JP2976681B2 - 垂直・水平偏波共用平面アンテナ - Google Patents
垂直・水平偏波共用平面アンテナInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯の衛生通
信や無線通信等に用いられる偏波共用平面アンテナに関
する。
信や無線通信等に用いられる偏波共用平面アンテナに関
する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波帯の衛生通信では、受信チャ
ンネルごとに垂直・水平偏波の切替が必要であり、また
無線通信等においても送受信を偏波の切替で対応したり
するため、１つのアンテナで偏波を共用できるアンテナ
が開発されるようになってきた。本発明者らは、この種
の平面アンテナとして図５に示すような構成で、放射素
子３と放射素子７を電磁結合させ、かつ、給電線路４に
よる放射素子３の励振方向と給電線路８による放射素子
７の励振方向が直交するようにし、垂直・水平偏波の共
用を可能としたアンテナを提案している。
ンネルごとに垂直・水平偏波の切替が必要であり、また
無線通信等においても送受信を偏波の切替で対応したり
するため、１つのアンテナで偏波を共用できるアンテナ
が開発されるようになってきた。本発明者らは、この種
の平面アンテナとして図５に示すような構成で、放射素
子３と放射素子７を電磁結合させ、かつ、給電線路４に
よる放射素子３の励振方向と給電線路８による放射素子
７の励振方向が直交するようにし、垂直・水平偏波の共
用を可能としたアンテナを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す構成のアン
テナにおいて、１素子アンテナの放射状況は、図６に示
すように、下層のスロット１２の内部に露出した給電線
路８から下層パッチの励振偏波と同一偏波の微小な不要
放射が矢印Ａ方向に放射し、同様に上層のスロット１４
の内部に露出した給電線路４から上層パッチの励振偏波
と同一偏波の微小な不要放射が矢印Ｂ方向に放射する。
これらの線路不要放射は、微小であり、利得に及ぼす影
響は小さく、従って図５のアレーアンテナは、高利得、
高効率な特性が実現できる。しかし、指向性に関して
は、各線路の不要放射が、それぞれ矢印Ａ・Ｂ方向で合
成されるため、アレーアンテナの上層・下層の各励振偏
波に対するＥ面指向性（給電線路を含む面内の指向性）
において、図７（ａ）・（ｂ）に示すように矢印Ａ・Ｂ
の方向におけるサイドローブレベルが上昇してしまい、
所望のサイドローブレベルが実現できないという問題が
あった。
テナにおいて、１素子アンテナの放射状況は、図６に示
すように、下層のスロット１２の内部に露出した給電線
路８から下層パッチの励振偏波と同一偏波の微小な不要
放射が矢印Ａ方向に放射し、同様に上層のスロット１４
の内部に露出した給電線路４から上層パッチの励振偏波
と同一偏波の微小な不要放射が矢印Ｂ方向に放射する。
これらの線路不要放射は、微小であり、利得に及ぼす影
響は小さく、従って図５のアレーアンテナは、高利得、
高効率な特性が実現できる。しかし、指向性に関して
は、各線路の不要放射が、それぞれ矢印Ａ・Ｂ方向で合
成されるため、アレーアンテナの上層・下層の各励振偏
波に対するＥ面指向性（給電線路を含む面内の指向性）
において、図７（ａ）・（ｂ）に示すように矢印Ａ・Ｂ
の方向におけるサイドローブレベルが上昇してしまい、
所望のサイドローブレベルが実現できないという問題が
あった。
【０００４】本発明は、利得・効率特性を損うことな
く、不要なサイドローブレベルの上昇がない、良好な指
向特性を有する垂直・水平偏波共用平面アンテナを提供
するものである。
く、不要なサイドローブレベルの上昇がない、良好な指
向特性を有する垂直・水平偏波共用平面アンテナを提供
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、第１の地導体とこの面上に誘電体２を介して複数
の放射素子３と給電線路４を形成した第１の給電基板５
を設置すると共に、前記第１の給電基板５の上面に誘電
体１３を介して複数のスロット１４を有する第２の地導
体１５を各スロット１４が前記放射素子３の真上に位置
するように設置し、さらに前記第１の地導体の給電基板
５を設置した面と反対側下面に誘電体６を介して複数の
放射素子７と給電線路８を形成した第２の給電基板９を
設置すると共に、前記第２の給電基板９の下面に誘電体
１０を介して第３の地導体１１を設置し、前記第１の地
導体１の各放射素子３の真下から各放射素子７の真上に
位置する部分にスロット１２を設けて、前記放射素子３
と前記放射素子７を電磁結合させ、かつ、前記給電線路
４による放射素子３の励振方向と前記給電線路８による
放射素子７の励振方向が直交するように構成した垂直・
水平偏波共用平面アンテナにおいて、前記給電線路４の
真上に位置するスロット１４の内部にシールド地導体部
１６を設けると共に、前記給電線路８の真上に位置する
スロット１２の内部にシールド地導体部１７を設けたこ
とを特徴とする。
うに、第１の地導体とこの面上に誘電体２を介して複数
の放射素子３と給電線路４を形成した第１の給電基板５
を設置すると共に、前記第１の給電基板５の上面に誘電
体１３を介して複数のスロット１４を有する第２の地導
体１５を各スロット１４が前記放射素子３の真上に位置
するように設置し、さらに前記第１の地導体の給電基板
５を設置した面と反対側下面に誘電体６を介して複数の
放射素子７と給電線路８を形成した第２の給電基板９を
設置すると共に、前記第２の給電基板９の下面に誘電体
１０を介して第３の地導体１１を設置し、前記第１の地
導体１の各放射素子３の真下から各放射素子７の真上に
位置する部分にスロット１２を設けて、前記放射素子３
と前記放射素子７を電磁結合させ、かつ、前記給電線路
４による放射素子３の励振方向と前記給電線路８による
放射素子７の励振方向が直交するように構成した垂直・
水平偏波共用平面アンテナにおいて、前記給電線路４の
真上に位置するスロット１４の内部にシールド地導体部
１６を設けると共に、前記給電線路８の真上に位置する
スロット１２の内部にシールド地導体部１７を設けたこ
とを特徴とする。
【０００６】本発明のシールド部１６・１７は、図２に
示すごとく、幅Ｗは放射素子接続部の線路幅以上〜２倍
幅以下程度が望ましく、かつ、上限としては、利用中心
周波数の自由空間波長λ0に対して０．１３倍程度以下
の幅であることが望ましい。また、必要に応じてシール
ド部１６とシールド部１７の幅が異なってもかまわな
い。シールド端部は、略放射素子端部に真上に位置する
ことが望ましいが、シールド端部ではフリンジング（電
介の広がり）が生じるので、シールド端部は、略放射素
子端部の真上から△Ｌ＝０．４４ｄ（ｄは誘電体２・６
・１０・１３の厚み）程度の範囲内で前後しても良い。
示すごとく、幅Ｗは放射素子接続部の線路幅以上〜２倍
幅以下程度が望ましく、かつ、上限としては、利用中心
周波数の自由空間波長λ0に対して０．１３倍程度以下
の幅であることが望ましい。また、必要に応じてシール
ド部１６とシールド部１７の幅が異なってもかまわな
い。シールド端部は、略放射素子端部に真上に位置する
ことが望ましいが、シールド端部ではフリンジング（電
介の広がり）が生じるので、シールド端部は、略放射素
子端部の真上から△Ｌ＝０．４４ｄ（ｄは誘電体２・６
・１０・１３の厚み）程度の範囲内で前後しても良い。
【０００７】
【作用】本発明のシールド部１６・１７を設けることに
より、放射素子３と給電線路４の接続部及び放射素子７
と給電線路８の接続部で発生する不要な線路放射が抑制
できるため、特定方向で従来生じていたサイドローブの
上昇をなくすことができ、アレーアンテナの指向性にお
けるサイドローブレベルは、各放射素子からの放射電力
によって理論的に合成されるサイドローブレベルと同等
以下とすることができる。
より、放射素子３と給電線路４の接続部及び放射素子７
と給電線路８の接続部で発生する不要な線路放射が抑制
できるため、特定方向で従来生じていたサイドローブの
上昇をなくすことができ、アレーアンテナの指向性にお
けるサイドローブレベルは、各放射素子からの放射電力
によって理論的に合成されるサイドローブレベルと同等
以下とすることができる。
【０００８】
【実施例】図３（ａ）に示すように、地導体１及び１５
として厚さ０．５ｍｍ、地導体１１として厚さ１ｍｍで
大きさは各８６ｍｍ×８６ｍｍのアルミニウム板を用
い、誘電体２、６、１０及び１３として厚さ２ｍｍで比
誘電率約１．１のポリエチレンフォームを用い、また給
電基板５及び９として厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに
厚さ３５μｍの銅箔を貼り合わせた基板を用いた。給電
基板５には放射素子３及び給電線路４を含むアンテナ回
路を、給電基板９には放射素子７及び給電線路８を含む
アンテナ回路を銅箔の不要な箇所をエッチング除去して
形成した。また、地導体１及び１５には、スロット１２
及び１４をプレス加工にて形成した。上記構成におい
て、放射素子３及び７並びにスロット１２及び１４の配
列数を１６個とし、直交する２方向にそれぞれ等間隔で
配列すると共に、前記２方向の間隔を、利用周波数１
２．４５ＧＨＺの自由空間波長λ0（＝２４ｍｍ）の約
０．９倍である２１．５ｍｍとした。更に前記放射素子
３の寸法を励振方向０．３７λ0とし、非励振方向０．
３１λ0とし、前記放射素子７を１辺０．４２λ0の正方
形とし、前記スロット１２及び１４の外形を１辺０．３
６λ0 正方形にすると共に、シールド部１６及び１７の
幅を０．０８λ0に設定しかつ、シールド１６の端部位
置は、放射素子３の端部の真上とし、シールド１７の端
部位置は、放射素子７の端部の真上とした。このアンテ
ナの受信性能は、図３（ｂ）に示す。この特性は、シー
ルド部１６及び１７のない同一設計の従来アンテナの特
性とほぼ同じであった。図４（ａ）（ｂ）には、本実施
例のアンテナの下層励振偏波（偏波）と上層励振偏波
（偏波）のＥ面指向性を示す。各素子の電力配分は等
振幅としたが、この場合の理論的なサイドローブレベル
と同等以下のサイドローブレベルが実現できた。図７
（ａ）（ｂ）に示すシールド部１６及び１７のない同一
設計の従来アンテナの特性との比較から分かるように特
定方向のサイドローブレベルの上昇がなく、本実施例の
アンテナは良好な指向性を有する。
として厚さ０．５ｍｍ、地導体１１として厚さ１ｍｍで
大きさは各８６ｍｍ×８６ｍｍのアルミニウム板を用
い、誘電体２、６、１０及び１３として厚さ２ｍｍで比
誘電率約１．１のポリエチレンフォームを用い、また給
電基板５及び９として厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに
厚さ３５μｍの銅箔を貼り合わせた基板を用いた。給電
基板５には放射素子３及び給電線路４を含むアンテナ回
路を、給電基板９には放射素子７及び給電線路８を含む
アンテナ回路を銅箔の不要な箇所をエッチング除去して
形成した。また、地導体１及び１５には、スロット１２
及び１４をプレス加工にて形成した。上記構成におい
て、放射素子３及び７並びにスロット１２及び１４の配
列数を１６個とし、直交する２方向にそれぞれ等間隔で
配列すると共に、前記２方向の間隔を、利用周波数１
２．４５ＧＨＺの自由空間波長λ0（＝２４ｍｍ）の約
０．９倍である２１．５ｍｍとした。更に前記放射素子
３の寸法を励振方向０．３７λ0とし、非励振方向０．
３１λ0とし、前記放射素子７を１辺０．４２λ0の正方
形とし、前記スロット１２及び１４の外形を１辺０．３
６λ0 正方形にすると共に、シールド部１６及び１７の
幅を０．０８λ0に設定しかつ、シールド１６の端部位
置は、放射素子３の端部の真上とし、シールド１７の端
部位置は、放射素子７の端部の真上とした。このアンテ
ナの受信性能は、図３（ｂ）に示す。この特性は、シー
ルド部１６及び１７のない同一設計の従来アンテナの特
性とほぼ同じであった。図４（ａ）（ｂ）には、本実施
例のアンテナの下層励振偏波（偏波）と上層励振偏波
（偏波）のＥ面指向性を示す。各素子の電力配分は等
振幅としたが、この場合の理論的なサイドローブレベル
と同等以下のサイドローブレベルが実現できた。図７
（ａ）（ｂ）に示すシールド部１６及び１７のない同一
設計の従来アンテナの特性との比較から分かるように特
定方向のサイドローブレベルの上昇がなく、本実施例の
アンテナは良好な指向性を有する。
【０００９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、高利得・高効率特性を損うことなしに、放射素子接
続部線路の不要放射が抑制でき、指向性において、特定
方向のサイドローブレベルの上昇等がない、良好な指向
性が実現できるため、通信傷害等をおこさない所望のサ
イドローブ特性を容易に実現できる。
ば、高利得・高効率特性を損うことなしに、放射素子接
続部線路の不要放射が抑制でき、指向性において、特定
方向のサイドローブレベルの上昇等がない、良好な指向
性が実現できるため、通信傷害等をおこさない所望のサ
イドローブ特性を容易に実現できる。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の要部を示す上面図及び断面
図である。
図である。
【図３】（ａ）は本発明の一実施例の上面図であり、
（ｂ）はその利得特性を示す線図である。
（ｂ）はその利得特性を示す線図である。
【図４】（ａ）は本発明の一実施例の指向特性を示す線
図であり、（ｂ）は本発明の他の実施例の指向特性を示
す線図である。
図であり、（ｂ）は本発明の他の実施例の指向特性を示
す線図である。
【図５】従来例を示す斜視図である。
【図６】従来例を説明するための上面図及び断面図であ
る。
る。
【図７】（ａ）は従来例の指向特性を示す線図であり、
（ｂ）は他の従来例の指向特性を示す線図である。
（ｂ）は他の従来例の指向特性を示す線図である。
１，１１，１５． 地導体 ２，６，１０，１３．誘電体 ３，７． 放射素子 ４，８． 給電線路 ５，９． 給電基板 １２，１４． スロット １６，１７． シールド地導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 13/08 H01Q 13/10
Claims (1)
- 【請求項１】第１の地導体１とこの面上に誘電体２を介
して複数の放射素子３と給電線路４を形成した第１の給
電基板５を設置すると共に、前記第１の給電基板５の上
面に誘電体１３を介して複数のスロット１４を有する第
２の地導体１５を各スロット１４が前記放射素子３の真
上に位置するように設置し、さらに前記第１の地導体の
給電基板５を設置した面と反対側下面に誘電体６を介し
て複数の放射素子７と給電線路８を形成した第２の給電
基板９を設置すると共に、前記第２の給電基板９の下面
に誘電体１０を介して第３の地導体１１を設置し、前記
第１の地導体１の各放射素子３の真下かつ各放射素子７
の真上に位置する部分にスロット１２を設けて、前記放
射素子３と前記放射素子７を電磁結合させ、かつ、前記
給電線路４による放射素子３の励振方向と前記給電線路
８による放射素子７の励振方向が直交するように構成し
た垂直・水平偏波共用平面アンテナにおいて、前記給電
線路４の真上に位置するスロット１４の内部にシールド
部１６を設けると共に、前記給電線路８の真上に位置す
るスロット１２の内部にシールド部１７を設けたことを
特徴とする垂直・水平偏波共用平面アンテナ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4060176A JP2976681B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 垂直・水平偏波共用平面アンテナ |
| DE4239597A DE4239597C2 (de) | 1991-11-26 | 1992-11-25 | Ebene Antenne mit dualer Polarisation |
| US08/347,211 US5510803A (en) | 1991-11-26 | 1994-11-21 | Dual-polarization planar antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4060176A JP2976681B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 垂直・水平偏波共用平面アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267930A JPH05267930A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2976681B2 true JP2976681B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=13134588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4060176A Expired - Fee Related JP2976681B2 (ja) | 1991-11-26 | 1992-03-17 | 垂直・水平偏波共用平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976681B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2810164A1 (fr) * | 2000-06-09 | 2001-12-14 | Thomson Multimedia Sa | Perfectionnement aux antennes source d'emission/reception d'ondes electromagnetiques pour systemes de telecommunications par satellite |
| JP2002299949A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Hitachi Chem Co Ltd | 平面アレーアンテナ |
| JP5701643B2 (ja) * | 2011-02-23 | 2015-04-15 | 日本無線株式会社 | 偏波共用アンテナ |
| JP7292800B2 (ja) * | 2019-06-27 | 2023-06-19 | 日本無線株式会社 | 送受共用平面アレーアンテナ |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP4060176A patent/JP2976681B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05267930A (ja) | 1993-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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