JPH04271605A - ２つの偏波で動作する放射素子のための給電装置 - Google Patents
２つの偏波で動作する放射素子のための給電装置Info
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- JPH04271605A JPH04271605A JP3271250A JP27125091A JPH04271605A JP H04271605 A JPH04271605 A JP H04271605A JP 3271250 A JP3271250 A JP 3271250A JP 27125091 A JP27125091 A JP 27125091A JP H04271605 A JPH04271605 A JP H04271605A
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- 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
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- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
- H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
-
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つの偏波で動作する
放射素子、例えば導波管型又はプリント回路アンテナ型
の素子、のための給電装置に関する。
放射素子、例えば導波管型又はプリント回路アンテナ型
の素子、のための給電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通信の分野においては、かかるプリント
回路アンテナ（パッチアンテナ、ダイポールアンテナ、
リングスロットアンテナ等）の使用が増大してきている
。
回路アンテナ（パッチアンテナ、ダイポールアンテナ、
リングスロットアンテナ等）の使用が増大してきている
。
【０００３】目的とする用途（固定位置通信、海上又は
航空通信、放送、位置検出、中継等）に応じて放射素子
の型及び伝送線の型の両方の選択を行うことは、無線周
波数（ＲＦ）での使用の適切性、技術的分解能の程度、
要求されるインタフェース、接続の型、電力定格、コス
ト、及び寸法及び容積等、といった多数のパラメータを
含んだ妥協をする結果となる。
航空通信、放送、位置検出、中継等）に応じて放射素子
の型及び伝送線の型の両方の選択を行うことは、無線周
波数（ＲＦ）での使用の適切性、技術的分解能の程度、
要求されるインタフェース、接続の型、電力定格、コス
ト、及び寸法及び容積等、といった多数のパラメータを
含んだ妥協をする結果となる。
【０００４】これら全てのパラメータを統合しかつアク
ティブアンテナを発展させることにより、今日考えられ
る用途の大部分に極めて重要でしかも経済的な解決策で
あるプリント回路アンテナを提供することが可能である
。
ティブアンテナを発展させることにより、今日考えられ
る用途の大部分に極めて重要でしかも経済的な解決策で
あるプリント回路アンテナを提供することが可能である
。
【０００５】これは、Ｌバンド（１．５〜１．６ＧＨｚ
）、Ｓバンド（２ＧＨｚ）、及びＣバンド（４〜６ＧＨ
ｚ）で動作する用途においては通常的に行われている技
術であり、現在ではＫＵバンドであるＫバンド（１２．
４〜１８ＧＨｚ）の用途においてもますます行われるよ
うになっている。しかしながら周波数の上昇は、損失の
極めて多大な増加、放射素子の小型化、及び接続及び実
施における難かしさ、といった困難な問題を生じるが故
に多大な技術的努力を払ってのみ達成することができる
。
）、Ｓバンド（２ＧＨｚ）、及びＣバンド（４〜６ＧＨ
ｚ）で動作する用途においては通常的に行われている技
術であり、現在ではＫＵバンドであるＫバンド（１２．
４〜１８ＧＨｚ）の用途においてもますます行われるよ
うになっている。しかしながら周波数の上昇は、損失の
極めて多大な増加、放射素子の小型化、及び接続及び実
施における難かしさ、といった困難な問題を生じるが故
に多大な技術的努力を払ってのみ達成することができる
。
【０００６】多くの用途では、周波数当たりにただ１つ
の偏波（直線又は円）が要求される。この場合、交差す
る偏波仕様とすることは、一般に、それ程難しいことで
はない。これは、Ｌバンドの用途（航空及び海上）、Ｓ
バンドの用途（中継）、Ｌ及びＳバンドの用途（位置検
出）の場合である。この種の用途においては、内蔵する
放射素子に応じて種々の給電が考えられ得る。
の偏波（直線又は円）が要求される。この場合、交差す
る偏波仕様とすることは、一般に、それ程難しいことで
はない。これは、Ｌバンドの用途（航空及び海上）、Ｓ
バンドの用途（中継）、Ｌ及びＳバンドの用途（位置検
出）の場合である。この種の用途においては、内蔵する
放射素子に応じて種々の給電が考えられ得る。
【０００７】プリント回路アンテナに最も一般に使用さ
れる励起モードは、同軸線からの給電、マイクロストリ
ップ伝送線の平面における給電、及びマイクロストリッ
プ又はストリップ線伝送線からの電磁結合による給電、
である。
れる励起モードは、同軸線からの給電、マイクロストリ
ップ伝送線の平面における給電、及びマイクロストリッ
プ又はストリップ線伝送線からの電磁結合による給電、
である。
【０００８】これらのうちの最初の２つのアプローチは
、共に先験的に実施容易でありかつマイクロストリップ
伝送線によって近似され得る、放射素子自体の伝搬特性
と類似の伝搬特性を示す範囲では、記述も研究も広くな
されている。
、共に先験的に実施容易でありかつマイクロストリップ
伝送線によって近似され得る、放射素子自体の伝搬特性
と類似の伝搬特性を示す範囲では、記述も研究も広くな
されている。
【０００９】３番目のカテゴリーに属する解決策は、主
伝送線から放射素子を減結合させることにより給電技術
において１歩先んじている。即ち、パラメータ数が増加
すると、アセンブリの通過帯域性能に関してより優れた
制御を行うことができる。
伝送線から放射素子を減結合させることにより給電技術
において１歩先んじている。即ち、パラメータ数が増加
すると、アセンブリの通過帯域性能に関してより優れた
制御を行うことができる。
【００１０】プリント回路アンテナは、従って、直交同
軸線によって給電することができる。基本構成は、同軸
ケーブルの中央導体を、そのインピーダンスが同軸ケー
ブルのインピーダンスに対応しているパッチの下方の点
に接続することからなる。この技術は、実際には、導体
の直径がゼロでないことに起因するプローブ効果により
、広帯域の用途において不十分なことが多い（≧１％）
。かかる遷移部の性能を高めるために、最近ではプロー
ブの自己インダクタンスを補償する装置が開発されてい
る。即ち、同軸導体の外側シースによって実現される容
量スカートを通して給電する、及びパッチの上又は下に
ある容量ペレットを通して給電する、装置である。
軸線によって給電することができる。基本構成は、同軸
ケーブルの中央導体を、そのインピーダンスが同軸ケー
ブルのインピーダンスに対応しているパッチの下方の点
に接続することからなる。この技術は、実際には、導体
の直径がゼロでないことに起因するプローブ効果により
、広帯域の用途において不十分なことが多い（≧１％）
。かかる遷移部の性能を高めるために、最近ではプロー
ブの自己インダクタンスを補償する装置が開発されてい
る。即ち、同軸導体の外側シースによって実現される容
量スカートを通して給電する、及びパッチの上又は下に
ある容量ペレットを通して給電する、装置である。
【００１１】これら装置は広く知られており、例えば、
幾つかの種類のマイクロストリップアンテナ、それらの
用途、及びそれらの性能を記載している論文「コンフォ
ーマルマイクロストリップアンテナ（Ｃｏｎｆｏｒｍａ
ｌ ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａｓ）」、ロ
バート イー・マンソン（Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ．Ｍｕ
ｎｓｏｎ）、（マイクロ波ジャーナル（Ｍｉｃｒｏｗａ
ｖｅ Ｊｏｕｒｎａｌ）、１９８８年３月）に記載さ
れている。
幾つかの種類のマイクロストリップアンテナ、それらの
用途、及びそれらの性能を記載している論文「コンフォ
ーマルマイクロストリップアンテナ（Ｃｏｎｆｏｒｍａ
ｌ ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａｓ）」、ロ
バート イー・マンソン（Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ．Ｍｕ
ｎｓｏｎ）、（マイクロ波ジャーナル（Ｍｉｃｒｏｗａ
ｖｅ Ｊｏｕｒｎａｌ）、１９８８年３月）に記載さ
れている。
【００１２】プリント回路アンテナ（パッチ又はダイポ
ール）も、マイクロストリップ伝送線によって給電する
ことができる。この給電の種々の型も広く知られている
。この給電モードは広範囲で使用されており、パッチ自
体をプリントする以外にはいかなる特別な工程も必要と
しない。その結果、放射素子に給電すると共に分配素子
を同じ表面内で実現することができる。
ール）も、マイクロストリップ伝送線によって給電する
ことができる。この給電の種々の型も広く知られている
。この給電モードは広範囲で使用されており、パッチ自
体をプリントする以外にはいかなる特別な工程も必要と
しない。その結果、放射素子に給電すると共に分配素子
を同じ表面内で実現することができる。
【００１３】最後に、プリント回路アンテナは、電磁結
合技術によって給電することもできる。この給電モード
によって、導電体間に何らの接触又は機械的接続もなし
にＲＦエネルギを主伝送線から伝達することができる。 さらに、パラメータを導入することにより、アンテナの
整合キャパシタンスをよりうまく制御することができる
。ダイポール又はパッチ型のアンテナにマイクロストリ
ップ伝送線から給電することができる。さらに放射素子
にストリップ線伝送線から給電することもできる。この
ことは、開放伝送線であるマイクロストリップの電気的
状態と比較して、利点のある特性を賦与し得る。
合技術によって給電することもできる。この給電モード
によって、導電体間に何らの接触又は機械的接続もなし
にＲＦエネルギを主伝送線から伝達することができる。 さらに、パラメータを導入することにより、アンテナの
整合キャパシタンスをよりうまく制御することができる
。ダイポール又はパッチ型のアンテナにマイクロストリ
ップ伝送線から給電することができる。さらに放射素子
にストリップ線伝送線から給電することもできる。この
ことは、開放伝送線であるマイクロストリップの電気的
状態と比較して、利点のある特性を賦与し得る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれら全
ての広く知られている技術は、２つの偏波の使用を必要
とする用途では実施が困難となっている。実際に、この
種の用途においては、問題が悪化している。基本的な放
射素子は、単独ではなくサブアレーを形成することが非
常に多く、全般的な問題として、直交する２つの偏波を
放射素子に給電すること、及び偏波の純粋性、通過帯域
、効率、放射品質等を許容できるコスト及び技術に適合
するという目的を達成し得るモジュールを実現するよう
に、アレーの物理的メッシュサイズ内でビーム形成網（
ＢＦＮ）回路を集積化すること、がある。
ての広く知られている技術は、２つの偏波の使用を必要
とする用途では実施が困難となっている。実際に、この
種の用途においては、問題が悪化している。基本的な放
射素子は、単独ではなくサブアレーを形成することが非
常に多く、全般的な問題として、直交する２つの偏波を
放射素子に給電すること、及び偏波の純粋性、通過帯域
、効率、放射品質等を許容できるコスト及び技術に適合
するという目的を達成し得るモジュールを実現するよう
に、アレーの物理的メッシュサイズ内でビーム形成網（
ＢＦＮ）回路を集積化すること、がある。
【００１５】直交する２つの同軸プローブを使用する種
類の解決策では、放射素子に給電するための及び各ＢＦ
Ｎ回路にアクセスするためのアーキテクチャが複雑とな
る。構成を別にして、少なくとも１つの単一段の同軸／
ストリップ線遷移部が、２段遷移部と同様に必要とされ
、これは単一偏波に関する技術をより複雑化し、さらに
は固有性能も乏しくする。２つの同軸プローブ間の結合
はこの型の励起において典型的には２０ｄＢであり、こ
れは、交差偏波に関する再放射の問題を特殊なサブアレ
ー（例えば順次回転）を導入するというごまかしによっ
て解決することを含んでいる。
類の解決策では、放射素子に給電するための及び各ＢＦ
Ｎ回路にアクセスするためのアーキテクチャが複雑とな
る。構成を別にして、少なくとも１つの単一段の同軸／
ストリップ線遷移部が、２段遷移部と同様に必要とされ
、これは単一偏波に関する技術をより複雑化し、さらに
は固有性能も乏しくする。２つの同軸プローブ間の結合
はこの型の励起において典型的には２０ｄＢであり、こ
れは、交差偏波に関する再放射の問題を特殊なサブアレ
ー（例えば順次回転）を導入するというごまかしによっ
て解決することを含んでいる。
【００１６】いかなる場合も、寄生現象のために開発は
容易ではない。さらに上述の解決策は多大な工学技術及
び技術的努力を必要とする。
容易ではない。さらに上述の解決策は多大な工学技術及
び技術的努力を必要とする。
【００１７】本発明の目的は、このように定義される問
題を処理することである。
題を処理することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、２
つの偏波で動作する放射素子のための新規の給電装置で
あって、放射素子の下方に位置する第１のキャビティ内
に貫入している第１の給電線と、第１の給電線と垂直な
構成で設置されておりかつ第１のキャビティと同一直線
上に位置する第２のキャビティ内に貫入している第２の
給電線とを備えており、導電性部品が２つのキャビティ
間の結合スロットを形成している装置を提供する。
つの偏波で動作する放射素子のための新規の給電装置で
あって、放射素子の下方に位置する第１のキャビティ内
に貫入している第１の給電線と、第１の給電線と垂直な
構成で設置されておりかつ第１のキャビティと同一直線
上に位置する第２のキャビティ内に貫入している第２の
給電線とを備えており、導電性部品が２つのキャビティ
間の結合スロットを形成している装置を提供する。
【００１９】有利なことに上述の装置によって、単一の
装置内でかつ機械的接触（接続）の必要なしに、２つの
直交偏波で給電される放射素子と、各偏波が異なるレベ
ルで出力され、従って、各給電装置とそれに対応する放
射素子との間に存在するもの以外の接続素子を一切必要
とせずに、ＢＦＮ回路の独立した制御と放射素子アレー
の下での分配アセンブリの完全な集積化とを可能とする
構成が提供される。
装置内でかつ機械的接触（接続）の必要なしに、２つの
直交偏波で給電される放射素子と、各偏波が異なるレベ
ルで出力され、従って、各給電装置とそれに対応する放
射素子との間に存在するもの以外の接続素子を一切必要
とせずに、ＢＦＮ回路の独立した制御と放射素子アレー
の下での分配アセンブリの完全な集積化とを可能とする
構成が提供される。
【００２０】さらに本発明の装置によって、分配素子ア
ーキテクチャ及び実施方法が著しく単純化され、放射素
子のサブアレーのコストも低減化される。
ーキテクチャ及び実施方法が著しく単純化され、放射素
子のサブアレーのコストも低減化される。
【００２１】
【実施例】添付の図面を参照した例によって本発明の実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００２２】図１に示した放射素子１０は、複合技術又
は他の技術によるものであり得、マルチスロット・マル
チキャビティ構造を用いることによって励起される。こ
のような構造によれば単一の動作で、ポート間の減結合
が高い状態で（≧３０ｄＢ）２つの直交モードにより放
射素子に給電することと、各偏波のためのビーム形成回
路を埋込むのに必要な平面を変更することと、を達成で
きる。
は他の技術によるものであり得、マルチスロット・マル
チキャビティ構造を用いることによって励起される。こ
のような構造によれば単一の動作で、ポート間の減結合
が高い状態で（≧３０ｄＢ）２つの直交モードにより放
射素子に給電することと、各偏波のためのビーム形成回
路を埋込むのに必要な平面を変更することと、を達成で
きる。
【００２３】２つのビーム形成装置の終端に対応する２
つの給電線１１及び１２は、典型的には、放射素子１０
の下方に異なるレベルで埋め込まれている。
つの給電線１１及び１２は、典型的には、放射素子１０
の下方に異なるレベルで埋め込まれている。
【００２４】対称形又は非対称形のマイクロストリップ
又はストリップ線である第１の線１１は第１の円筒形キ
ャビティ１３内に貫入している。この「開放」キャビテ
ィは、例えば金属でできた直径φａの導電性円筒１５と
、この円筒のための「カバー」を構成する２つの金属パ
ッチ、即ちレベルＮにあるパッチ１０及びレベルＮ−２
にあるパッチ１６、とのアセンブリにより形成されてい
る。当業者には公知の規則に従って、線１１のキャビテ
ィ１３への入口スロット２０は、線１１に沿った電磁界
分布と整合するように寸法決めされている。
又はストリップ線である第１の線１１は第１の円筒形キ
ャビティ１３内に貫入している。この「開放」キャビテ
ィは、例えば金属でできた直径φａの導電性円筒１５と
、この円筒のための「カバー」を構成する２つの金属パ
ッチ、即ちレベルＮにあるパッチ１０及びレベルＮ−２
にあるパッチ１６、とのアセンブリにより形成されてい
る。当業者には公知の規則に従って、線１１のキャビテ
ィ１３への入口スロット２０は、線１１に沿った電磁界
分布と整合するように寸法決めされている。
【００２５】同様に、第１の線１１と幾何学的に直角に
設置されている、第２の分配素子の第２の線１２は、第
１のキャビティ１３より低いレベルＮ−３のところに第
１のキャビティと同心に設置されている直径φｂの第２
の円筒形キャビティ１４内に貫入している。この第２の
キャビティ１４は、円筒形導電性壁１７と、金属化ベー
ス１８と、第１のキャビティ１３のベースをも形成する
金属部品（パッチ）１６とを含むアセンブリによって形
成されている。
設置されている、第２の分配素子の第２の線１２は、第
１のキャビティ１３より低いレベルＮ−３のところに第
１のキャビティと同心に設置されている直径φｂの第２
の円筒形キャビティ１４内に貫入している。この第２の
キャビティ１４は、円筒形導電性壁１７と、金属化ベー
ス１８と、第１のキャビティ１３のベースをも形成する
金属部品（パッチ）１６とを含むアセンブリによって形
成されている。
【００２６】２つのキャビティ１３及び１４は、上下に
重ねて埋め込まれ、以下に記載するように２段の装置の
動作において主要な役割を果たす共通部品１６を有して
いる。図示した例において、キャビティ１３及び１４は
、２つの線１１及び１２を位置決めし得る誘電性スペー
サ４０及び４１、４２及び４３を含んでいる。これらの
スペーサは、例えば真鍮製の２つのブロック４４及び４
５内に配備されている。
重ねて埋め込まれ、以下に記載するように２段の装置の
動作において主要な役割を果たす共通部品１６を有して
いる。図示した例において、キャビティ１３及び１４は
、２つの線１１及び１２を位置決めし得る誘電性スペー
サ４０及び４１、４２及び４３を含んでいる。これらの
スペーサは、例えば真鍮製の２つのブロック４４及び４
５内に配備されている。
【００２７】電磁波は、第１の線１１によって第１のキ
ャビティ１３内部に搬送される。このキャビティアセン
ブリは、３ポート方向性整合網として作用する。これに
は以下のことが要求される。即ち、第１に、その導体の
形状を、放射素子１０のインピーダンスを各給電線に整
合させるように最適化すること、及び第２に、素子１６
の形状及び結果的に結合スロット１９の特性を配慮する
こと。この部品１６は、第１の線１１によって搬送され
る波に対する短絡回路のように動作し、従って下流の段
に対して閉鎖状態を提供する偏波アイソレータの役割を
ある程度果たしている。典型的には、導体１６及びスロ
ット１９の形状は、導体１１と平行な１つ以上の矩形ス
ロットを含み得る。
ャビティ１３内部に搬送される。このキャビティアセン
ブリは、３ポート方向性整合網として作用する。これに
は以下のことが要求される。即ち、第１に、その導体の
形状を、放射素子１０のインピーダンスを各給電線に整
合させるように最適化すること、及び第２に、素子１６
の形状及び結果的に結合スロット１９の特性を配慮する
こと。この部品１６は、第１の線１１によって搬送され
る波に対する短絡回路のように動作し、従って下流の段
に対して閉鎖状態を提供する偏波アイソレータの役割を
ある程度果たしている。典型的には、導体１６及びスロ
ット１９の形状は、導体１１と平行な１つ以上の矩形ス
ロットを含み得る。
【００２８】キャビティ１３は、第１の線１１から第２
の線１２へエネルギ伝達が全く行われずそのために高い
結合度を有するように、下流の段に関して方向性結合器
として動作する。従って、第１の線１１によって搬送さ
れるエネルギは、線１２内に結合することなく放射素子
１０に完全に伝達される。
の線１２へエネルギ伝達が全く行われずそのために高い
結合度を有するように、下流の段に関して方向性結合器
として動作する。従って、第１の線１１によって搬送さ
れるエネルギは、線１２内に結合することなく放射素子
１０に完全に伝達される。
【００２９】レベルＮ−３にある第２の線１２は、単数
又は複数のスロット１９と適合する電磁界線の形状を有
している。このため、第２のキャビティ１４内に含まれ
るＲＦエネルギは第１のキャビティ１３内に結合し得る
。このレベルにおいて、アセンブリによって提供される
唯一の整合出力は放射素子１０である。これは、線１１
に関してそれら線の直交性のために、初期に線１２によ
って搬送されたいかなるエネルギも線１１内に結合し得
ないためである。第２の線１２の偏波による放射素子１
０の励起には、偏波の選択性を有する結合装置１６及び
１９と共に両方のキャビティ１３及び１４が用いられる
。放射素子１０を線１２に整合させることにより、全て
の導体及びそれらの各形状の特性が活用される。
又は複数のスロット１９と適合する電磁界線の形状を有
している。このため、第２のキャビティ１４内に含まれ
るＲＦエネルギは第１のキャビティ１３内に結合し得る
。このレベルにおいて、アセンブリによって提供される
唯一の整合出力は放射素子１０である。これは、線１１
に関してそれら線の直交性のために、初期に線１２によ
って搬送されたいかなるエネルギも線１１内に結合し得
ないためである。第２の線１２の偏波による放射素子１
０の励起には、偏波の選択性を有する結合装置１６及び
１９と共に両方のキャビティ１３及び１４が用いられる
。放射素子１０を線１２に整合させることにより、全て
の導体及びそれらの各形状の特性が活用される。
【００３０】変形例において、キャビティ１４はより凝
った形態を有しており、先の２つのキャビティの下方に
それらと同一直線上に埋め込まれている直径φｃ（ただ
し、φｃ≦φｂ≦φａである）の第３のキャビティを含
んでいる。これは、アセンブリを線１２に整合させるの
に使用できるパラメータの数を増大することを目的とし
ている。即ち、最適化パラメータを独立させるために、
連続するｎ個の重なり合ったキャビティを使用すること
ができる。
った形態を有しており、先の２つのキャビティの下方に
それらと同一直線上に埋め込まれている直径φｃ（ただ
し、φｃ≦φｂ≦φａである）の第３のキャビティを含
んでいる。これは、アセンブリを線１２に整合させるの
に使用できるパラメータの数を増大することを目的とし
ている。即ち、最適化パラメータを独立させるために、
連続するｎ個の重なり合ったキャビティを使用すること
ができる。
【００３１】図３は、ＫＵバンドにおいて実施され、前
述の原理に従う２つの直交偏波を有する放射素子の形状
を示す。
述の原理に従う２つの直交偏波を有する放射素子の形状
を示す。
【００３２】このような装置の典型的な性能を図４〜図
６に示す。
６に示す。
【００３３】この装置は以下の特徴を有する。２段放射
素子１０は、上方ポートにおいて能動であり一辺６ｍｍ
及び厚さ０．２ｍｍの正方形銅パッチ２１と、高さ４．
２ｍｍのハネカム層２２と、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）
接着剤テープ層２３と、カプトン接着剤テープの下方表
面に接着された直径６．８ｍｍ及び厚さ０．３ｍｍの真
鍮製の円形パッチ２４と、厚さ０．４ｍｍの真鍮プレー
ト２５と、幅１４ｍｍのスロット２６と、厚さ０．８ｍ
ｍのストリップ線２７と、厚さが約０．０１ｍｍであり
かつ長さ５ｍｍの突出部を有する１００オームの線２８
と、厚さ約０．１ｍｍの石英充填ポリアミドフィルム２
９と、第１の真鍮ブロック３６内に形成されている直径
１４ｍｍ及び高さ５．８ｍの第１のキャビティ３０と、
上方の偏波方向において短絡回路を形成する直径７ｍｍ
及び厚さ０．３ｍｍの真鍮パッチがその上に位置してい
る厚さ約０．１ｍｍの石英充填ポリアミドフィルム３１
と、厚さ０．８ｍｍのストリップ線３２と、厚さが約０
．０１ｍｍでありかつ長さ５ｍｍの突出部を有する１０
０オームの線３５と、厚さ約０．１ｍｍのポリアミドフ
ィルムのシート３３と、第２の真鍮ブロック３７内に形
成されている直径１４ｍｍ及び高さ５．８ｍｍの第２の
キャビティ３４とを備えている。
素子１０は、上方ポートにおいて能動であり一辺６ｍｍ
及び厚さ０．２ｍｍの正方形銅パッチ２１と、高さ４．
２ｍｍのハネカム層２２と、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）
接着剤テープ層２３と、カプトン接着剤テープの下方表
面に接着された直径６．８ｍｍ及び厚さ０．３ｍｍの真
鍮製の円形パッチ２４と、厚さ０．４ｍｍの真鍮プレー
ト２５と、幅１４ｍｍのスロット２６と、厚さ０．８ｍ
ｍのストリップ線２７と、厚さが約０．０１ｍｍであり
かつ長さ５ｍｍの突出部を有する１００オームの線２８
と、厚さ約０．１ｍｍの石英充填ポリアミドフィルム２
９と、第１の真鍮ブロック３６内に形成されている直径
１４ｍｍ及び高さ５．８ｍの第１のキャビティ３０と、
上方の偏波方向において短絡回路を形成する直径７ｍｍ
及び厚さ０．３ｍｍの真鍮パッチがその上に位置してい
る厚さ約０．１ｍｍの石英充填ポリアミドフィルム３１
と、厚さ０．８ｍｍのストリップ線３２と、厚さが約０
．０１ｍｍでありかつ長さ５ｍｍの突出部を有する１０
０オームの線３５と、厚さ約０．１ｍｍのポリアミドフ
ィルムのシート３３と、第２の真鍮ブロック３７内に形
成されている直径１４ｍｍ及び高さ５．８ｍｍの第２の
キャビティ３４とを備えている。
【００３４】図４及び図５は、周波数の関数として、上
方ポートＳＷＲ（ＲＯＳ）（図４）：１０．５０ＧＨｚ
から１２．７５ＧＨｚまで−２０ｄＢ、即ちＳＷＲ＝１
．２２において通過帯域の約２０％、下方ポートＳＷＲ
（ＲＯＳ）（図５）：ＳＷＲ＝１．２２において通過帯
域の２０％をカバーする同等の性能、それぞれについて
の偏波整合の特性図である。
方ポートＳＷＲ（ＲＯＳ）（図４）：１０．５０ＧＨｚ
から１２．７５ＧＨｚまで−２０ｄＢ、即ちＳＷＲ＝１
．２２において通過帯域の約２０％、下方ポートＳＷＲ
（ＲＯＳ）（図５）：ＳＷＲ＝１．２２において通過帯
域の２０％をカバーする同等の性能、それぞれについて
の偏波整合の特性図である。
【００３５】図６は、周波数の関数としてのポート間の
チャネルセパレーション（減結合、ＤＣ）の特性図であ
る。全帯域において本装置は３０ｄＢより優れた上方及
び下方ポート間のチャネルセパレーション（減結合）を
示し、平均値は約３３ｄＢである。
チャネルセパレーション（減結合、ＤＣ）の特性図であ
る。全帯域において本装置は３０ｄＢより優れた上方及
び下方ポート間のチャネルセパレーション（減結合）を
示し、平均値は約３３ｄＢである。
【００３６】中央周波数において各ポートについて測定
した放射パターンを解析すると、ポート間の結合がない
結果として優れた偏波純粋性が見られる。その結果は、
同じ型の放射素子が単一の偏波で動作した場合に得られ
るものと同じに全ての箇所で得られる。
した放射パターンを解析すると、ポート間の結合がない
結果として優れた偏波純粋性が見られる。その結果は、
同じ型の放射素子が単一の偏波で動作した場合に得られ
るものと同じに全ての箇所で得られる。
【００３７】３２個の放射素子を有するサブアレーの１
つの実施例においては、ＢＦＮの１つのレベルについて
、１／４サブアレーの給電が放射素子アレー下方で容易
に実現され、さらに２つの別個の平面内で各偏波を別々
に供給することにより、各偏波用の分配素子について極
めて高い集積度を得ることができる。実施例によれば、
各放射素子のための励起装置以外に平面の変更を全くす
ることなく、同じレベルで全体として埋込まれた１／３
２回路を実現することができる。
つの実施例においては、ＢＦＮの１つのレベルについて
、１／４サブアレーの給電が放射素子アレー下方で容易
に実現され、さらに２つの別個の平面内で各偏波を別々
に供給することにより、各偏波用の分配素子について極
めて高い集積度を得ることができる。実施例によれば、
各放射素子のための励起装置以外に平面の変更を全くす
ることなく、同じレベルで全体として埋込まれた１／３
２回路を実現することができる。
【００３８】他の偏波に対しても同様の分配素子を、そ
の対応するレベル内に、全体として独立させて集積化す
ることができる。
の対応するレベル内に、全体として独立させて集積化す
ることができる。
【００３９】集積化されたレベル変更励起素子を備えた
放射素子の上述のアプローチは、分配アーキテクチャ及
び実施技術を著しく単純化するサブアレーレベルにおい
て極めて有利な作用を有し、従って工業レベルにおいて
コストを低下させることができる。
放射素子の上述のアプローチは、分配アーキテクチャ及
び実施技術を著しく単純化するサブアレーレベルにおい
て極めて有利な作用を有し、従って工業レベルにおいて
コストを低下させることができる。
【００４０】面内技術を用いる場合、４つの素子のサブ
アレーに対してさえも基本的な設置問題が生じる。即ち
、ＢＦＮ回路をメッシュ大のアレー内に取り付けること
はほぼ不可能性であり、平面を変更する必要性もある。
アレーに対してさえも基本的な設置問題が生じる。即ち
、ＢＦＮ回路をメッシュ大のアレー内に取り付けること
はほぼ不可能性であり、平面を変更する必要性もある。
【００４１】しかしながら、本発明の装置を使用するこ
とにより上述の全ての問題は解決される。図７は、放射
素子の下方に設置された第１の分配素子のための回路及
びキャビティの詳細を示す。図８は、第２のレベルに埋
め込まれた第２の分配素子のための回路及びキャビティ
の詳細を示す。これらの図は似ているが、位相が９０°
回転されている。
とにより上述の全ての問題は解決される。図７は、放射
素子の下方に設置された第１の分配素子のための回路及
びキャビティの詳細を示す。図８は、第２のレベルに埋
め込まれた第２の分配素子のための回路及びキャビティ
の詳細を示す。これらの図は似ているが、位相が９０°
回転されている。
【００４２】本発明が好ましい実施例によってのみ説明
及び図示されており、その構成要素は本発明の範囲から
離れることなく均等の要素で置き換え得ることは明らか
である。
及び図示されており、その構成要素は本発明の範囲から
離れることなく均等の要素で置き換え得ることは明らか
である。
【００４３】即ち、放射素子１０は、広帯域放射素子を
実現するように受動共振器を励起させることができる。
実現するように受動共振器を励起させることができる。
【００４４】同様に、受動共振器を使用しようとしまい
と、当業者に公知の方法で上述の装置は、導波管又は放
射ホーン（コルゲート型、ディアルモード型等）といっ
たマイクロ波要素に給電するように動作させることもで
きる。
と、当業者に公知の方法で上述の装置は、導波管又は放
射ホーン（コルゲート型、ディアルモード型等）といっ
たマイクロ波要素に給電するように動作させることもで
きる。
【図１】本発明の装置の一実施例の断面図である
【図２
】図１の装置の平面図である。
】図１の装置の平面図である。
【図３】本発明の装置の他の実施例の断面図である。
【図４】本発明の装置の動作曲線の特性図である。
【図５】本発明の装置の動作曲線の特性図である。
【図６】本発明の装置の動作曲線の特性図である。
【図７】本発明の装置の４素子のサブアレーへの適用を
示す図である。
示す図である。
【図８】本発明の装置の４素子のサブアレーへの適用を
示す図である。
示す図である。
１０ 放射素子
１１、１２ 給電線
１３、１４ キャビティ
Claims (8)
- 【請求項１】 ２つの偏波で動作する放射素子のため
の給電装置であって、前記放射素子の下方に位置する第
１のキャビティ内に貫入している第１の給電線と、前記
第１の給電線と垂直な構成で設置されておりかつ前記第
１のキャビティと同一直線上に位置する第２のキャビテ
ィ内に貫入している第２の給電線とを備えており、導電
性部品が前記２つのキャビティ間の結合スロットを形成
していることを特徴とする給電装置。 - 【請求項２】 前記導電性部品が、前記第１の給電線
によって伝搬される波に対して短絡回路のように作用す
る偏波アイソレータとして動作する請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】 前記２つのキャビティが円筒形でかつ
同心であり、前記第２のキャビティが前記第１のキャビ
ティの直径よりも小さい直径を有している請求項１又は
２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記第１のキャビティが、前記放射素
子と前記導電性部品との間に位置する金属円筒によって
形成されている請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記第２のキャビティが、導電性円筒
、金属化ベース、及び前記導電性部品によって形成され
ている請求項３に記載の装置。 - 【請求項６】 前記２つのキャビティと同心であり、
それらと同一直線上に位置しておりかつその直径が他の
２つのキャビティのいずれよりも大きくない第３のキャ
ビティを含んでいる請求項４又は５に記載の装置。 - 【請求項７】 前記２つの給電線を前記第１及び第２
のキャビティ内に位置せしめ得るスペーサ手段を含んで
いる請求項１に記載の装置。 - 【請求項８】 前記２つの給電線がマイクロストリッ
プ又はストリップ線伝送線路である請求項１に記載の装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9012896 | 1990-10-18 | ||
| FR9012896A FR2668305B1 (fr) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | Dispositif d'alimentation d'un element rayonnant fonctionnant en double polarisation. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04271605A true JPH04271605A (ja) | 1992-09-28 |
| JP3288059B2 JP3288059B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=9401356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27125091A Expired - Fee Related JP3288059B2 (ja) | 1990-10-18 | 1991-10-18 | ２つの偏波で動作する放射素子のための給電装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6091373A (ja) |
| EP (1) | EP0481417B1 (ja) |
| JP (1) | JP3288059B2 (ja) |
| CA (1) | CA2053643C (ja) |
| DE (1) | DE69121352T2 (ja) |
| FR (1) | FR2668305B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005505963A (ja) * | 2001-10-01 | 2005-02-24 | レイセオン・カンパニー | スロット結合偏波放射器 |
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| FR2700067B1 (fr) * | 1992-12-29 | 1995-03-17 | France Telecom | Antenne plaquée à double polarisation et dispositif d'émission/réception correspondant. |
| KR960036200A (ko) * | 1995-03-31 | 1996-10-28 | 배순훈 | 이중 편파 수신용 평면 안테나의 구조 |
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| CN2329091Y (zh) * | 1998-06-12 | 1999-07-14 | 庄昆杰 | 一种宽频带微带阵列天线单元 |
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