JP6995260B2 - Reflector antenna device and communication device - Google Patents
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Description
本開示は、一次放射器を備える反射鏡アンテナ装置と、反射鏡アンテナ装置を備える通信装置とに関するものである。 The present disclosure relates to a reflector antenna device including a primary radiator and a communication device including a reflector antenna device.
以下の特許文献1には、リフレクトアレーアンテナが開示されている。当該リフレクトアレーアンテナは、誘電体基板と、誘電体基板に形成された複数の導体パッチと、一次放射アンテナとを備えている。
当該リフレクトアレーアンテナでは、複数の導体パッチが形成されている誘電体基板が平板状の基板である。このため、一次放射アンテナから放射された電波が、誘電体基板の中央付近で反射されるときの電波の経路長(以下、第1の経路長と称する)と、誘電体基板の端部付近で反射されるときの電波の経路長(以下、第2の経路長と称する)とが異なる。
第1の経路長と、第2の経路長とが異なるため、誘電体基板の中央付近で反射された電波の位相と、誘電体基板の端部付近で反射された電波の位相とが異なる。したがって、誘電体基板における電波の反射面に、単に、導体が一様に施されているだけであれば、誘電体基板の中央付近で反射された電波の放射方向と、誘電体基板の端部付近で反射された電波の放射方向とが異なる。
当該リフレクトアレーアンテナでは、誘電体基板における電波の反射面に、導体を一様に施す代わりに、複数の導体パッチが形成されている。そして、当該リフレクトアレーアンテナでは、誘電体基板の中央付近で反射された電波の放射方向と、誘電体基板の端部付近で反射された電波の放射方向とを揃えるために、それぞれの導体パッチの大きさ等が調整されている。The following Patent Document 1 discloses a reflect array antenna. The reflect array antenna includes a dielectric substrate, a plurality of conductor patches formed on the dielectric substrate, and a primary radiation antenna.
In the reflect array antenna, the dielectric substrate on which a plurality of conductor patches are formed is a flat plate-shaped substrate. Therefore, the path length of the radio wave when the radio wave radiated from the primary radiation antenna is reflected near the center of the dielectric substrate (hereinafter referred to as the first path length) and near the end of the dielectric substrate. The path length of the radio wave when it is reflected (hereinafter referred to as the second path length) is different.
Since the first path length and the second path length are different, the phase of the radio wave reflected near the center of the dielectric substrate and the phase of the radio wave reflected near the end of the dielectric substrate are different. Therefore, if the conductor is simply uniformly applied to the reflecting surface of the radio wave on the dielectric substrate, the radiation direction of the radio wave reflected near the center of the dielectric substrate and the end portion of the dielectric substrate. The radiation direction of the radio waves reflected in the vicinity is different.
In the reflect array antenna, a plurality of conductor patches are formed on the reflecting surface of the radio wave in the dielectric substrate instead of uniformly applying the conductor. Then, in the reflect array antenna, in order to align the radiation direction of the radio wave reflected near the center of the dielectric substrate and the radiation direction of the radio wave reflected near the end of the dielectric substrate, each conductor patch is used. The size etc. have been adjusted.
特許文献1に開示されているリフレクトアレーアンテナでは、第1の経路長と、第2の経路長とが異なっている。このため、導体パッチの大きさ等が調整された後に、一次放射アンテナから放射される電波の周波数が切り替えられると、誘電体基板の中央付近で反射される電波の放射方向と、誘電体基板の端部付近で反射される電波の放射方向とが揃わなくなってしまう。つまり、当該リフレクトアレーアンテナでは、導体パッチの大きさ等が調整された後に、一次放射アンテナから放射される電波の周波数が切り替えられると、電波の放射方向にバラツキが生じてしまうという課題があった。 In the reflect array antenna disclosed in Patent Document 1, the first path length and the second path length are different. Therefore, when the frequency of the radio wave radiated from the primary radiation antenna is switched after the size of the conductor patch is adjusted, the radiation direction of the radio wave reflected near the center of the dielectric substrate and the radiation direction of the dielectric substrate The radiation direction of the radio waves reflected near the end will not be aligned. That is, in the reflect array antenna, if the frequency of the radio wave radiated from the primary radiation antenna is switched after the size of the conductor patch is adjusted, there is a problem that the radiation direction of the radio wave varies. ..
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、反射板として、1つの平板状の誘電体基板のみを備えるリフレクトアレーアンテナよりも、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる反射鏡アンテナ装置を得ることを目的とする。 This disclosure is made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to suppress the variation in the radiation direction of radio waves as compared with the reflect array antenna provided with only one flat plate-shaped dielectric substrate as a reflector. The purpose is to obtain a possible reflector antenna device.
本開示に係る反射鏡アンテナ装置は、電波を放射する一次放射器と、一次放射器から放射された電波を反射する反射面に、複数の導体パッチが配置されている第1の基板と、第1の基板の周囲に配置されており、一次放射器から放射された電波を反射する反射面に、複数の導体パッチが配置されている第2の基板とを備え、第1の基板における反射面の法線ベクトルと、第2の基板における反射面の法線ベクトルとのなす角度が、0度よりも大きく、90度よりも小さいものである。 The reflector antenna device according to the present disclosure includes a primary radiator that emits radio waves, a first substrate on which a plurality of conductor patches are arranged on a reflective surface that reflects radio waves emitted from the primary radiator, and a first substrate. A second substrate on which a plurality of conductor patches are arranged is provided on a reflective surface which is arranged around the substrate 1 and reflects radio waves radiated from a primary radiator, and a reflective surface in the first substrate is provided. The angle formed by the normal vector of the above and the normal vector of the reflective surface on the second substrate is larger than 0 degrees and smaller than 90 degrees.
本開示によれば、第1の基板における反射面の法線ベクトルと、第2の基板における反射面の法線ベクトルとのなす角度が、0度よりも大きく、90度よりも小さいように、反射鏡アンテナ装置を構成した。したがって、本開示に係る反射鏡アンテナ装置は、反射板として、1つの平板状の誘電体基板のみを備えるリフレクトアレーアンテナよりも、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる。 According to the present disclosure, the angle between the normal vector of the reflective surface on the first substrate and the normal vector of the reflective surface on the second substrate is larger than 0 degrees and smaller than 90 degrees. A reflector antenna device was configured. Therefore, the reflector antenna device according to the present disclosure can suppress variations in the radiation direction of radio waves as compared with a reflect array antenna provided with only one flat plate-shaped dielectric substrate as a reflector.
以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。 Hereinafter, in order to explain the present disclosure in more detail, a mode for carrying out the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る反射鏡アンテナ装置3を含む通信装置を示す構成図である。
図1において、信号送信部1は、送信信号を反射鏡アンテナ装置3に出力する。
信号受信部2は、反射鏡アンテナ装置3から出力された受信信号を受信する。
反射鏡アンテナ装置3は、信号送信部1から出力された送信信号に係る電波を空中に放射する。
また、反射鏡アンテナ装置3は、電波を受信して、受信した電波に係る受信信号を信号受信部2に出力する。Embodiment 1.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a communication device including the
In FIG. 1, the signal transmission unit 1 outputs a transmission signal to the
The
The
Further, the
図2は、実施の形態1に係る反射鏡アンテナ装置3を示す斜視図である。
図3は、実施の形態1に係る反射鏡アンテナ装置3における第1の基板12の反射面12aを示す平面図である。
図4は、実施の形態1に係る反射鏡アンテナ装置3における第1の基板12を示す側面図である。
図5は、実施の形態1に係る反射鏡アンテナ装置3における第2の基板13の反射面13aを示す平面図である。
図6は、実施の形態1に係る反射鏡アンテナ装置3における第2の基板13を示す側面図である。
図7は、実施の形態1に係る反射鏡アンテナ装置3における第1の基板12と第2の基板13との展開例を示す説明図である。
図7Aは、第2の基板13が第1の基板12に重ね合わされている状態を示しており、図7Bは、第2の基板13が開いている途中の状態を示している。図7Cは、第2の基板13が開き終わった状態を示している。FIG. 2 is a perspective view showing the
FIG. 3 is a plan view showing a reflecting
FIG. 4 is a side view showing the
FIG. 5 is a plan view showing a reflecting
FIG. 6 is a side view showing a
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of development of the
FIG. 7A shows a state in which the
一次放射器11は、バックファイアアンテナによって実現されている。
一次放射器11は、信号送信部1から出力された送信信号に係る電波を第1の基板12の反射面12a及び第2の基板13の反射面13aのそれぞれに向けて放射する。
第1の基板12は、例えば、誘電体基板又は発泡板によって実現される。
第1の基板12の反射面12aは、一次放射器11から放射された電波を反射する面であり、反射面12aには、複数の導体パッチ21が配置されている。
第1の基板12の背面12bは、反射面12aと反対側の面であり、背面12bの全体に導体22が配置されている。The
The
The
The
The
第2の基板13は、例えば、誘電体基板又は発泡板によって実現される。
第2の基板13は、第1の基板12の周囲に配置されている。
第2の基板13の反射面13aは、一次放射器11から放射された電波を反射する面であり、反射面13aには、複数の導体パッチ23が配置されている。
第2の基板13の背面13bは、反射面13aと反対側の面であり、背面13bの全体に導体24が配置されている。The
The
The
The
ヒンジ14は、第1の基板12と第2の基板13とを接続する接続部材である。
ヒンジ14によって、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13が、図8に示すように、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12に対して傾けられている。
図8は、反射面12aの法線ベクトルv12及び反射面13aの法線ベクトルv13と、反射面12aによる電波の反射方向及び反射面13aによる電波の反射方向とを示す説明図である。
図2に示す反射鏡アンテナ装置3では、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12と、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θが、0度よりも大きく、90度よりも小さい。The
The
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the normal vector v 12 of the reflecting
In the
図2に示す反射鏡アンテナ装置3では、第1の基板12の周囲に、4つの第2の基板13が配置されている。しかし、1つ以上の第2の基板13が、第1の基板12の周囲に配置されていればよく、第1の基板12の周囲に配置されている第2の基板13が、例えば、1つであってもよいし、3つであってもよい。
図2に示す反射鏡アンテナ装置3では、第1の基板12と第2の基板13とがヒンジ14によって接続されている。しかし、これは一例に過ぎず、第1の基板12と第2の基板13とが接続されておらず、第1の基板12と第2の基板13との間に、隙間があってもよい。In the
In the
導体パッチ21は、第1の基板12における反射面12aに施されている導体である。
反射面12aに施されている複数の導体パッチ21におけるそれぞれの大きさ、又は、複数の導体パッチ21におけるそれぞれの配置等を調整することによって、反射面12aによって反射される電波の位相を変えることが可能である。
導体22は、第1の基板12における背面12bの全体に施されている導体である。The
The phase of the radio wave reflected by the reflecting
The
導体パッチ23は、第2の基板13における反射面13aに施されている導体である。
反射面13aに施されている複数の導体パッチ23におけるそれぞれの大きさ、又は、複数の導体パッチ23におけるそれぞれの配置等を調整することによって、反射面13aによって反射される電波の位相を変えることが可能である。
導体24は、第2の基板13における背面13bの全体に施されている導体である。The
The phase of the radio wave reflected by the reflecting
The
図2に示す反射鏡アンテナ装置3では、第1の基板12の反射面12aによる電波の反射方向と、第2の基板13の反射面13aによる電波の反射方向とが揃うように、複数の導体パッチ21,23におけるそれぞれの大きさ、又は、複数の導体パッチ21,23におけるそれぞれの配置等が調整される。図2中、矢印は、電波の反射方向を示している。
反射面12aによる電波の反射方向と、反射面13aによる電波の反射方向とが揃うとは、双方の反射方向が厳密に揃っているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、双方の反射方向が異なっているものも含まれる。In the
The fact that the direction of reflection of radio waves by the
次に、図1に示す通信装置の動作について説明する。
反射鏡アンテナ装置3の未使用時には、図7Aに示すように、第2の基板13を第1の基板12に重ね合わせることで、反射鏡アンテナ装置3を小型にして、反射鏡アンテナ装置3の収納性を高めることが可能である。
反射鏡アンテナ装置3は、図7Cに示すように、第2の基板13が開いている状態で使用される。
第2の基板13が開いている状態では、反射鏡アンテナ装置3の形状が立体的な形状であり、反射鏡アンテナ装置3の形状が、公知のパラボラアンテナの形状と類似の形状である。未使用時であっても、パラボラアンテナの形状は、立体的な形状のままであるため、パラボラアンテナは、収納性が悪い。
反射鏡アンテナ装置3は、未使用時では、第2の基板13を第1の基板12に重ね合わせることが可能であるため、パラボラアンテナよりも収納性が高い。Next, the operation of the communication device shown in FIG. 1 will be described.
When the
As shown in FIG. 7C, the
When the
When the
信号送信部1は、送信信号を反射鏡アンテナ装置3に出力する。
反射鏡アンテナ装置3の一次放射器11は、信号送信部1から送信信号を受けると、図2及び図8に示すように、送信信号に係る電波を第1の基板12の反射面12a及び第2の基板13の反射面13aのそれぞれに向けて放射する。The signal transmission unit 1 outputs the transmission signal to the
When the
第1の基板12の反射面12aは、一次放射器11から放射された電波を受けると、図2及び図8に示すように、当該電波を反射させる。
第1の基板12は、図8に示すように、xyz座標軸におけるx-y平面と平行に配置されている。図8の例では、反射面12aによる電波の反射方向は、z軸と平行な方向である。
図8において、11aは、一次放射器11における電波の放射口であり、放射口11aは、電波の波源に相当する。
第2の基板13の反射面13aは、一次放射器11から放射された電波を受けると、図2及び図8に示すように、当該電波を反射させる。図8の例では、反射面13aによる電波の反射方向は、z軸と平行な方向である。When the reflecting
As shown in FIG. 8, the
In FIG. 8, 11a is a radio wave emission port in the
When the reflecting
図9は、特許文献1に開示されているリフレクトアレーアンテナと同様に、電波の反射面が、平板状の誘電体基板の反射面のみである場合の、誘電体基板による電波の反射方向を示す説明図である。平板状の誘電体基板は、図9に示すように、xyz座標軸におけるx-y平面と平行に配置されている。
電波の反射面が、平板状の誘電体基板の反射面のみである場合、図9に示すように、誘電体基板の中央付近で反射された電波の経路長(以下、「第1の経路長」と称する)と、誘電体基板の端部付近で反射された電波の経路長(以下、「第2の経路長」と称する)との差異が大きい。
第1の経路長と第2の経路長との差異が大きいため、単に、誘電体基板の反射面の全体に導体が施されているとすれば、電体基板の中央付近で反射された電波の位相と、誘電体基板の端部付近で反射された電波の位相とが異なる。したがって、電体基板の中央付近で反射された電波の反射方向と、誘電体基板の端部付近で反射された電波の反射方向とが異なる。FIG. 9 shows the direction of reflection of radio waves by the dielectric substrate when the reflection surface of the radio wave is only the reflection surface of the flat plate-shaped dielectric substrate, similar to the reflect array antenna disclosed in Patent Document 1. It is explanatory drawing. As shown in FIG. 9, the flat plate-shaped dielectric substrate is arranged in parallel with the xy plane in the xyz coordinate axis.
When the reflecting surface of the radio wave is only the reflecting surface of the flat plate-shaped dielectric substrate, as shown in FIG. 9, the path length of the radio wave reflected near the center of the dielectric substrate (hereinafter, "first path length"). ”) And the path length of the radio wave reflected near the end of the dielectric substrate (hereinafter referred to as“ second path length ”).
Since the difference between the first path length and the second path length is large, if the conductor is simply applied to the entire reflective surface of the dielectric substrate, the radio wave reflected near the center of the electric body substrate. The phase of the radio wave reflected near the end of the dielectric substrate is different from the phase of. Therefore, the reflection direction of the radio wave reflected near the center of the electric body substrate and the reflection direction of the radio wave reflected near the end portion of the dielectric substrate are different.
誘電体基板の反射面に導体が施される導体が、複数の導体パッチであれば、複数の導体パッチにおけるそれぞれの大きさ等を調整することで、電体基板の中央付近で反射された電波の位相と、誘電体基板の端部付近で反射された電波の位相との差異を補償することができる。
したがって、第1の経路長と第2の経路長との差異が大きくても、位相の差異を補償することによって、電体基板の中央付近で反射された電波の反射方向と、誘電体基板の端部付近で反射された電波の反射方向とを概ね同じ方向に揃えることができる。If the conductor to which the conductor is applied to the reflective surface of the dielectric substrate is a plurality of conductor patches, the radio wave reflected near the center of the electric body substrate can be obtained by adjusting the size of each of the plurality of conductor patches. It is possible to compensate for the difference between the phase of the above and the phase of the radio wave reflected near the end of the dielectric substrate.
Therefore, even if the difference between the first path length and the second path length is large, by compensating for the phase difference, the reflection direction of the radio wave reflected near the center of the electric body substrate and the dielectric substrate It is possible to align the reflection direction of the radio wave reflected near the end in substantially the same direction.
導体パッチの大きさ等が調整された後に、一次放射器11から放射される電波の周波数が切り替えられることがある。
第1の経路長と第2の経路長とが異なっているため、一次放射器11から放射される電波の周波数が切り替えられると、誘電体基板の中央付近で反射される電波の放射方向と、誘電体基板の端部付近で反射される電波の放射方向とが揃わなくなってしまう。つまり、図9に示す反射鏡アンテナ装置では、導体パッチの大きさ等が調整された後に、一次放射器11から放射される電波の周波数が切り替えられると、電波の放射方向にバラツキが生じてしまう。
また、図9に示す反射鏡アンテナ装置では、一次放射器11から放射される電波のうち、誘電体基板の反射面に反射されずに、不要に空間中に放射されてしまう電波が発生し、アンテナの利得が低下することがある。After adjusting the size of the conductor patch and the like, the frequency of the radio wave radiated from the
Since the first path length and the second path length are different, when the frequency of the radio wave radiated from the
Further, in the reflector antenna device shown in FIG. 9, among the radio waves radiated from the
図8に示す反射鏡アンテナ装置3では、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13が、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12に対して傾けられている。即ち、反射面12aの法線ベクトルv12がz軸と平行な方向であるのに対して、反射面13aの法線ベクトルv13がz軸と平行な方向と異なる方向であり、反射面13aの法線ベクトルv13が、反射面12aの法線ベクトルv12に対して傾けられている。
反射面12aの法線ベクトルv12と、反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θが、0度よりも大きく、90度よりも小さいため、図8に示す反射鏡アンテナ装置3は、図9に示す反射鏡アンテナ装置よりも、第1の経路長と第2の経路長との差異が小さい。In the
Since the angle θ formed by the normal vector v 12 of the reflecting
反射鏡アンテナ装置3は、第1の経路長と第2の経路長との差異が小さいため、導体パッチ21,23の大きさ等が調整された後に、一次放射器11から放射される電波の周波数が切り替えられても、図9に示す反射鏡アンテナ装置よりも、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる。
反射鏡アンテナ装置3では、反射面13aの法線ベクトルv13が、反射面12aの法線ベクトルv12に対して傾けられているため、反射鏡アンテナ装置3は、図9に示す反射鏡アンテナ装置よりも、不要に空間中に放射されてしまう電波の割合が減少し、アンテナの利得が向上する。Since the difference between the first path length and the second path length is small in the
In the
反射鏡アンテナ装置3では、導体パッチ21,23の形状が矩形であるものを示している。しかし、これは一例に過ぎず、導体パッチ21,23の形状が、図10Aに示すように、円形であってもよいし、図10Bに示すように、矩形の枠形状であってもよい。
また、導体パッチ21,23の形状が、図10Cに示すように、リング形であってもよいし、図10Dに示すように、+形の形状であってもよい。
図10Aは、円形の導体パッチ21,23を示し、図10Bは、矩形の枠形状の導体パッチ21,23を示している。
また、図10Cは、リング形の導体パッチ21,23を示し、図10Dは、+形の形状の導体パッチ21,23を示している。In the
Further, the shape of the
10A shows
Further, FIG. 10C shows ring-shaped
複数の導体パッチ21におけるそれぞれの形状は、同一形状であってもよいし、互いに異なる形状であってもよい。
複数の導体パッチ23におけるそれぞれの形状は、同一形状であってもよいし、互いに異なる形状であってもよい。
複数の導体パッチ21におけるそれぞれの配置は、周期的であってもよいし、非周期的であってもよい。
また、複数の導体パッチ23におけるそれぞれの配置は、周期的であってもよいし、非周期的であってもよい。The shapes of the plurality of
The shapes of the plurality of
Each arrangement in the plurality of
Further, each arrangement in the plurality of
ここでは、反射鏡アンテナ装置3が、送信アンテナとして使用される場合の動作を説明している。反射鏡アンテナ装置3が受信アンテナとして使用される場合の動作は、送信アンテナとして使用される場合の動作と可逆的である。
Here, the operation when the
以上の実施の形態1では、電波を放射する一次放射器11と、一次放射器11から放射された電波を反射する反射面12aに、複数の導体パッチ21が配置されている第1の基板12と、第1の基板12の周囲に配置されており、一次放射器11から放射された電波を反射する反射面13aに、複数の導体パッチ23が配置されている第2の基板13とを備え、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルと、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルとのなす角度が、0度よりも大きく、90度よりも小さいように、反射鏡アンテナ装置3を構成した。したがって、反射鏡アンテナ装置3は、反射板として、1つの平板状の誘電体基板のみを備えるリフレクトアレーアンテナよりも、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる。
In the first embodiment described above, the
実施の形態2.
図2に示す反射鏡アンテナ装置3では、第2の基板13が開き終わった状態での、反射面12aの法線ベクトルv12と、反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θが、ヒンジ14によって、一定に保たれる。
実施の形態2では、第2の基板13が開き終わった状態での、反射面12aの法線ベクトルv12と、反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θを切り替えることが可能な反射鏡アンテナ装置3について説明する。
In the
In the second embodiment, it is possible to switch the angle θ formed by the normal vector v 12 of the reflecting
図11は、実施の形態2に係る反射鏡アンテナ装置3を示す斜視図である。図11において、図2と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
可動機構30は、反射面12aの法線ベクトルv12と、反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θを切り替えることが可能なヒンジ等によって実現される。即ち、可動機構30は、図12に示すように、反射面12aと反射面13aとの角度αを切り替えることが可能なヒンジ等によって実現される。α=θである。
可動機構30は、反射面12aの法線ベクトルv12と、反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θを切り替えるために、第2の基板13を可動する。
図12A、図12B及び図12Cのそれぞれは、可動機構30によって、反射面12aと反射面13aとの角度αが切り替えられた状態を示す説明図である。
図12Aでの角度αが約10度、図12Bでの角度αが約25度、図12Bでの角度αが約35度である。FIG. 11 is a perspective view showing the
The
The
12A, 12B, and 12C are explanatory views showing a state in which the angle α between the reflecting
The angle α in FIG. 12A is about 10 degrees, the angle α in FIG. 12B is about 25 degrees, and the angle α in FIG. 12B is about 35 degrees.
可動機構30が、反射面12aと反射面13aとの角度αを切り替えることによって、反射面13aによる電波の位相が変化し、当該電波の反射方向が変化する。
したがって、導体パッチ21,23の大きさ等が調整された後に、一次放射器11から放射される電波の周波数が切り替えられることによって、電波の放射方向にバラツキが生じても、反射面12aと反射面13aとの角度αを切り替えることによって、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる。By switching the angle α between the reflecting
Therefore, even if the frequency of the radio wave radiated from the
図13は、反射鏡アンテナ装置3の放射特性のシミュレーション結果を示す説明図である。
図13において、実線は、角度α=30度であるときの放射特性であり、破線は、角度α=0度であるときの放射特性である。図13では、角度α=0度であるときの利得で、放射特性が規格化されている。
図13が示すグラフの横軸は、反射鏡アンテナ装置3から放射される電波の放射方向を示しており、図13が示すグラフの縦軸は、反射鏡アンテナ装置3から放射される電波の利得を示している。
図13の例では、可動機構30が、角度αを30度から0度に切り替えることによって、反射鏡アンテナ装置3から放射される電波が形成するビームのうち、利得が10[dB]のビームの幅が、4.8度の角度から、7.6度の角度に変化している。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a simulation result of the radiation characteristics of the
In FIG. 13, the solid line is the radiation characteristic when the angle α = 30 degrees, and the broken line is the radiation characteristic when the angle α = 0 degrees. In FIG. 13, the radiation characteristics are standardized by the gain when the angle α = 0 degrees.
The horizontal axis of the graph shown in FIG. 13 indicates the radiation direction of the radio wave radiated from the
In the example of FIG. 13, among the beams formed by the radio waves radiated from the
以上の実施の形態2では、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12と、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θを切り替えるために、第2の基板13を可動する可動機構30を備えるように、図11に示す反射鏡アンテナ装置3を構成した。したがって、図11に示す反射鏡アンテナ装置3は、図2に示す反射鏡アンテナ装置3よりも更に、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる。In the second embodiment as described above, in order to switch the angle θ formed by the
実施の形態3.
図2に示す反射鏡アンテナ装置3では、一次放射器11として、バックファイアアンテナを用いている。
実施の形態3では、図14に示すように、一次放射器41として、ホーンアンテナを用いている反射鏡アンテナ装置3について説明する。
In the
In the third embodiment, as shown in FIG. 14, a
図14は、実施の形態3に係る反射鏡アンテナ装置3を示す側面図である。図14において、図2と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
一次放射器41は、ホーンアンテナによって実現されている。
一次放射器41は、図2に示す一次放射器11と同様に、信号送信部1から出力された送信信号に係る電波を第1の基板12の反射面12a及び第2の基板13の反射面13aのそれぞれに向けて放射する。
図14に示す反射鏡アンテナ装置3は、一次放射器41が、図2に示す反射鏡アンテナ装置3に適用されているものである。しかし、これは一例に過ぎず、一次放射器41が、図11に示す反射鏡アンテナ装置3に適用されていてもよい。FIG. 14 is a side view showing the
The
Similar to the
In the
図14に示す反射鏡アンテナ装置3でも、図2に示す反射鏡アンテナ装置3と同様に、ヒンジ14によって、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13が、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12に対して傾けられている(図15を参照)。
図15は、反射面12aの法線ベクトルv12及び反射面13aの法線ベクトルv13と、反射面12aによる電波の反射方向及び反射面13aによる電波の反射方向とを示す説明図である。In the
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the normal vector v 12 of the reflecting
図14に示す反射鏡アンテナ装置3でも、図2に示す反射鏡アンテナ装置3と同様に、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12と、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θが、0度よりも大きく、90度よりも小さい。
したがって、図14に示す反射鏡アンテナ装置3でも、図2に示す反射鏡アンテナ装置3と同様に、反射板として、1つの平板状の誘電体基板のみを備えるリフレクトアレーアンテナよりも、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる。Also in the
Therefore, even in the
実施の形態4.
実施の形態4では、副反射鏡52を備えている反射鏡アンテナ装置3について説明する。
図16は、実施の形態4に係る反射鏡アンテナ装置3を示す側面図である。図16において、図2と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
一次放射器51は、ホーンアンテナによって実現されている。
一次放射器51は、信号送信部1から出力された送信信号に係る電波を副反射鏡52に向けて放射する。
副反射鏡52は、一次放射器51から放射された電波を第1の基板12の反射面12a及び第2の基板13の反射面13aのそれぞれに向けて反射させる。
図16に示す反射鏡アンテナ装置3は、一次放射器51及び副反射鏡52が、図2に示す反射鏡アンテナ装置3に適用されているものである。しかし、これは一例に過ぎず、一次放射器51及び副反射鏡52が、図11に示す反射鏡アンテナ装置3に適用されていてもよい。
In the fourth embodiment, the
FIG. 16 is a side view showing the
The
The
The
In the
図16に示す反射鏡アンテナ装置3でも、図2に示す反射鏡アンテナ装置3と同様に、ヒンジ14によって、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13が、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12に対して傾けられている(図17を参照)。
図17は、反射面12aの法線ベクトルv12及び反射面13aの法線ベクトルv13と、反射面12aによる電波の反射方向及び反射面13aによる電波の反射方向とを示す説明図である。In the
FIG. 17 is an explanatory diagram showing the normal vector v 12 of the reflecting
図16に示す反射鏡アンテナ装置3でも、図2に示す反射鏡アンテナ装置3と同様に、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12と、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θが、0度よりも大きく、90度よりも小さい。
したがって、図16に示す反射鏡アンテナ装置3でも、図2に示す反射鏡アンテナ装置3と同様に、反射板として、1つの平板状の誘電体基板のみを備えるリフレクトアレーアンテナよりも、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる。Also in the
Therefore, even in the
図16に示す反射鏡アンテナ装置3は、副反射鏡52として、電波の反射面の中央部分が、反射面の周囲部分よりも凹んでいる、リングフォーカスグレゴリアンの副反射鏡を用いている。
しかし、これは一例に過ぎず、反射鏡アンテナ装置3が、例えば、図18に示すように、電波の反射面の中央部分が、反射面の周囲部分よりも凸になっている、リングフォーカスカセグレンの副反射鏡53を備えていてもよい。
図18は、実施の形態4に係る他の反射鏡アンテナ装置3を示す側面図である。図18において、図2及び図16と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
副反射鏡53は、図16に示す副反射鏡52と同様に、一次放射器51から放射された電波を第1の基板12の反射面12a及び第2の基板13の反射面13aのそれぞれに向けて反射させる。
図18に示す反射鏡アンテナ装置3は、一次放射器51及び副反射鏡53が、図2に示す反射鏡アンテナ装置3に適用されているものである。しかし、これは一例に過ぎず、一次放射器51及び副反射鏡53が、図11に示す反射鏡アンテナ装置3に適用されていてもよい。
なお、反射鏡アンテナ装置3が備える副反射鏡としては、リングフォーカスグレゴリアンの副反射鏡52、又は、リングフォーカスカセグレンの副反射鏡53に限るものではなく、任意の形状の副反射鏡を用いることができる。The
However, this is only an example, and the
FIG. 18 is a side view showing another
Similar to the
In the
The sub-reflector included in the
また、反射鏡アンテナ装置3が、例えば、図19に示すように、一次放射器51から放射された電波を反射させる副反射鏡として、電波の反射面54aに、複数の導体パッチ55が配置されている第3の基板54を備えるようにしてもよい。
図19は、実施の形態4に係る他の反射鏡アンテナ装置3を示す側面図である。図19において、図2及び図16と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図20は、実施の形態4に係る他の反射鏡アンテナ装置3における第3の基板54の反射面54aを示す平面図である。
図21は、実施の形態4に係る他の反射鏡アンテナ装置3における第3の基板54を示す側面図である。Further, as shown in FIG. 19, the reflecting
FIG. 19 is a side view showing another
FIG. 20 is a plan view showing the
FIG. 21 is a side view showing a
第3の基板54は、例えば、誘電体基板又は発泡板によって実現される。
第3の基板54の反射面54aは、一次放射器11から放射された電波を、第1の基板12の反射面12a及び第2の基板13の反射面13aのそれぞれに向けて反射させる面であり、反射面54aには、複数の導体パッチ55が配置されている。
第3の基板54の背面54bは、反射面54aと反対側の面であり、背面54bの全体に導体56が配置されている。The
The
The
導体パッチ55は、第3の基板54における反射面54aに施されている導体である。
反射面54aに施されている複数の導体パッチ55におけるそれぞれの大きさ、又は、複数の導体パッチ55におけるそれぞれの配置等を調整することによって、反射面54aにより反射される電波の位相を変えることが可能である。
導体56は、第3の基板54における背面54bの全体に施されている導体である。The
The phase of the radio wave reflected by the reflecting
The
図19に示す反射鏡アンテナ装置3でも、図2に示す反射鏡アンテナ装置3と同様に、第1の基板12における反射面12aの法線ベクトルv12と、第2の基板13における反射面13aの法線ベクトルv13とのなす角度θが、0度よりも大きく、90度よりも小さい。
したがって、図19に示す反射鏡アンテナ装置3でも、図2に示す反射鏡アンテナ装置3と同様に、反射板として、1つの平板状の誘電体基板のみを備えるリフレクトアレーアンテナよりも、電波の放射方向のバラツキを抑えることができる。Also in the
Therefore, even in the
なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present disclosure, any combination of embodiments can be freely combined, any component of each embodiment can be modified, or any component can be omitted in each embodiment.
本開示は、一次放射器を備える反射鏡アンテナ装置に適している。
また、本開示は、反射鏡アンテナ装置を備える通信装置に適している。The present disclosure is suitable for a reflector antenna device with a primary radiator.
Further, the present disclosure is suitable for a communication device including a reflector antenna device.
1 信号送信部、2 信号受信部、3 反射鏡アンテナ装置、11 一次放射器、11a 放射口、12 第1の基板、12a 反射面、12b 背面、13 第2の基板、13a 反射面、13b 背面、14 ヒンジ、21 導体パッチ、22 導体、23 導体パッチ、24 導体、30 可動機構、41 一次放射器、51 一次放射器、52,53 副反射鏡、54 第3の基板、54a 反射面、54b 背面、55 導体パッチ、56 導体。 1 Signal transmitter, 2 Signal receiver, 3 Reflector antenna device, 11 Primary radiator, 11a radiator port, 12 1st substrate, 12a Reflective surface, 12b back surface, 13 2nd substrate, 13a Reflective surface, 13b rear surface , 14 hinges, 21 conductor patches, 22 conductors, 23 conductor patches, 24 conductors, 30 movable mechanisms, 41 primary radiators, 51 primary radiators, 52, 53 secondary reflectors, 54 third substrates, 54a reflective surfaces, 54b. Back, 55 conductor patch, 56 conductor.
Claims (13)
前記一次放射器から放射された電波を反射する反射面に、複数の導体パッチが配置されている第1の基板と、
前記第1の基板の周囲に配置されており、前記一次放射器から放射された電波を反射する反射面に、複数の導体パッチが配置されている第2の基板とを備え、
前記第1の基板における反射面の法線ベクトルと、前記第2の基板における反射面の法線ベクトルとのなす角度が、0度よりも大きく、90度よりも小さいことを特徴とする反射鏡アンテナ装置。A primary radiator that radiates radio waves,
A first substrate on which a plurality of conductor patches are arranged on a reflective surface that reflects radio waves radiated from the primary radiator, and
A second substrate, which is arranged around the first substrate and has a plurality of conductor patches arranged on a reflective surface that reflects radio waves radiated from the primary radiator, is provided.
A reflector characterized in that the angle formed by the normal vector of the reflecting surface on the first substrate and the normal vector of the reflecting surface on the second substrate is larger than 0 degrees and smaller than 90 degrees. Antenna device.
前記ホーンアンテナから放射された電波を前記第1の基板の反射面及び前記第2の基板の反射面のそれぞれに向けて反射させる副反射鏡を備えたことを特徴とする請求項1記載の反射鏡アンテナ装置。A horn antenna is used as the primary radiator.
The reflection according to claim 1, further comprising a secondary reflecting mirror that reflects radio waves radiated from the horn antenna toward the reflecting surface of the first substrate and the reflecting surface of the second substrate. Mirror antenna device.
前記ホーンアンテナから放射された電波を反射する反射面に、複数の導体パッチが配置されている第3の基板を用いていることを特徴とする請求項7記載の反射鏡アンテナ装置。As the secondary reflector,
The reflector antenna device according to claim 7, wherein a third substrate on which a plurality of conductor patches are arranged is used for a reflecting surface that reflects radio waves radiated from the horn antenna.
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PCT/JP2020/001905 WO2021149143A1 (en) | 2020-01-21 | 2020-01-21 | Reflector antenna device and communication device |
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US20010020914A1 (en) | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Antoine Roederer | Reflector antenna comprising a plurality of panels |
JP2014165754A (en) | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Directional characteristic variable antenna |
JP2018510559A (en) | 2015-02-24 | 2018-04-12 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デル・アンゲヴァンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン | REFLECTOR WITH ELECTRONIC CIRCUIT AND ANTENNA DEVICE HAVING REFLECTOR |
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- 2020-01-21 JP JP2021560841A patent/JP6995260B2/en active Active
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