JP3255217B2 - バトラーマトリクス回路とアンテナ装置 - Google Patents
バトラーマトリクス回路とアンテナ装置Info
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Description
及びミリ波帯の無線通信システム用アンテナまたは計測
システム用アンテナに用いて好適なバトラーマトリクス
回路とアンテナ装置に関する。
示す図である。この図において、符号1は、マイクロス
トリップ線路あるいはトリプレート線路によって形成さ
れたバトラーマトリクス回路であり、ハイブリッドH1
〜H4、入力端子A〜D、出力端子a〜d、移相回路6
A、6B、及びこれらの回路素子を接続する伝送線路3
によって構成されている。また、符号10A〜10Dは
放射素子であり、図示するように各々1つが上記出力端
子a〜dにそれぞれ接続されている。
従来のアンテナ装置では、バトラーマトリクス回路を一
平面上に形成された4つのハイブリッドH1〜H4、4
つの入力端子A〜D、4つの出力端子a〜d、及び4つ
の放射素子10を伝送線路3で接続して構成しているの
で、図示するように2箇所に交差7A、7Bが生じる。
このため、この交差7A、7Bではエアブリッジが必要
となるため、伝送線路間の不要結合により電気性能が劣
化し、また製造コストも高くなるという問題があった。
4を相互に結ぶ4つの伝送線路3においては、外側の2
本と内側の2本とで伝送線路の折曲げ回数が異なるた
め、不要放射や挿入損失のばらつきが生じ、電気性能が
劣化して周波数帯域も狭くなるという問題点もあった。
たもので、アンテナ装置を構成するバトラーマトリクス
回路を一平面上に構成する際に、伝送線路の交差が生じ
ることが無く、エアブリッジが不要で製造コストが低
く、また伝送線路間の不要結合や端子間のばらつきも無
く、さらに電気性能が良好で周波数帯域の広いバトラー
マトリクス回路とアンテナ装置の提供を目的としてい
る。
伝送線路で形成された4つのハイブリッドと4つの入力
端子と4つの出力端子からなるバトラーマトリクス回路
において、前記4つの出力端子をほぼ等間隔に一列に並
べて配置し、該4つの出力端子の外側に前記4つのハイ
ブリッドと該4つのハイブリッドを相互に接続する4つ
の伝送線路とを交差しないよう配置し、前記4つの入力
端子と4つの出力端子の間の全ての経路について、伝送
線路の折曲げ回数を等しくしたことを特徴としている。
明において、4つの出力端子を開放した伝送線路で形成
することを特徴としている。
バトラーマトリクス回路と、4つの放射素子とからなる
アンテナ装置であって、4つの出力端子に前記4つの放
射素子がそれぞれ接続されていることを特徴としてい
る。
バトラーマトリクス回路と、4つの結合スロットと、4
つの放射素子とからなるアンテナ装置であって、4つの
放射素子が4つの結合スロットをそれぞれ介して、4つ
の開放した伝送線路により形成された4つ出力端子にそ
れぞれ電磁結合されていることを特徴としている。
明において、4つの放射素子のそれぞれが直列に接続さ
れた少なくとも二つの放射素子からなることを特徴とし
ている。
ラーマトリクス回路を一平面上に構成する際にも、4つ
の入力端子と4つの出力端子の間を接続する伝送線路に
交差を生じることが無いため、エアブリッジが不要とな
り、該伝送線路間の不要結合によるアンテナ放射素子の
励振振幅及び励振移相のばらつきが小さくできると共
に、挿入損失も小さくできる。また、4つの入力端子と
4つの出力端子の間を接続する全ての伝送線路の折曲げ
回数が等しいため、不要放射や挿入損失のばらつきが小
さく、アンテナ放射素子の励振振幅及び励振移相のばら
つきが小さく、かつ周波数帯域も広くできる。
施形態について説明する。図1は、第1の実施形態を示
す図であり、アンテナ装置を構成するバトラーマトリク
ス回路をマイクロストリップ線路により形成した形態を
示している。この図において、符号H1〜H4はハイブ
リッド、3a〜3hは伝送線路、A〜Dは入力端子、a
〜dは出力端子である。
ほぼ等間隔に一列に並べて配置され、該出力端子a〜d
の外側には、4つのハイブリッドH1〜H4と該4つの
ハイブリッドH1〜H4を相互に接続する4つの伝送線
路3a〜3dが設けられ、伝送線路3a〜3hの交差が
全く生じないバトラーマトリクス回路が実現されてい
る。
アブリッジが不要で、該伝送線路間の不要結合によるア
ンテナ放射素子の励振振幅及び励振移相のバラツキを小
さくすることできると共に、挿入損失も小さくすること
ができる。
を相互に接続する伝送線路3a〜3dのうち、伝送線路
3aと伝送線路3bとは電気長が等しくなるように形成
され、また伝送線路3cと伝送線路3dも電気長が等し
くなるように形成されている。すなわち、この構成で
は、伝送線路3a、3bの電気長と伝送線路3c、3d
の電気長との差により等価的に移相回路を構成してい
る。
上、何回か折曲げる必要があるが、伝送線路3a〜3d
の折曲げ回数を全て等しく5回となるように形成し、ま
た伝送線路3e〜3hについては、折曲げ回数を全て等
しく4回となるように形成している。これらにより、不
要放射や挿入損失のばらつきを小さくし、かつ周波数帯
域も広くすることができる。
明する。図2は該第2の実施形態を示す図であり、上述
した第1の実施形態で説明したバトラーマトリクス回路
に4つの放射素子を接続してアンテナ装置を構成したも
のである。なお、上記図1で説明した構成要素と同一の
構成要素については、同一符号を付してその説明を省略
する。
射素子、11A〜11Dは放射素子10A〜10Dを対
応する4つの出力端子a〜dにそれぞれ接続する伝送線
路である。放射素子10A〜10Dは、例えばマイクロ
ストリップアンテナ、ダイポールアンテナ、またはホー
ンアンテナ等の任意のアンテナ単体素子により実施され
る。また、伝送線路11A〜11Dは、例えばマイクロ
ストリップ線路、または同軸線路等の任意の伝送線路に
より実施される。
である。この第3の実施形態では、上記図1で説明した
バトラーマトリクス回路において、4つの出力端子a〜
dを開放した伝送線路で構成し、さらに4つの結合スロ
ットそれぞれを介し、該4つの開放した線路により4つ
の放射素子をそれぞれ電磁結合したアンテナ装置を示し
ている。なお、上記図1または図2で説明した構成要素
と同一の構成要素については、同一符号を付してその説
明を省略する。
た伝送線路で構成した出力端子、12A〜12Dは結合
スロット、13A〜13Dは電磁結合を示している。放
射素子10A〜10Dは、結合スロット12A〜12D
を介して対応する出力端子a’〜d’にそれぞれ電磁結
合している。この結合スロット12A〜12Dは、例え
ば方形スロットまたは円形スロット等、任意の形状のス
ロットにより実施される。
ある。この第4の実施形態では、上記第3の実施形態で
説明した電磁結合励振したアンテナ装置において、少な
くとも二つ(この実施形態では3つ)が直列に接続され
た放射素子を用いたアンテナ装置を示している。
3つが直列に接続された放射素子を示している。放射素
子14A〜14Dは、結合スロット12A〜12Dを介
して対応する出力端子a’〜d’にそれぞれ電磁結合し
ている。
イクロストリップアンテナの共振方向にマイクロストリ
ップ線路等を用いて直列に接続することにより実施され
る。ここで、直列に接続される3つのマイクロストリッ
プアンテナの共振周波数を各々僅かにずらすことによ
り、広いアンテナ周波数帯域を得ることが可能である。
素子のうち、少なくとも一つに対して結合スロット12
A〜12Dを介して電磁結合により行う。このように形
成することにより、簡単な励振構造で容易にアンテナの
共振方向の指向性を成形することができる。
下のような効果を奏する。 (1)アンテナ装置を構成するバトラーマトリクス回路
を一平面上に構成する際に、4つの入力端子と4つの出
力端子の間を接続する伝送線路に交差が生じることがな
いので、エアブリッジが不要となり、製造コストを低く
することが可能である。 (2)伝送線路間の不要結合によるアンテナ放射素子の
励振振幅及び励振移相のばらつきが小さくできるので、
励振分布の調整が不要となる。 (3)挿入損失を小さくすることができるので、アンテ
ナの効率を高くすることが可能である。 (4)4つの入力端子と4つの出力端子の間を接続する
全ての伝送線路の折曲げ回数が等しいため、不要放射や
挿入損失のばらつきが小さく、またアンテナ放射素子の
励振振幅及び励振移相のばらつきを小さくできるので、
励振分布の調整が不要となる。 (5)周波数帯域が広いで、広帯域伝送において歪を小
さくすることが可能である。
Claims (5)
- 【請求項1】 伝送線路で形成された4つのハイブリッ
ドと4つの入力端子と4つの出力端子からなるバトラー
マトリクス回路において、 前記4つの出力端子をほぼ等間隔に一列に並べて配置
し、 該4つの出力端子の外側に前記4つのハイブリッドと該
4つのハイブリッドを相互に接続する4つの伝送線路と
を交差しないよう配置し、 前記4つの入力端子と4つの出力端子の間の全ての経路
について、伝送線路の折曲げ回数を等しくしたことを特
徴とするバトラーマトリクス回路。 - 【請求項2】 4つの出力端子を開放した伝送線路で形
成することを特徴とする請求項1記載のバトラーマトリ
クス回路。 - 【請求項3】 請求項1に記載のバトラーマトリクス回
路と、4つの放射素子とからなるアンテナ装置であっ
て、 4つの出力端子に前記4つの放射素子がそれぞれ接続さ
れていることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載のバトラーマトリクス回
路と、4つの結合スロットと、4つの放射素子とからな
るアンテナ装置であって、 4つの放射素子が4つの結合スロットをそれぞれ介し
て、4つの開放した伝送線路により形成された4つ出力
端子にそれぞれ電磁結合されていることを特徴とするア
ンテナ装置。 - 【請求項5】 4つの放射素子のそれぞれが直列に接続
された少なくとも二つの放射素子からなることを特徴と
する請求項4記載のアンテナ装置。
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1995
- 1995-09-21 JP JP24350495A patent/JP3255217B2/ja not_active Expired - Fee Related
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