JPH02121504A

JPH02121504A - 平面アンテナ

Info

Publication number: JPH02121504A
Application number: JP27535888A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Morioka; 勝彦森岡; Yuji Higuchi; 裕二樋口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-09

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は平面アンテナに係り、特に主ローブの指向方向
の制御技術に関する。

（従来の技術）周知のように、平面アンテナは、・平坦な基板面に複数
のアンテナ素子を適宜間隔で配設し、主ローブの指向方
向が特定の方向に形成されるようにしたものである。こ
の平面アンテナは、近年、衛星放送の受信アンテナとし
て注目されその可能性が種々の方面から検討されている
。

なお、平面アンテナには、主ローブの指向方向が板面の
法線方向にある非ビームチルト型と、法線方向から適宜
角度傾斜した方向にある固定ビームチルト型とがある。

（発明が解決しようとする課題）ところで、平面アンテナは、その薄さ故に注目されるの
であるが、衛星放送を受信するにはアンテナ自体を電波
の到来方向へ向ける必要があるので、建築物の壁面に直
接取り付けて平面アンテナ本来の特徴である薄さを生か
すことができない。

そこで、移相器を用いることが考えられる。

しかし、主ローブを任意の方向へ指向させるには、例え
ば仰角方向と方位角方向のように、少なくとも２方向の
方向調整が必要であり、実現困難である。

なお、前述したように、平面アンテナで衛星放送を受信
するには方向調整が必要であるが、これは■テレビの画
面を視認しながら、あるいは■受信レベル計を用いる、
等によって行うことができる。しかし、■の方法では、
アンテナとテレビの設置場所が通常前れているので、例
えばテレビの移動等を要し面倒ないしは困難である。ま
た、■の方法では専門業者のみがなし得ることとなり、
問題である。

本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、その
目的は、簡単な構成の付加によって主ローブの指向方向
制御および方向調整作業の容易化が図れる平面アンテナ
を提供することにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明の平面アンテナは次
の如き構成を有する。

即ち、第１発明の平面アンテナは、基板面に複数のアン
テナ素子を配設してなり、主ローブの指向方向が板面の
法線方向から適宜角度傾斜した方向となるように予め設
定された固定ビームチルト型の平面アンテナにおいて；
　前記基板をその板面に平行な平面内で回転させる回転
機構を設けたことを特徴とするものである。

また、第２発明の平面アンテナは、基板面に複数のアン
テナ素子を配設してなる平面アンテナであって、主ロー
ブの指向方向が板面の法線方向から適宜角度傾斜した方
向となるように予め設定された固定ビームチルト型の平
面アンテナ、または、主ローブの指向方向が板面の法線
方向となるように予め設定された非ビームチルト型の平
面アンテナにおいて；　前記基板をその板面に平行な平
面内で回転させる回転＊ｍと；　所定数のアンテナ素子
ごとにその励振位相を可変設定できる可変移相設定機構
と；　を設けたことを特徴とするものである。

さらに、第３発明の平面アンテナは、前記第１発明また
は第２発明の平面アンテナにおいて；主ローブの指向方
向または受信電界強度値を表示する指示器を設けたこと
を特徴とするものである。

（作　用）次に、前記の如く構成される本発明の平面アンテナの作
用を説明する。

第１発明の平面アンテナは、その基板が外部からの操作
によってその板面に平行な平面内で回転可能になってい
る。従って、固定ビームチルトの角度が例えば仰角と方
位角に振り分けられることとなり、不完全ながら２方向
の自由度を持つことになる。

第２発明の平面アンテナは、回転機構に加え、外部操作
によって所定数のアンテナ素子ごとにその励振位相を可
変設定できる可変移相設定機構を備える。従って、平面
アンテナは、固定ビームチルト型であるか非ビームチル
ト型であるかを問わず、２方向の自由度を持つことにな
る。

斯くして、第１発明および第２発明の平面アンテナは、
建築物の壁面に直接取り付けた状態で主ローブの指向方
向を簡単に制御できることとなり、平面アンテナの特徴
たる「薄さ」を生かすことができる。また、平面アンテ
ナは、略直立させて使用できるので、積雪の弊害を除去
できる。

第３発明の平面アンテナは、主ローブの指向方向または
受信電界強度値を視認できる。従って、送信アンテナで
あるか受信アンテナであるかを問わず、方向調整作業の
容易化が図れる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る平面アンテナの外観を
示す、第１図において、１はケースであり、このケース
１には平面アンテナ２がその平面内で回転可能に収納さ
れている。即ち、平面アンテナ２は、基板たる円板８の
表面に矩形パッチや円形パッチ等の複数のアンテナ素子
を配設してなる固定ビームチルト型のものからなるが、
円板８はその中心点３で回転可能に軸支され、その背面
にはリング状の連動ギヤが形成されている。また、ケー
ス１の側面にはつ才み４が配設される。このつまみ４の
主軸５は円板８の背面側にあってその先端が中心点３ま
で延在し、その途中にギヤ６が固定され、このギヤ６が
前記連動ギヤ７と噛合するようになっている。

その結果、つまみ４を回転操作すると、円板８が中心点
３を中心にその板面に平行な平面内で回転することにな
る。斯くして、平面アンテナ２の固定ビームチルトの角
度が例えば仰角と１位角とに振り分けられることになり
、不完全ながら２方向の自由度を持つことになる。

以上が回転機構の説明であるが、次に第２図を参照して
可変移相設定機構を説明する。第２図（ａ）に示すよう
に、円板８の表面には所定数のアンテナ素子１０を給電
線１１で直列に接続してなる素子列が複数列並設され、
各素子列は一端に給電点１２が、他端に終端抵抗１５が
それぞれ設けられる。そして、各給電点は可相移相器１
３を介して主給電点１４に接続される。

第２図（ａ）に示す平面アンテナは、固定ビームチルト
型または非ビームチルト型のものであるが、可変移相器
１３は所定数のアンテナ素子ごとにその励振位相を可変
設定するものであることが示されている。その設定は、
例えばつまみの操作等の外部操作によって行う、この種
の移相器の構成は良く知られているので、その説明を割
愛するが、外部操作タイプの可変移相器１３、即ち可変
移相設定機構は簡単に構成できるもので、これによりア
ンテナ装置の構成が複雑化することはない。

動作の説明は送信アンテナを例にした方が便利である。

主給電点１４に高周波信号を印加すると、可変移相器１
３によって位相の異なった高周波信号がそれぞれの給電
点１２に印加され、各素子列に素子列ごとに位相の異な
った高周波信号が供給される。

平面アンテナの主ローブの指向方向は、各アンテナ素子
の輻射電波の位相合成によって特定されるが、第２図（
ｂ）に示すように、可変移相器１３によって隣接す奎素
子列間の位相差を変化させると、アンテナ素子１０から
の電波輻射方向をＹ軸とＺ軸を含む平面内で例えばＺ軸
から角１６宛傾斜した方向１７とすることができ、また
同じくＺ軸から適宜角度傾斜した方向１８とすることが
できる。即ち、主ローブの指向方向を外部操作によって
Ｙ軸とＺ軸を含む平面内で任意に変更設定でき、前記回
転機構と併用することによって２方向の自由度を持った
平面アンテナを実現できる。

次に、方向調整作業の容易化を図る方策について説明す
る０本発明の平面アンテナは、第１図に示すように、指
示器９を備え、この指示器９の表示の視認によって方向
調整を行うのであるが、これには概ね２つの方策が考え
られる。主ローブの指向方向または受信電界強度値を電
気的に検出して指示器９に表示する方式と、機械的に検
出して指示器９に表示する方式である。

第１の方式は、具体的には、例えば第３図に示すように
構成できる。第３図は受信アンテナへの適用例であり、
低雑音増幅器１９を電力増幅器とすれば送信アンテナで
の構成となる。

第３図において、アンテナの受信信号は、主給電点１４
で集められ、低雑音増幅器１９で適宜レベルまで増幅さ
れた後に、分配器２０でアンテナ出力端子２２と増幅器
２１とへ分配される。増幅器２１の出力は前記指示器９
へ与えられる。指示器９は、例えば検波回路と直流電圧
計とで構成され、入力信号を検波し受信信号の強度値を
指針の振れで以て表示する。

斯くして、平面アンテナに備える指示器９の指針の振れ
を視認することによって方向調整が行えることとなり、
アンテナとテレビの設置場所が離れていても容易に調整
が行える。しかも、特別の測定器は不要であるから、一
般家庭で容易に行うことができる。

第２の方式は、例えば次の通りである。即ち、２方向の
自由度を有する平面アンテナは、２方向の自由度を有す
るがために、その主ローブの方向がどちらを向いている
のかを知ることは困難である。しかし、平面アンテナ２
の回転角と可変移相器１３の移相量は機械的な変位とし
て取り出すことが可能である。そこで、これらの変位量
の合計を機械的に指示器９に表示するのである。

例えば、平面アンテナ２に螺施状の目盛を設け、可変移
相器１３のつまみに針を取り付けることにより、目盛と
針との交点から変位量の合計を求め、それを表示する。

また、平面アンテナを設置する場合には、電波の到来方
向が決まっているので、その設置する場所に応じて必要
となる仰角と方位角とを知ることができる。従ってこの
仰角と方位角との値から、平面アンテナに要求されるビ
ームチルト角、つまり、先述の変位量の合計が一意に決
定される。

よって、同様にその変位量を表示することによって、設
置が容易となる。

（発明の効果）以上説明したように、第１発明および第２発明の平面ア
ンテナによれば、主ローブの指向方向を簡単に制御でき
るようにしたので、建築物の壁面に直接取り付けた状態
で使用できることとなり、平面アンテナの特徴たる「薄
さ」を生かすことができる。また、平面アンテナは、略
直立させて使用できるので、積雪の弊害を除去できる効
果がある。

第３発明の平面アンテナは、主ローブの指向方向または
受信電界強度値を視認できる。従って、送信アンテナで
あるか受信アンテナであるかを問わず、方向調整作業の
容易化が図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る平面アンテナの外観概
熟図、第２図は可変移相設定機構の説明図、第３図は受
信アンテナへの適用例を示す電気的構成の一部ブロック
図である。１・・・・・・ケース、　２・・・・・・平面アンテナ
、３・・・・・・中心点、　４・・・・・・つまみ、　
５・・・・・・主軸、６・・・・・・ギヤ、　７・・・
・・・連動ギヤ、　８・・・・・・円板、９・・・・・
・指示器、　１０・・・・・・アンテナ素子、１１・・
・・・・給電線、　１２・・・・・・給電点、　１３・
・・・・・可変移相器、　１４・・・・・・主給電点、
　１５・・・・・・終端抵抗、　１７．１８・・・・・
・輻射方向。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板面に複数のアンテナ素子を配設してなり、主
ローブの指向方向が板面の法線方向から適宜角度傾斜し
た方向となるように予め設定された固定ビームチルト型
の平面アンテナにおいて；前記基板をその板面に平行な
平面内で回転させる回転機構を設けたことを特徴とする
平面アンテナ。
（２）基板面に複数のアンテナ素子を配設してなる平面
アンテナであって、主ローブの指向方向が板面の法線方
向から適宜角度傾斜した方向となるように予め設定され
た固定ビームチルト型の平面アンテナ、または、主ロー
ブの指向方向が板面の法線方向となるように予め設定さ
れた非ビームチルト型の平面アンテナにおいて；前記基
板をその板面に平行な平面内で回転させる回転機構と；
所定数のアンテナ素子ごとにその励振位相を可変設定で
きる可変移相設定機構と；を設けたことを特徴とする平
面アンテナ。
（３）請求項（１）または同（２）に記載の平面アンテ
ナにおいて；主ローブの指向方向または受信電界強度値
を表示する指示器を設けたことを特徴とする平面アンテ
ナ。