータ一体形アンテナの場合、中央部給電の方が、
コンバータ出力端子の配線処理等の面から、構成上便利
である。
【００２２】なお、上述の実施例では放射素子を主体に
説明したが、アンテナの可逆原理により、放射素子（又
は放射素子のアレイにより構成されたアンテナ）が、特
性を何等変更することなく受信素子（受信アンテナ）と
して作用し得ることは勿論である。また、この発明はア
レイアンテナ全般に適用でき、しかも円偏波でも直線偏
波でも適用可能である。
説明したが、アンテナの可逆原理により、放射素子（又
は放射素子のアレイにより構成されたアンテナ）が、特
性を何等変更することなく受信素子（受信アンテナ）と
して作用し得ることは勿論である。また、この発明はア
レイアンテナ全般に適用でき、しかも円偏波でも直線偏
波でも適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】上述の如くこの発明によれば、多数の穴
に夫々対応して励振プローブを設けると共に中央近傍の
１〜複数の放射素子を取り去って、この位置に給電点を
設けるようにしたので、給電線の損失が低減され、利得
が向上する。また薄形化が可能となり、機械的構成も簡
略化できる。更に、安価で一般的に入手出来る基板を高
周波用に使用しても高価なマイクロストリップライン用
基板を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られ
る。
に夫々対応して励振プローブを設けると共に中央近傍の
１〜複数の放射素子を取り去って、この位置に給電点を
設けるようにしたので、給電線の損失が低減され、利得
が向上する。また薄形化が可能となり、機械的構成も簡
略化できる。更に、安価で一般的に入手出来る基板を高
周波用に使用しても高価なマイクロストリップライン用
基板を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られ
る。
【図１】本発明による円偏波放射素子を示す平面図及び
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明によるサスペンデッドラインの断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明による円偏波合成器の構成図である。
【図４】本発明による平面アレイアンテナの一実施例を
示す給電回路図である。
示す給電回路図である。
１ 第１の金属板（又はメタライズドプラスチック板） ２ 第２の金属板（又はメタライズドプラスチック板） ３ 基板 ４，５ 穴 ６ 空洞部 ７ 導体箔 ８，９ 励振プローブ １２ 給電線 ３０，３２ 給電導波管変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 放射素子の一部を形成する多数の穴が並
設された金属板又はメタライズドプラスチック板で基板
を挟み込むサスペンデッドライン給電形平面アンテナに
おいて、 上記多数の穴に夫々対応して放射素子を設けると共に多
数並設した放射素子の一部の放射素子を取り除き、該放
射素子を取り除くことによって形成されたスペースに給
電導波管変換器を設け、上記放射素子を取り除くことに
より残った端部を給電線の特性インピーダンスと同じ抵
抗値の抵抗で終端することを特徴とする平面アレイアン
テナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191798A JP2570216B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 平面アレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191798A JP2570216B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 平面アレイアンテナ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61063176A Division JP2526419B2 (ja) | 1985-07-23 | 1986-03-20 | 平面アレイアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0856118A JPH0856118A (ja) | 1996-02-27 |
| JP2570216B2 true JP2570216B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=16280721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7191798A Expired - Lifetime JP2570216B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 平面アレイアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570216B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4822262B2 (ja) * | 2006-01-23 | 2011-11-24 | 沖電気工業株式会社 | 円形導波管アンテナ及び円形導波管アレーアンテナ |
| US9728855B2 (en) * | 2014-01-14 | 2017-08-08 | Honeywell International Inc. | Broadband GNSS reference antenna |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6163176A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-04-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｃａｔｖ用端末装置 |
-
1995
- 1995-07-27 JP JP7191798A patent/JP2570216B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6163176A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-04-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｃａｔｖ用端末装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0856118A (ja) | 1996-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |