JPH01205603A - 平面アンテナによる円偏波導波管の励振装置 - Google Patents
平面アンテナによる円偏波導波管の励振装置Info
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- JPH01205603A JPH01205603A JP63279172A JP27917288A JPH01205603A JP H01205603 A JPH01205603 A JP H01205603A JP 63279172 A JP63279172 A JP 63279172A JP 27917288 A JP27917288 A JP 27917288A JP H01205603 A JPH01205603 A JP H01205603A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/165—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation
- H01P1/17—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation for producing a continuously rotating polarisation, e.g. circular polarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
-
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- H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
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- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば印刷またはめつきによって形成された
平面アンテナによる円偏波導波管の励振装置に係る。
平面アンテナによる円偏波導波管の励振装置に係る。
この装置は、広い帯域及び高い濱波純度をもつ複式円偏
波導波管の小型励振装置である。装置は、例えば方形ま
たは円形断面をもつ導波管内部で右回り及び／または左
回りの円偏波を発生し得る。
波導波管の小型励振装置である。装置は、例えば方形ま
たは円形断面をもつ導波管内部で右回り及び／または左
回りの円偏波を発生し得る。
かかる装置は、円偏波周波数を再利用する多源アンテナ
で使用されるべく構成されている。
で使用されるべく構成されている。
装置はまた、ＴＥＮ波（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏ−ｍａｇ−ｎｅｔｉｃ波）ライン、例えば同軸
ライン、トリプラーク（ｔｒｉｐｌａｑｕｅ）ラインま
たはマイクロストリップラインの給電からコンパクトな
円偏波によって導波管を励振するために必要な任意の導
波管放射エレメントにおいて使用され得る。
ｃｔｒｏ−ｍａｇ−ｎｅｔｉｃ波）ライン、例えば同軸
ライン、トリプラーク（ｔｒｉｐｌａｑｕｅ）ラインま
たはマイクロストリップラインの給電からコンパクトな
円偏波によって導波管を励振するために必要な任意の導
波管放射エレメントにおいて使用され得る。
ＴＥＭ波ラビライン導波管内部で円偏波を生成し得る公
知のシステムとしては、 −ＴＥＮラインー導波管遷移と偏波器とから構成される
システム、または 一導波管の底部で共振器を使用する小型システムがある
。前者において本発明装置と同等の性能を得るためには
システムが極度に大型化する（典型的には２つの波長を
上回る長さをもつ）。後者においては帯域幅及び偏波純
度の質が悪く通信周波数帯域の高純度の円偏波に使用で
きない。
知のシステムとしては、 −ＴＥＮラインー導波管遷移と偏波器とから構成される
システム、または 一導波管の底部で共振器を使用する小型システムがある
。前者において本発明装置と同等の性能を得るためには
システムが極度に大型化する（典型的には２つの波長を
上回る長さをもつ）。後者においては帯域幅及び偏波純
度の質が悪く通信周波数帯域の高純度の円偏波に使用で
きない。
Ｃ，Ｈ，Ｃｈｅｎ、＾、Ｔｕｌｉｎｔｓｅｆｆ及びＲ，
Ｍ、５ｏｒｂｅｌｌｏの論文、ｒＢｒｏａｄｂａｎｄ
ｊｕｄｏ−１ａｙｅｒ ｎ１ｃｒｏｓｔｒｉｐ ａｎｔ
ｅｎｎａ」、ＩＥＥＥ １９８４（Δ、Ｓ、Ｐ、８−１
ｒ＾ｎｔｅｎｎａ ｅｔ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｓｙ
＋ａｐｏｓｉｕｍ」、１９８４）は、自由放射型の広い
帯域をもつ二層印刷アンテナを開示している。かかるア
ンテナの特徴は、２つの共振周波数をもつことである６
等しい振幅及び直角位相をもつ直交する２つのモードに
よってかかるアンテナを励振すると円偏波機能が得られ
る。
Ｍ、５ｏｒｂｅｌｌｏの論文、ｒＢｒｏａｄｂａｎｄ
ｊｕｄｏ−１ａｙｅｒ ｎ１ｃｒｏｓｔｒｉｐ ａｎｔ
ｅｎｎａ」、ＩＥＥＥ １９８４（Δ、Ｓ、Ｐ、８−１
ｒ＾ｎｔｅｎｎａ ｅｔ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｓｙ
＋ａｐｏｓｉｕｍ」、１９８４）は、自由放射型の広い
帯域をもつ二層印刷アンテナを開示している。かかるア
ンテナの特徴は、２つの共振周波数をもつことである６
等しい振幅及び直角位相をもつ直交する２つのモードに
よってかかるアンテナを励振すると円偏波機能が得られ
る。
対照的に本発明の目的は、導波管内で右回り及び／また
は左回りの円偏波を生成することである。
は左回りの円偏波を生成することである。
このために本発明は、導波管が１つの閉鎖末端をもつ中
空直線状導波管であり、アンテナがハイブリッド結合器
を含む回路によって直角位相で給電される少なくと私２
つの同軸入力端子によって励振されるアンテナである場
合に平面アンテナによって円偏波導波管を励振する装置
を提供する。
空直線状導波管であり、アンテナがハイブリッド結合器
を含む回路によって直角位相で給電される少なくと私２
つの同軸入力端子によって励振されるアンテナである場
合に平面アンテナによって円偏波導波管を励振する装置
を提供する。
本発明装置の特徴は、該アンテナが導波管を対称軸に垂
直に閉鎖する絶縁基板の表面に配置された平坦な放射金
属パターンから構成されることである。
直に閉鎖する絶縁基板の表面に配置された平坦な放射金
属パターンから構成されることである。
かかる装置は広い周波数帯域に対する整合性がよくまた
該帯域における円偏波の純度が高い。
該帯域における円偏波の純度が高い。
本発明の好ましい実施態様によれば、導波管が対称軸を
もち、同軸入力端子は該対称軸に対して互いに９０６で
２つずつ配置されている。アンテナは導波管の対称軸に
関して対称に平坦基板の表面に配置された少なくとも１
つの金属ディスクを含む。
もち、同軸入力端子は該対称軸に対して互いに９０６で
２つずつ配置されている。アンテナは導波管の対称軸に
関して対称に平坦基板の表面に配置された少なくとも１
つの金属ディスクを含む。
かかる装置は公知システムの欠点を是正し得る。
即ち、
一小型化される。
一所与の整合値及び楕円率に対する周波数帯域が拡大さ
れる。
れる。
本発明装置は特に以下の特徴をもつ。
−極めて小型化されている０円偏波は波長を下回
゛る長さでＴＥＮ波ラビライン直接生成される。
゛る長さでＴＥＮ波ラビライン直接生成される。
−長手方向後部にアクセスをもつ、従って付加的同軸ケ
ーブルを要せずに、導波管の断面に平行な送信及び／ま
たは受信用のＴＥＮ波パワー分配器にアクセスを接続で
きる。また、この断面に直角位相のハイブリッド結合器
を配置できる。
ーブルを要せずに、導波管の断面に平行な送信及び／ま
たは受信用のＴＥＮ波パワー分配器にアクセスを接続で
きる。また、この断面に直角位相のハイブリッド結合器
を配置できる。
−偏波装置の寸法が問題になる（嵩張らないように小型
化することが望まれる〉ようなすべての円偏波アンテナ
に使用し得る。
化することが望まれる〉ようなすべての円偏波アンテナ
に使用し得る。
本発明の特徴及び利点は添付図面に示す非限定具体例に
基づく以下の記載より明らかにされるであろう。
基づく以下の記載より明らかにされるであろう。
第１図によれば、本発明装置は、例えばメツキまたは印
刷によって形成されるアンテナ１１によって円偏波励振
され、る単一共振器をもつ例えば円筒状の導波管１０か
ら成る。即ちアンテナは、絶縁基板にデポジットされた
平坦金属パターンから成る。
刷によって形成されるアンテナ１１によって円偏波励振
され、る単一共振器をもつ例えば円筒状の導波管１０か
ら成る。即ちアンテナは、絶縁基板にデポジットされた
平坦金属パターンから成る。
所望性能に従ってアンテナの形状を変更し得る（典型的
には導波管の形状次第で方形または円形である）、この
具体例においては導波管の底部１２がディスク形アンテ
ナのアース面として機能する。アンテナは導波管の中心
に関して互いに９０°を成すように配置された整合する
２つの同軸入力端子１３゜１４から給電される。これら
の２つの入力端子は誘電体１８によって互いから絶縁さ
れている。
には導波管の形状次第で方形または円形である）、この
具体例においては導波管の底部１２がディスク形アンテ
ナのアース面として機能する。アンテナは導波管の中心
に関して互いに９０°を成すように配置された整合する
２つの同軸入力端子１３゜１４から給電される。これら
の２つの入力端子は誘電体１８によって互いから絶縁さ
れている。
同軸入力端子の各々は、９０°ハイブリッド結合器１５
から直角位相を受信する。この結合器は例えば分岐型ハ
イブリッド結合器でもよい。このハイブリッド結合器１
５のアクセス１６は、右回りの円偏波を生成する。別の
アクセス１７は左回りの円偏波を生成する。このハイブ
リッド結合器１５はゾンデ間の結合を補償し、各偏波内
に最小楕円率をもつ場を生成するように振幅不平衡であ
る。
から直角位相を受信する。この結合器は例えば分岐型ハ
イブリッド結合器でもよい。このハイブリッド結合器１
５のアクセス１６は、右回りの円偏波を生成する。別の
アクセス１７は左回りの円偏波を生成する。このハイブ
リッド結合器１５はゾンデ間の結合を補償し、各偏波内
に最小楕円率をもつ場を生成するように振幅不平衡であ
る。
第３図に示す第１の変形具体例によれば、例えば印刷ま
たはめっきによって形成されたアンテナは複式共振器１
１．２０から成る。これにより装置の通過帯域を拡大し
得る。この複式共振器の２つの部分１１及び２０はここ
では一例として２つの同心金属ディスクの形状であり、
誘電体２１によって隔離されている。
たはめっきによって形成されたアンテナは複式共振器１
１．２０から成る。これにより装置の通過帯域を拡大し
得る。この複式共振器の２つの部分１１及び２０はここ
では一例として２つの同心金属ディスクの形状であり、
誘電体２１によって隔離されている。
第４図及び第５図に示す第２の変形具体例においては、
例えばめっきまたは印刷によって形成されたアンテナ１
１（複式共振器または単式共振器）は４つの同軸入力端
子２２，２３，２４．２５から給電される。
例えばめっきまたは印刷によって形成されたアンテナ１
１（複式共振器または単式共振器）は４つの同軸入力端
子２２，２３，２４．２５から給電される。
これらの入力端子は、ハイブリッド結合器と２つのラッ
トレース即ちハイブリッド回路がち構成されるかまたは
ハイブリッド結合器と２つの整合ｒ’ｌ’Ｊとから構成
される装置２６によって直角位相（ｏ。
トレース即ちハイブリッド回路がち構成されるかまたは
ハイブリッド結合器と２つの整合ｒ’ｌ’Ｊとから構成
される装置２６によって直角位相（ｏ。
±９０″±１８０”±２７０°）の波を受信する。各ハ
イブリッド結合器と各ラットレースまたは「Ｔ」は平衡
しており（３ｄＢ結合器）、従って導波管内部で純粋な
円偏波が生じる。
イブリッド結合器と各ラットレースまたは「Ｔ」は平衡
しており（３ｄＢ結合器）、従って導波管内部で純粋な
円偏波が生じる。
ハイブリッド結合器は円偏波に必要な直角位相を生成す
る。対称化装置を構成するラットレースまたはｒ ’ｌ
’ 」は、別の型のバランスユニットまたは平衡システ
ムで代替されてもよい。
る。対称化装置を構成するラットレースまたはｒ ’ｌ
’ 」は、別の型のバランスユニットまたは平衡システ
ムで代替されてもよい。
第３図に示す本発明装置は以下の寸法で使用され得る。
一各同軸入力端子１３．１４と円形共振器１１の中心と
の間の間隔：約２０．５ｍｍ、 一誘電体１８の厚み：約３１１ＩＩｌｌ、−共振器１１
の厚み：約０．５ｍｏ＋、−誘電体２１の厚み：約７ｍ
ｌｌ１、 −共振器２０の厚み：約０ 、５ｍｍ、−円形共振器１
１の直径：約４１ｍｍ、−円形共振器２０の直径：約２
８ｍｍ、−円筒状導波管の直径：約５２ｍｍ 。
の間の間隔：約２０．５ｍｍ、 一誘電体１８の厚み：約３１１ＩＩｌｌ、−共振器１１
の厚み：約０．５ｍｏ＋、−誘電体２１の厚み：約７ｍ
ｌｌ１、 −共振器２０の厚み：約０ 、５ｍｍ、−円形共振器１
１の直径：約４１ｍｍ、−円形共振器２０の直径：約２
８ｍｍ、−円筒状導波管の直径：約５２ｍｍ 。
これにより以下の性能値が得られる。
−周波数帯酸二１５％（例えば３７００ＭＨｚ〜４２０
０ＭＨｚ）、−この帯域内の整合性Ｔ、０．Ｓ、＜ １
．２０、−楕円率＜０．６ｄＢ。
０ＭＨｚ）、−この帯域内の整合性Ｔ、０．Ｓ、＜ １
．２０、−楕円率＜０．６ｄＢ。
上記では本発明を好適具体例に基づいて非限定的に説明
した。勿論本発明の範囲内で記載の構成素子を等価の素
子で代替し得ることが理解されよう。
した。勿論本発明の範囲内で記載の構成素子を等価の素
子で代替し得ることが理解されよう。
例えば、本発明装置は１つの共振器（第１図及び第２図
）、２つの共振器（第３図）に限らず、３つ以上の共振
器を有し得る。
）、２つの共振器（第３図）に限らず、３つ以上の共振
器を有し得る。
またこれらの共振器が必ずしも円形でなくてもよい０円
形、方形、十字形、星形、六角形のごとき任意の形状で
よく、また非対称の溝または凹凸を有していてもよい、
また、（非金属表面の場合には）輪郭の内側に設けられ
た任意の形状の凹部を有していてもよい。
形、方形、十字形、星形、六角形のごとき任意の形状で
よく、また非対称の溝または凹凸を有していてもよい、
また、（非金属表面の場合には）輪郭の内側に設けられ
た任意の形状の凹部を有していてもよい。
これらの共振器（１１，２０）の誘電性支持層（１８，
２１）の一部または全部が当業者に公知の任意の材料（
導電性または絶縁性）から成る別のタイプの支持体（ス
ペーサ、小円柱）によって代替されてもよい。
２１）の一部または全部が当業者に公知の任意の材料（
導電性または絶縁性）から成る別のタイプの支持体（ス
ペーサ、小円柱）によって代替されてもよい。
また、導波管の壁と電気的に接触または非接触の金属部
材がこれらの共振器の平面内または平面外に延設されて
いてもよい。
材がこれらの共振器の平面内または平面外に延設されて
いてもよい。
従って使用される導波管は円形、方形、六角形、多角形
、楕円形等のいずれの形状でもよい。また、長手方向、
斜め方向または横断方向の隆起または溝のごとき凹凸部
を有していてもよくあるいは突起、絞り、スリットのご
とき局部的凹凸部を有していてもよい。また、全体的ま
たは局部的に末広形または先細形に形成されていてもよ
く、あるいは例えば所定の法則に従ってその双方を含ん
でもよい。
、楕円形等のいずれの形状でもよい。また、長手方向、
斜め方向または横断方向の隆起または溝のごとき凹凸部
を有していてもよくあるいは突起、絞り、スリットのご
とき局部的凹凸部を有していてもよい。また、全体的ま
たは局部的に末広形または先細形に形成されていてもよ
く、あるいは例えば所定の法則に従ってその双方を含ん
でもよい。
励振システムを導波管の内部に配置することも勿論可能
である。
である。
本発明装置は、第一共振器（１１）及びその他の共振器
（２０，、、、）に接続され得る２つまたは４つまたは
より多い数のアクセスから給電され得る。
（２０，、、、）に接続され得る２つまたは４つまたは
より多い数のアクセスから給電され得る。
第１図は第２図の矢印Ｉの方向の本発明装置の端面図、
第２図は本発明装置の長手方向断面図、第３図は本発明
装置の第１の変形具体例の長手方向断面図、第４図は本
発明装置の第２の変形具体例の第５図の矢印■の方向の
端面図、第５図は第４図の具体例の長手方向断面図であ
る。 １０・・・・・・導波管、１１．２０・・・・・・共振
器、１２・・・・・・端面、１３．１４，２２，２３，
２４．２５・・・・・・入力端子、１５・・・・・・ハ
イブリッド結合器、１８．２１・・・・・・誘電体。 手続補正臼 １．事件の表示 昭和６３年特許願第２７９１７２号
２、発明の名称 平面アンテナによる円偏波導波管の
励振装置３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 アルカチル・ニスパース ５、補正命令の日付 自 発 明ａｍ中、特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 ２、特許請求の範囲 （１） １つの閉鎖末端をもつ直線状中空導波管の形態
の導波管と、ハイブリッド結合器を含む回路から直角位
相で給電される少なくとも２つの同軸入力端子によって
励振される平面アンテナの形態のアンテナとを含む円偏
波導波管の励振装置であって、前記アンテナが導波管を
対称軸に垂直に閉鎖する絶縁基板の表面に設けられた平
坦な放射金属パターンから構成されることを特徴とする
励振装置。 （２） アンテナが、重層する複数の共振器から形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 （３） アンテナが印刷されたアンテナであることを特
徴とする請求項１または２に記載の装置。 （４） アンテナがめつきされたアンテナであることを
特徴とする請求項１または２に記載の装置。 （５） 導波管が対称軸をもつことを特徴とする請求項
１から４のいずれか一項に記載の装置。 （６）同軸入力端子が導波管の対称軸に対して互いに９
０°で２つずつ配置されていることを特徴とする請求項
５に記載の装置。 （７）アンテナが、導波管の対称軸に対して対称に平坦
基板の表面に配置された少なくとも１つの金属ディスク
から成ることを特徴とする請求項５または６に記載の装
置。 （８）導波管が円形導波管であることを特徴とする請求
項７に記載の装置。 （９） 同軸入力端子の給電回路が少なくとも１つの対
称化装置を含むことを特徴とする請求項５から８のいず
れか一項に記載の装置。
第２図は本発明装置の長手方向断面図、第３図は本発明
装置の第１の変形具体例の長手方向断面図、第４図は本
発明装置の第２の変形具体例の第５図の矢印■の方向の
端面図、第５図は第４図の具体例の長手方向断面図であ
る。 １０・・・・・・導波管、１１．２０・・・・・・共振
器、１２・・・・・・端面、１３．１４，２２，２３，
２４．２５・・・・・・入力端子、１５・・・・・・ハ
イブリッド結合器、１８．２１・・・・・・誘電体。 手続補正臼 １．事件の表示 昭和６３年特許願第２７９１７２号
２、発明の名称 平面アンテナによる円偏波導波管の
励振装置３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 アルカチル・ニスパース ５、補正命令の日付 自 発 明ａｍ中、特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 ２、特許請求の範囲 （１） １つの閉鎖末端をもつ直線状中空導波管の形態
の導波管と、ハイブリッド結合器を含む回路から直角位
相で給電される少なくとも２つの同軸入力端子によって
励振される平面アンテナの形態のアンテナとを含む円偏
波導波管の励振装置であって、前記アンテナが導波管を
対称軸に垂直に閉鎖する絶縁基板の表面に設けられた平
坦な放射金属パターンから構成されることを特徴とする
励振装置。 （２） アンテナが、重層する複数の共振器から形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 （３） アンテナが印刷されたアンテナであることを特
徴とする請求項１または２に記載の装置。 （４） アンテナがめつきされたアンテナであることを
特徴とする請求項１または２に記載の装置。 （５） 導波管が対称軸をもつことを特徴とする請求項
１から４のいずれか一項に記載の装置。 （６）同軸入力端子が導波管の対称軸に対して互いに９
０°で２つずつ配置されていることを特徴とする請求項
５に記載の装置。 （７）アンテナが、導波管の対称軸に対して対称に平坦
基板の表面に配置された少なくとも１つの金属ディスク
から成ることを特徴とする請求項５または６に記載の装
置。 （８）導波管が円形導波管であることを特徴とする請求
項７に記載の装置。 （９） 同軸入力端子の給電回路が少なくとも１つの対
称化装置を含むことを特徴とする請求項５から８のいず
れか一項に記載の装置。
Claims (9)
- （１）１つの閉鎖末端をもつ直線状中空導波管の形態の
導波管と、ハイブリッド結合器を含む回路から直角位相
で給電される少なくとも２つの同軸入力端子によって励
振される平面アンテナの形態のアンテナとを含む円偏波
導波管の励振装置であって、前記アンテナが導波管を対
称軸に垂直に閉鎖する絶縁基板の表面に設けられた平坦
な放射金属パターンから構成されることを特徴とする励
振装置。 - （２）アンテナが、重層する複数の共振器から形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - （３）アンテナが印刷されたアンテナであることを特徴
とする請求項１または２に記載の装置。 - （４）アンテナがめっきされたアンテナであることを特
徴とする請求項１または２に記載の装置。 - （５）導波管が対称軸をもつことを特徴とする請求項１
から４のいずれか一項に記載の装置。 - （６）同軸入力端子が導波管の対称軸に対して互いに９
０°で２つずつ配置されていることを特徴とする請求項
５に記載の装置。 - （７）アンテナが、導波管の対称軸に対して対称に平坦
基板の表面に配置された少なくとも２つの金属ディスク
から成ることを特徴とする請求項５または６に記載の装
置。 - （８）導波管が円形導波管であることを特徴とする請求
項７に記載の装置。 - （９）同軸入力端子の給電回路が少なくとも１つの対称
化装置を含むことを特徴とする請求項５から８のいずれ
か一項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8715359 | 1987-11-05 | ||
| FR8715359A FR2623020B1 (fr) | 1987-11-05 | 1987-11-05 | Dispositif d'excitation d'un guide d'onde en polarisation circulaire par une antenne plane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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