JP2725464B2 - 通信受信用アレーアンテナ - Google Patents

通信受信用アレーアンテナ

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JP2725464B2 JP3056826A JP5682691A JP2725464B2 JP 2725464 B2 JP2725464 B2 JP 2725464B2 JP 3056826 A JP3056826 A JP 3056826A JP 5682691 A JP5682691 A JP 5682691A JP 2725464 B2 JP2725464 B2 JP 2725464B2
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保彦 西岡
雅彦 舟田
明 原田
俊雄 増島
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them

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

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波帯の信号
を受信するアレーアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の通信受信用アレーアンテナ
を示す図であり、図において１は第１の地導体である下
部地導体、２は給電回路板、３は第２の地導体である上
部地導体、４は支持板、５は低雑音増幅器、６は低雑音
増幅器の電源線、７は放射素子、８は給電回路、９は金
属ピン、１０は放射窓である。
【０００３】次に動作について説明する。給電回路板２
内の複数の放射素子７により受信された電波は、給電回
路２により合成され、低雑音増幅器５で増幅された後、
受信機に送られる。このとき、給電回路２の損失は雑音
となり、信号品質を劣化させる。この劣化量が許容範囲
を越える場合には、アンテナをサブアレーに分割し、各
サブアレーに低雑音増幅器５を付加する必要がある。す
なわち、給電回路２の途中に複数の低雑音増幅器５を挿
入することにより、低雑音増幅器５からアンテナ出力端
までの給電回路の損失の影響を低雑音増幅器５の利得に
反比例して小さくできる。給電回路２の途中にて位雑音
増幅器を挿入するためには、下部地導体１の背面にて位
雑音増幅器５を実装し、給電回路２と低雑音増幅器５と
は金属ピン９等で接続する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の通信受信用アレ
ーアンテナは以上のように構成されているので、低雑音
増幅器と給電回路の接続部分の構成が複雑になり、コス
トがかかる。また、下部地導体の背面に低雑音増幅器が
あるため、アンテナの厚さが増える。屋外使用するため
には、低雑音増幅器を保護するためのカバー等が必要と
なり、構造がさらに複雑となり、コストが増加する、な
どの問題点がった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、低雑音増幅器の実装に伴うコスト
増加を少なくすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る通信受信
用アレーアンテナは、放射素子の一部を間引きして作っ
た給電回路板内の空間に低雑音増幅器を実装し、給電回
路のトリプレート線路と低雑音増幅器のマイクロストリ
ップ線路の間に方形同軸の変換部を挿入したものであ
る。
【０００７】
【０００８】この発明に係る他の通信受信用アレーアン
テナは、放射素子の一部を間引きして作った給電回路板
内の空間に低雑音増幅器を実装し、低雑音増幅器の電源
線を上部地導体の上に配線したものである。
【０００９】この発明に係る他の通信受信用アレーアン
テナは、放射素子の一部を間引きして作った給電回路板
内の空間に低雑音増幅器を実装し、低雑音増幅器の電源
線と上部地導体とを１枚の両面金属箔張り基板の両面に
形成したものである。
【００１０】
【作用】給電回路と同一面内に低雑音増幅器を実装する
ことにより、両者の接続が容易になる。低雑音増幅器は
一般的にマイクロストリップ線路上に形成されるが、給
電回路のトリプレート線路との間に方形同軸の変換部を
挿入することにより、両者の変換が、簡単な構造で効率
よく行なえる。アンテナを屋外で使用する場合には通
常、上部地導体の上にさらにレドームを被せて保護する
ので、低雑音増幅器の電源線を上部地導体の上に配線す
ることにより、保護機構を追加することなく実装でき
る。両面金属箔張り基板の両面にエッチング等により、
上部地導体と低雑音増幅器の電源線を形成すれば、さら
に部品点数を削減でき、低コスト化が図れる。
【００１１】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１において、１は下部地導体、２は
給電回路板、３は上部地導体、４は支持板、５は低雑音
増幅器、７は放射素子、８は給電回路、１０は放射窓で
ある。
【００１２】図１に示すように、給電回路板２と同一面
内に低雑音増幅器５を実装することにより、従来の下部
地導体１の背面の実装する場合に比較して、給電回路８
と低雑音増幅器５を接続するための機構を下部地導体１
に施す必要がなくなる。また、低雑音増幅器５を保護す
るためのカバーも不要となる。給電回路板２と同一面内
に低雑音増幅器５を実装するためには、放射素子７の一
部を削除して空間を作る必要があるが、放射素子数が十
分多ければ、削除による特性の劣化は無視できる。ここ
で放射素子７の削除の数について説明する。まずアレー
アンテナの利得Ｇは次式で表わせる。 Ｇ＝Ｇ．＋１０ｌｏｇＮ＋η−Ｌ （ｄＢ） （１） Ｇ．：素子利得 Ｎ ：素子数 η ：開口能率（＜０） Ｌ ：給電損失（＞０） 従って、放射素子の一部を削除することによる利得の変
化量ΔＧは（２）式となる。 ΔＧ＝１０ｌｏｇ（Ｎ１／Ｎ２） （２） Ｎ１：素子削除後の全素子数 Ｎ２：素子削除前の全素子数 仮に、ΔＧの許容量を−０．２ｄＢ以下に設定すると、
Ｎ１／Ｎ２≒０．９５５となる。すなわち、Ｎ２＝１０
０のアンテナであれば、４素子削除可能となる。
【００１３】実施例２．図２はこの発明の他の実施例で
ある。図２において、１１は方形同軸内導体、１２は方
形同軸外導体、１３は低雑音増幅器のマイクロストリッ
プ線路、１４は上記マイクロストリップ線路１３の地導
体であり、他は図１と同様である。
【００１４】図２に示すように、低雑音増幅器のマイク
ロストリップ線路１３と給電回路８のトリプレート線路
との変換部に、外導体の内径寸法を使用周波数で導波管
モードがカットオフとなるようにした方形同軸を挿入す
ることにより、簡単な構造で不要モードの発生を抑圧で
き、効率のよい変換が行える。ここで不要モードの発生
の抑圧について以下に説明する。 方形同軸、マイクロス
トリップ線路、トリプレート線路は、平行２線と同様に
２導体系の伝送路であり、いずれもＴＥＭ波（Ｔｒａｎ
ｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｗａ
ｖｅ ： 電界、磁界とも電磁波の進行方向に垂直な面
内にだけある電磁波）を伝送させる伝送路である。故
に、これらの異なる種類の伝送路を接続する場合にも、
接続点でのインピーダンス マッチングをとれば、電磁
波は比較的効率よく伝送される。ただし、マイクロスト
リップ線路とトリプレート線路を直接接続させると、マ
イクロストリップ線路が不平衡型の伝送路であるのに対
してトリプレート線路は平衡型の伝送路であるので、接
続点で、電界の連続性を保つように不平衡な不要モード
の電磁波が発生し、伝送効率を劣化させる。マイクロス
トリップ線路とトリプレート線路の変換部に方形同軸を
挿入するのは、上記の伝送効率の劣化を抑圧するためで
ある。方形同軸はトリプレート線路と同様に平衡型の伝
送路であり、マイクロストリップ線路との接続点で不平
衡な不要モードの電磁波が発生するが、周囲を完全に金
属で閉じられているので、発生する不平衡な不要モード
は、導波管モードである。導波管の基本モードのカット
オフ周波数は、次式で表される。 ｆ c ＝ｃ／（２ａ） ｆ c ：カットオフ周波数 ｃ ：光速 ａ ：方形同軸の外導体の内寸法ａ 従って、方形同軸の外導体の内寸法ａを、上式のカット
オフ周波数ｆ c が使用周波数よりも高くなるように決め
れば、接続点で発生する不平衡な不要モードは方形同軸
中を伝送せず、不要モードによる伝送効率の劣化を抑圧
することができる。
【００１５】実施例３．図３はこの発明の他の実施例で
ある。図３において、１５はレドームであり、他は図１
と同様である。屋外使用のアンテナでは通常レドームを
装着するので、図３に示すように、上部地導体３とレド
ーム１５の間に低雑音増幅器の電源線６を配線すること
により、電源線６の保護機構を新たに追加する必要がな
くなる。
【００１６】実施例４．図４はこの発明の他の実施例で
ある。図４において、９は金属ピン、１６は両面金属箔
張り基板であり、他は図１と同様である。１枚の両面金
属箔張り基板の両面に、エッチング等により上部地導体
３と電源線６を形成することにより、さらに部品点数を
削減できる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、低雑
音増幅器を給電回路と同一面内に実装し、また電源線を
上部地導体の上に配線することにより、アンテナの構成
を簡略化でき、低コスト化が図れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例による通信受信用アレーアン
テナを示す構成図である。
【図２】この発明の実施例による通信受信用アレーアン
テナを示す構成図である。
【図３】この発明の実施例による通信受信用アレーアン
テナを示す構成図である。
【図４】この発明の他の実施例による通信受信用アレー
アンテナを示す構成図である。
【図５】従来の通信受信用アレーアンテナを示す構成図
である。
【符号の説明】
１ 下部地導体 ２ 給電回路板 ３ 上部地導体 ４ 支持板 ５ 低雑音増幅器 ６ 電源線 ７ 放射素子 ８ 給電回路 ９ 金属ピン １０ 放射窓 １１ 方形同軸内導体 １２ 方形同軸外導体 １３ マイクロストリップ線路 １４ マイクロストリップ線路の地導体 １５ レドーム １６ 両面金属箔張り基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西岡 保彦 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 舟田 雅彦 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 原田 明 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 増島 俊雄 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 古野 孝允 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 平３−58602（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−158808（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−241502（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の地導体板と、上記第１の地導体板
    上に重ねた第１の支持板と、上記第１の支持板に有し、
    給電回路および放射素子が形成された給電回路板と、上
    記給電回路板上に重ねた第２の支持板と、上記第２の支
    持板上に重ねた金属面の上記放射素子上になる部分に放
    射窓を形成した第２の地導体板と、低雑音増幅器とを備
    えた通信受信用アレーアンテナにおいて、放射素子の一
    部を間引きして作った給電回路板内の空間にマイクロス
    トリップ線路上に形成された低雑音増幅器を実装し、上
    記マイクロストリップ線路と上記給電回路のトリプレー
    ト線路の間に方形同軸の変換部を挿入したことを特徴と
    する通信受信用アレーアンテナ。
  2. 【請求項２】 第１の地導体板と、上記第１の地導体板
    上に重ねた第１の支持板と、上記第１の支持板上に有
    し、給電回路および放射素子が形成された給電回路板
    と、上記給電回路板上に重ねた第２の支持板と、上記第
    ２の支持板上に重ねた金属面の上記放射素子上になる部
    分に放射窓を形成した第２の地導体板と、低雑音増幅器
    とを備えた通信受信用アレーアンテナにおいて、放射素
    子の一部を間引きして作った給電回路板内の空間に低雑
    音増幅器を実装し、上記低雑音増幅器の電源線を上記第
    ２の地導体板上に配線したことを特徴とする通信受信用
    アレーアンテナ。
  3. 【請求項３】 第１の地導体板と、上記第１の地導体板
    上に重ねた第１の支持板と、上記第１の支持板上に有
    し、給電回路および放射素子が形成された給電回路板
    と、上記給電回路板上に重ねた第２の支持板と、上記第
    ２の支持板の上に重ねた金属面の上記放射素子上になる
    部分に放射窓を形成した第２の地導体板と、低雑音増幅
    器とを備えた通信受信用アレーアンテナにおいて、放射
    素子の一部を間引きして作った給電回路板内の空間に低
    雑音増幅器を実装し、上記第２の地導体板を両面金属箔
    張り基板の一方面に形成し、上記基板の他方面に低雑音
    増幅器の電源線を形成したことを特徴とする通信受信用
    アレーアンテナ。
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