JP4675894B2 - 周波数に依存しない放射特性を有した広帯域マルチダイポールアンテナ - Google Patents
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- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
Description
Greg Engargiola 氏による"Non-planar log-periodic antennafeed for integration with a cryogenic microwave amplifier"と題する Proceedings of IEEE Antennas and Propagation Society international symposium, page 140-143, 2002
Christiansen 氏および Hogbom 氏による ケンブリッジ大学出版局(1985年)における電波望遠鏡という文献によって、回転対称な放射パターンをもたらすものとして公知である。そのようなダイポールペアは、また、グラウンド平面内に位相中心を有することが公知である。しかしながら、バンド幅は、単一のダイポールのバンド幅の10〜20%に制限されている。
2 給電ギャップ
3 ダイポールアーム
4 グラウンド平面
5 導電性ジョイント
6 給電ポイント
151 ダイポール
152 基板
153 導体ストリップ
154 導体ストリップ
161 ダイポール
162 基板
163 給電ライン
171 ダイポールアーム
172 基板
173 導電性ストリップ
191 ダイポール
192 基板
201 ダイポール
203 給電ライン
204 ダイポール
Claims (29)
- 複数の電気的ダイポールを具備していて電磁波を送受信し得るものとされたアンテナであって、
前記複数のダイポールが、互いに平行にかつ互いに逆向きに延在したダイポールからなる複数のペアとして配置され、
各ペアをなす2つのダイポールが、ほぼ同じ振幅およびほぼ同じ位相でもって、放射または受領を行い、
前記複数のダイポールペアの少なくともいくつかが、互いに異なる特性を有し、好ましくは、互いに異なる寸法あるいは互いに異なる配向性を有し、
前記複数のダイポールペアが、各ダイポールペアの幾何学的中心どうしがほぼ一致しているようにして、配置され、
前記複数のダイポールが、グラウンド平面として機能する導体ボディの上方に配置され、
各ダイポールアームが、2つ以上の導体ラインを備え、
これら導体ラインが、1つまたは複数のポイントにおいてまたはアームの延長部分上において、互いに連結されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1記載のアンテナにおいて、
前記すべてのダイポールペアが、一方向に配向しており、これにより、1つの線形分極の波を送受信し得るものとされていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1記載のアンテナにおいて、
前記複数のダイポールペアの約半分が、一方向に配向しており、
前記複数のダイポールペアの残りの約半分が、前記方向に対して直交する方向に配向しており、
これにより、2重の線形分極または円形分極の波を送受信し得るものとされていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項3記載のアンテナにおいて、
隣り合っているダイポールどうしを連結している金属ラインが、互いに交差していないことを特徴とするアンテナ。 - 請求項3または4記載のアンテナにおいて、
前記複数のダイポールよりも下方に配置されかつ前記グラウンド平面として機能する前記導体ボディが、非フラットなものとされていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
前記ダイポールが、V字形状とされているまたは湾曲した形状とされていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
前記ダイポールが、導体ワイヤ、または、導体チューブ、または、導体ストリップ、から形成されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
前記ダイポールが、誘電体基板上の導体ストリップから形成されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
少なくとも1つのダイポールが、または、好ましくは複数のダイポールが、または、最も好ましくは実質的にすべてのダイポールが、互いに逆向きに延在した2つの導体アームを備えているとともに、それらアームどうしの間に給電ギャップを備えていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1記載のアンテナにおいて、
様々なダイポールペアをなす複数の隣り合うダイポールの前記給電ギャップが、1つまたは複数の給電ポイントを起点とする2つの導体からなる給電ラインによって励起されることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
各ダイポールが、互いに逆向きに延在する2つのアームから構成され、
各ダイポールアームが、2つの導体ラインを備え、
これら2つの導体ラインが、外側端部のところにおいて互いに連結されているとともに、給電ギャップが設けられた内側端部のところにおいては、隣り合っている1つ内側のあるいは隣り合っている1つ外側のダイポールアームに対して連結され、
これにより、給電ライン付きの一組をなすダイポールが、互いに逆向きに延在する2つの曲がりくねった形状のラインによって、形成されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
各ダイポールペアの寸法が、実質的に以下のようなものとされている、すなわち、
ダイポールの長さが、波長の0.5倍とされ;
グラウンドの上方におけるダイポールの高さが、波長の0.05倍〜0.30倍とされ;
ダイポールどうしの間隔が、波長の0.5倍とされ;
ここで、前記波長が、与えられたダイポールペアが放射パターンの支配的構成要素をなす周波数に対応してものであることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
様々なダイポールペアの寸法が、対数周期的に変化するものとされ、
これにより、非常に広帯域の全体にわたって性能を発揮することを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜13のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
放射パターンが、数オクターブとし得るような非常に広い周波数帯域にわたって、ほぼ一定のビーム幅を有していることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
前記アンテナを使用することによって、単一反射のまたは2重反射のアンテナシステムが構成されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
少なくとも1つのバランが、ペアをなすダイポールどうしの間の中央領域に、好ましくは最小のダイポールどうしの間の中央領域に、配置されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
少なくとも1つの180°ハイブリッドが、ペアをなすダイポールどうしの間の中央領域に、好ましくは最小のダイポールどうしの間の中央領域に、配置されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項16または17記載のアンテナにおいて、
前記バランまたは前記180°ハイブリッドが、トランジスタ増幅器を備えた能動回路として実現されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項16または17または18記載のアンテナにおいて、
前記アンテナが、請求項4〜6のいずれか1項に記載されたものとされている場合に、
前記バランまたは前記180°ハイブリッドが、前記中央領域において、前記グラウンド平面の背面側に配置され、
伝送ラインが、前記グラウンド平面を貫通して設けられ、連結をもたらしていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜19のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
少なくとも1つのダイポールが、互いに逆向きに延在した2つの導体アームを備えているとともに、それらアームどうしの間に給電ギャップを備え、
前記複数のダイポールペアのうちの隣り合っているダイポールの前記給電ギャップが、1つまたは複数の給電ポイントを起点とする2つの導体からなる給電ラインによって励起され、
これら2つの導体からなる給電ラインをなす2つの個別の導体が、互いに相違しかつ互いに交差していない少なくとも2つの平面内に配置されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項20記載のアンテナにおいて、
前記2つの導体からなる給電ラインが、第1平面内に位置した第1導体と、少なくとも一部が第2平面内に配置された第2導体と、を備え、
前記第1平面および前記第2平面が、互いに相違しかつ互いに交差していないことを特徴とするアンテナ。 - 請求項21記載のアンテナにおいて、
前記ダイポールアームの少なくとも一部が、前記第1平面内に配置されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項21または22記載のアンテナにおいて、
前記ダイポールが、誘電体基板上の導体ストリップから形成され、
前記第1平面および前記第2平面が、前記基板の相異なる面上に配置されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜23のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
実質的にすべてのダイポールが、基板の一方の面上に配置され、
2つの導体からなる給電ラインの第1導体が、前記基板の前記一方の面上に配置され、
前記2つの導体からなる給電ラインの第2導体が、少なくとも一部が、前記基板の他方の面上に配置され、
前記第2導体が、前記基板を貫通して前記ダイポールに対して連結されていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項24記載のアンテナにおいて、
前記第2導体が、少なくともいくつかのダイポールペアのうちのいくつかダイポールを互いに連結し、
これにより、前記ダイポールペアが、隣り合っているダイポールに対しての電磁結合によって、励起されるようになっていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜23のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
少なくともいくつかのダイポールに関し、好ましくは実質的にすべてのダイポールに関し、
前記ダイポールの前記アームが、基板の反対側の面上に配置され、
2つの導体からなる給電ラインをなす個別の導体が、それぞれの面上に配置され、これにより、各面上に配置された前記ダイポールアームを励起し得るようになっていることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜23のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
実質的にすべてのダイポールアームが、基板の一方の面上に配置され、
給電ラインをなす複数の導体が、誘電体ロッド上において互いに平行に巻回され、
これにより、前記巻回されたラインが、様々なダイポールアームを連結していることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜27のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
少なくともいくつかのダイポールペアが、個別の給電ラインに対して連結されたダイポールを有していることを特徴とするアンテナ。 - 請求項1〜28のいずれか1項に記載のアンテナにおいて、
少なくともいくつかの隣り合ったダイポールペアが、個別の給電ラインに対して連結されていることを特徴とするアンテナ。
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