JP7374525B1 - アンテナおよび電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
前記一次放射器は、電波を放射する。
前記反射鏡は、前記一次放射器より放射された電波を反射し、開口径が前記電波の波長の1.7倍以下である。
前記誘電体層は、前記一次放射器を被覆する。前記誘電体層は、内部誘電体層と、外部誘電体層とを有する。前記内部誘電体層は、前記反射鏡の開口面の内側に充填される。前記外部誘電体層は、前記内部誘電体層上に設けられ、前記反射鏡の開口面の外側に位置する。
また、反射鏡の開口面の外側に設けられた外部誘電体層は、一次放射器に近接しているため、一次放射器のインピーダンス特性が変化する。これにより、一次放射器のインピーダンスの周波数帯域を広くすることが可能となる。
図1は、本発明の一実施形態に係るアンテナ10の構成を示す斜視図であり、図2は、図1のA-A断面図である。各図において、x軸、y軸およびz軸は相互に直交する3軸方向を示しており、z軸はアンテナ10の反射鏡12の中心軸に相当する。
図1及び図2に示すように、アンテナ10は、一次放射器11と、反射鏡12と、一次放射器11を被覆する誘電体層13とを有する。誘電体層13は、反射鏡12の開口面12aから内側の領域に充填された内部誘電体層131と、内部誘電体層131上に設けられ反射鏡12の開口面12aの外側に位置する外部誘電体層132とを有する。アンテナ10はさらに、一次放射器11に接続される給電ケーブル14を有する。本実施形態のアンテナ10は、例えば、ロケット、航空機等の飛翔体に設置される。
反射鏡12は、開口径と高さから定まるパラボラ反射鏡、あるいはパラボラ反射鏡と開口径および高さが等しく、鏡面12bの形状が非パラボラ面反射鏡である。上記パラボラ反射鏡の開口径および高さは、それぞれ開口径Dおよび高さHに相当する。開口径Dは、上述のように一次放射器11から放射される電波の波長の1.7倍以下である。
図3は、D=96mm、H=28mm、F=7mm、鏡面12bがパラボラ形状で、高密度ポリエチレン製の内部誘電体層131を鏡面12bの範囲に充填し、厚さT=5mmの高密度ポリエチレン製の外部誘電体層132を付加した場合の本実施形態のアンテナ10のアンテナパターン(右旋偏波)の解析値のxz面内を極座標表示したものである。なお、同図中の点線は上記外部誘電体層を付加していない場合(T=0)、すなわち特許文献1のアンテナのアンテナパターン(右旋偏波)の解析値である。
図4は、D=96mm、H=28mm、F=7mm、鏡面12bは底面直径が24mmの円錐台形状で、高密度ポリエチレン製の内部誘電体層131を鏡面12bの範囲に充填し、厚さT=5mmの高密度ポリエチレン製の外部誘電体層132を付加した場合の実施形態のアンテナ10のアンテナパターン(右旋偏波)の解析値のxz面内を極座標表示したものである。なお、同図中の点線は、上記外部誘電体層を設置していない場合(T=0)、すなわち特許文献2のアンテナパターン(右旋偏波)の解析値である。
以上のように本実施形態に係るアンテナ10によれば、反射鏡12は電波の波長の1.7倍以下の開口径Dを有するため、電波が放射される半球内のアンテナパターンにヌル点を発生させることなく、広範囲に均一に安定したパターン特性を得ることができる(特許文献1の図4参照)。より具体的には、以下の作用を得ることができる。
・アンテナビームが広がり、広範囲に電波が放射される。アンテナ開口面より下方への放射もある。
・アンテナ開口面より上方の半球内にヌル点や落ち込みが存在しない。
・反射鏡アンテナであるため、アンテナパターンはアンテナを設置するアンテナ設置側の形状の影響をほとんど受けない。
・広範囲に均一に安定したパターン特性を有し、現在飛翔体に設置されているアンテナと比較すると利得も高くなる。
・アンテナ10が飛翔体に設置される場合に、飛翔体であるアンテナ設置側はパターン特性からの運用制約を受けることがなくなる。
・アンテナ10を飛翔体に設置する場合に、アンテナ10に発生する空力荷重・加熱が大幅に軽減される。
・アンテナ10を飛翔体に設置する場合に、飛翔体の空力特性に影響を与えない。
・従来のアンテナと比べて薄型にでき、より目立たなくなる。
図11は本発明の他の実施形態に係る電子機器100の要部断面図である。電子機器100は、基板91と、基板91の表面に埋め込まれたアンテナ90とを備える。
11,94…一次放射器
12,96…反射鏡
12a…開口面
12b…鏡面
12c…鏡面底部
13,98…誘電体層
92…穴(空洞)
93,131…内部誘電体層
97,132…外部誘電体層
100…電子機器
Claims (8)
- 電波を放射する一次放射器と、
前記一次放射器より放射された電波を反射し、開口径が前記電波の波長の1.7倍以下の反射鏡と、
前記反射鏡の開口面の内側に充填された内部誘電体層と、前記内部誘電体層上に設けられ前記反射鏡の開口面の外側に位置する外部誘電体層とを有し、前記一次放射器を被覆する誘電体層と
を具備し、
前記外部誘電体層の厚さは、前記電波の波長の1/9以下であって、前記内部誘電体層の厚さよりも小さい
アンテナ。 - 請求項1に記載のアンテナであって、
前記外部誘電体層は、前記反射鏡の開口径以上の直径を有する
アンテナ。 - 請求項1に記載のアンテナであって、
前記一次放射器は、前記反射鏡の開口面から内側の領域に配置される
アンテナ。 - 請求項1に記載のアンテナであって、
前記反射鏡の鏡面形状は、パラボラ面である
アンテナ。 - 請求項1に記載のアンテナであって、
前記反射鏡の鏡面形状は、開口径が前記電波の波長の1.7倍以下であるパラボラ反射鏡と開口径および高さが等しい非パラボラ面である
アンテナ。 - 請求項1に記載のアンテナであって、
前記反射鏡は、前記電波が反射して放射される半球内のアンテナパターンにヌル点が発生しないパターン特性を有する
アンテナ。 - 請求項1に記載のアンテナの設置側の表面、又は前記設置側の内部に設けられた空洞に、前記アンテナが埋め込まれた
電子機器。 - 請求項7に記載の電子機器であって、
前記外部誘電体層の表面は、前記設置側の表面と一致する形状に形成される
電子機器。
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