JPH04296106A - 平面アレイアンテナ - Google Patents
平面アレイアンテナInfo
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- JPH04296106A JPH04296106A JP6173691A JP6173691A JPH04296106A JP H04296106 A JPH04296106 A JP H04296106A JP 6173691 A JP6173691 A JP 6173691A JP 6173691 A JP6173691 A JP 6173691A JP H04296106 A JPH04296106 A JP H04296106A
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- Japan
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- waveguide
- planar array
- array antenna
- radiating elements
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- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、衛星放送あるいは衛星
通信を地上にて受信するための平面アレイアンテナに関
するものである。
通信を地上にて受信するための平面アレイアンテナに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、衛星放送等の受信に用いる平面ア
レイアンテナにおいては、２次元アレイ状に配置された
複数の放射素子の各々に対して、ストリップラインによ
り給電する構成が良く知られている。しかし、ストリッ
プラインの伝播損失は１２ＧＨｚ帯において一般的に１
．５乃至３ｄＢ程度あり、この損失は、アンテナの利得
の低下を招くと共にアンテナ雑音を増加させ、アンテナ
の受信性能（Ｇ／Ｔ）を低下させている。特に、平面ア
レイアンテナのサイズを大きくする場合、給電線が長く
なり、このストリップラインの損失は無視できない大き
な問題となる。
レイアンテナにおいては、２次元アレイ状に配置された
複数の放射素子の各々に対して、ストリップラインによ
り給電する構成が良く知られている。しかし、ストリッ
プラインの伝播損失は１２ＧＨｚ帯において一般的に１
．５乃至３ｄＢ程度あり、この損失は、アンテナの利得
の低下を招くと共にアンテナ雑音を増加させ、アンテナ
の受信性能（Ｇ／Ｔ）を低下させている。特に、平面ア
レイアンテナのサイズを大きくする場合、給電線が長く
なり、このストリップラインの損失は無視できない大き
な問題となる。
【０００３】一方、平面アレイアンテナにおける給電線
の損失を低減するために、ストリップラインに代えて導
波管により各放射素子に対して並列的に給電する構成が
提案されている（特願平０１−１３４３９６号）。この
ような導波管を用いて各放射素子に並列的に給電する構
成の平面アレイアンテナでは、放射素子の数が多くなる
と、導波管による給電回路の構成が複雑になる。また、
主指向性の方向以外に不要な指向性（グレーティングロ
ーブ）を持たないようにするために、放射素子の間隔を
或る程度小さくする必要がある場合に、導波管は遮断周
波数の関係上、その径には下限があるので、各放射素子
にそれぞれ給電することが物理的に不可能になる場合が
ある。
の損失を低減するために、ストリップラインに代えて導
波管により各放射素子に対して並列的に給電する構成が
提案されている（特願平０１−１３４３９６号）。この
ような導波管を用いて各放射素子に並列的に給電する構
成の平面アレイアンテナでは、放射素子の数が多くなる
と、導波管による給電回路の構成が複雑になる。また、
主指向性の方向以外に不要な指向性（グレーティングロ
ーブ）を持たないようにするために、放射素子の間隔を
或る程度小さくする必要がある場合に、導波管は遮断周
波数の関係上、その径には下限があるので、各放射素子
にそれぞれ給電することが物理的に不可能になる場合が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な導波管による並列給電回路を採用した平面アレイアン
テナにおいて、給電回路の構成を簡易化すると共に、放
射素子の間隔が狭い場合でも給電回路を容易に構成可能
とすることを目的とするものである。
な導波管による並列給電回路を採用した平面アレイアン
テナにおいて、給電回路の構成を簡易化すると共に、放
射素子の間隔が狭い場合でも給電回路を容易に構成可能
とすることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の課題を解決するために、図１に示すように、複数個の
放射素子１を２次元アレイ状に配置した平面アレイアン
テナにおいて、給電用の導波管の１個の開口２に対向し
て複数個の放射素子１を配置したことを特徴とするもの
である。
の課題を解決するために、図１に示すように、複数個の
放射素子１を２次元アレイ状に配置した平面アレイアン
テナにおいて、給電用の導波管の１個の開口２に対向し
て複数個の放射素子１を配置したことを特徴とするもの
である。
【０００６】
【作用】本発明では、上記のように、導波管３の１個の
開口２に複数個の放射素子１を対向して配置することに
より、各放射素子に１対１対応で導波管開口を配置して
並列給電する場合に比較して、導波管給電回路の構成を
簡易化することができ、また、複数個の放射素子に１つ
の導波管開口で給電するため、放射素子の素子間隔が狭
い場合でも容易に並列給電回路を実現することができる
ものである。
開口２に複数個の放射素子１を対向して配置することに
より、各放射素子に１対１対応で導波管開口を配置して
並列給電する場合に比較して、導波管給電回路の構成を
簡易化することができ、また、複数個の放射素子に１つ
の導波管開口で給電するため、放射素子の素子間隔が狭
い場合でも容易に並列給電回路を実現することができる
ものである。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例の平面アレイアンテ
ナの正面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ’線についての
断面図である。本実施例では、図１の破線で示す導波管
給電回路の一開口２にて、４素子の放射素子１を給電し
ている。この例では、直交する２つの直線偏波を受信可
能とするための正方形の開口よりなる放射素子１と、同
じく直交する２つの直線偏波を給電可能とするための正
方形の導波管給電回路により、平面アレイアンテナを構
成している。図中、Ｖは垂直偏波、Ｈは水平偏波であり
、各放射素子１では垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈが同時に受
信され、導波管開口２とＬ型ベンド５を経て正方形の導
波管３内を２つの偏波が独立して伝搬されるものである
。
ナの正面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ’線についての
断面図である。本実施例では、図１の破線で示す導波管
給電回路の一開口２にて、４素子の放射素子１を給電し
ている。この例では、直交する２つの直線偏波を受信可
能とするための正方形の開口よりなる放射素子１と、同
じく直交する２つの直線偏波を給電可能とするための正
方形の導波管給電回路により、平面アレイアンテナを構
成している。図中、Ｖは垂直偏波、Ｈは水平偏波であり
、各放射素子１では垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈが同時に受
信され、導波管開口２とＬ型ベンド５を経て正方形の導
波管３内を２つの偏波が独立して伝搬されるものである
。
【０００８】この図１及び図２に示す４素子のアンテナ
モジュールを１単位とし、４単位のアンテナモジュール
に導波管回路にて並列的に給電して、１６素子の平面ア
レイアンテナを構成した例を図３に示す。ここで用いる
導波管による並列給電回路の詳細な構成については特願
平０１−１３４３９６号に開示されている。この並列給
電回路は、図６に示すように、方形導波管により構成さ
れる電力合成回路であって、一対の電磁波入力端（つま
り、導波管開口Ａ，ＢあるいはＣ，Ｄ）の近傍に入力電
磁波の伝搬方向を同一平面内で相対向する方向に変換す
るＬ型ベンドをそれぞれ備え、前記平面内を相対向する
方向に伝搬される前記一対の電磁波入力を前記平面内に
て直交する伝搬方向の電磁波に電力合成する第１のＴ型
分岐Ｐ（あるいはＱ）を備え、各Ｌ型ベンドから前記第
１のＴ型分岐Ｐ（あるいはＱ）までの距離は導波管内の
半波長分異なるように設定した導波管回路を一対備え、
各導波管回路における第１のＴ型分岐Ｐ，Ｑから出力さ
れる電磁波が前記平面内で相対向する方向に伝搬される
ように各導波管回路を配置し、各導波管回路から出力さ
れる電磁波を前記平面内にて直交する伝搬方向に電力合
成する第２のＴ型分岐Ｒを備え、第２のＴ型分岐Ｒと各
導波管回路の第１のＴ型分岐Ｐ，Ｑとは等距離に配置さ
れている。このような給電回路においては、第１のＴ型
分岐ＰをＬ型ベンドの端面ａ，ｂ間の中心よりλｇ／４
（λｇは管内波長）ずらして配置することにより、第１
のＴ型分岐Ｐと各Ｌ型ベンド間の距離をλｇ／２分異な
るように設定する必要がある。仮に、１つの放射素子に
対して、１つの導波管開口を対応させた構成では、この
λｇ／４をずらして配置するための物理的スペースを確
保できない場合が有り得るが、本発明のように、４つの
放射素子に対して、１つの導波管開口を対応させた構成
では、物理的スペースを十分に確保でき、導波管による
並列給電回路を容易に実現することができる。そして、
このような並列給電回路を採用することにより、直列給
電回路を採用する場合に比べて、平面アレイアンテナの
周波数特性を広く確保することができる。なお、４素子
の放射素子を含む１単位のアンテナモジュールの端部に
、図２に示すような隔壁４を設ければ、各導波管開口間
の干渉を避けることができる。
モジュールを１単位とし、４単位のアンテナモジュール
に導波管回路にて並列的に給電して、１６素子の平面ア
レイアンテナを構成した例を図３に示す。ここで用いる
導波管による並列給電回路の詳細な構成については特願
平０１−１３４３９６号に開示されている。この並列給
電回路は、図６に示すように、方形導波管により構成さ
れる電力合成回路であって、一対の電磁波入力端（つま
り、導波管開口Ａ，ＢあるいはＣ，Ｄ）の近傍に入力電
磁波の伝搬方向を同一平面内で相対向する方向に変換す
るＬ型ベンドをそれぞれ備え、前記平面内を相対向する
方向に伝搬される前記一対の電磁波入力を前記平面内に
て直交する伝搬方向の電磁波に電力合成する第１のＴ型
分岐Ｐ（あるいはＱ）を備え、各Ｌ型ベンドから前記第
１のＴ型分岐Ｐ（あるいはＱ）までの距離は導波管内の
半波長分異なるように設定した導波管回路を一対備え、
各導波管回路における第１のＴ型分岐Ｐ，Ｑから出力さ
れる電磁波が前記平面内で相対向する方向に伝搬される
ように各導波管回路を配置し、各導波管回路から出力さ
れる電磁波を前記平面内にて直交する伝搬方向に電力合
成する第２のＴ型分岐Ｒを備え、第２のＴ型分岐Ｒと各
導波管回路の第１のＴ型分岐Ｐ，Ｑとは等距離に配置さ
れている。このような給電回路においては、第１のＴ型
分岐ＰをＬ型ベンドの端面ａ，ｂ間の中心よりλｇ／４
（λｇは管内波長）ずらして配置することにより、第１
のＴ型分岐Ｐと各Ｌ型ベンド間の距離をλｇ／２分異な
るように設定する必要がある。仮に、１つの放射素子に
対して、１つの導波管開口を対応させた構成では、この
λｇ／４をずらして配置するための物理的スペースを確
保できない場合が有り得るが、本発明のように、４つの
放射素子に対して、１つの導波管開口を対応させた構成
では、物理的スペースを十分に確保でき、導波管による
並列給電回路を容易に実現することができる。そして、
このような並列給電回路を採用することにより、直列給
電回路を採用する場合に比べて、平面アレイアンテナの
周波数特性を広く確保することができる。なお、４素子
の放射素子を含む１単位のアンテナモジュールの端部に
、図２に示すような隔壁４を設ければ、各導波管開口間
の干渉を避けることができる。
【０００９】上記の実施例では、直交する２つの直線偏
波を同時に受信可能とする４つの放射素子に対して１つ
の正方形導波管開口により給電する構成について開示し
たが、１偏波のみの受信を前提とした放射素子で、通常
の方形導波管で給電する構成でも良く、また、４素子に
限らず、任意の複数個の放射素子を給電することも可能
なことは明らかである。また、２偏波を同時に給電する
導波管は正方形導波管に限らず、円形導波管であっても
良い。
波を同時に受信可能とする４つの放射素子に対して１つ
の正方形導波管開口により給電する構成について開示し
たが、１偏波のみの受信を前提とした放射素子で、通常
の方形導波管で給電する構成でも良く、また、４素子に
限らず、任意の複数個の放射素子を給電することも可能
なことは明らかである。また、２偏波を同時に給電する
導波管は正方形導波管に限らず、円形導波管であっても
良い。
【００１０】さらに、図示実施例では、図４（ａ）に示
すようなアパーチャ（開口）よりなる放射素子を用いた
が、放射素子はスロット、ダイポールなどの他に、図４
（ｂ）に示すような矩形の環状スロット、図４（ｃ）に
示すような円形の環状スロット、図４（ｄ）に示すよう
なクロス・スロット、図４（ｅ）に示すような方形パッ
チ、図４（ｆ）に示すような円形パッチ等、各種の放射
素子を適応することができる。
すようなアパーチャ（開口）よりなる放射素子を用いた
が、放射素子はスロット、ダイポールなどの他に、図４
（ｂ）に示すような矩形の環状スロット、図４（ｃ）に
示すような円形の環状スロット、図４（ｄ）に示すよう
なクロス・スロット、図４（ｅ）に示すような方形パッ
チ、図４（ｆ）に示すような円形パッチ等、各種の放射
素子を適応することができる。
【００１１】また、放射素子として、円偏波に対応した
素子を用いることにより円偏波を受信可能な平面アレイ
アンテナを実現できる。ここで、円偏波素子としては、
図５に示すように、直線偏波素子に切り欠きや突起等の
摂動を付加すれば良い。図５（ａ）では、矩形の環状ス
ロットに摂動を付加しており、図５（ｂ）では矩形のパ
ッチに摂動を付加している。また、この円偏波素子と２
偏波用の導波管給電回路を組み合わせることにより、右
左旋両偏波を同時に受信可能な平面アレイアンテナを実
現できる。なお、図４及び図５において、斜線を施した
部分は導電部を表している。
素子を用いることにより円偏波を受信可能な平面アレイ
アンテナを実現できる。ここで、円偏波素子としては、
図５に示すように、直線偏波素子に切り欠きや突起等の
摂動を付加すれば良い。図５（ａ）では、矩形の環状ス
ロットに摂動を付加しており、図５（ｂ）では矩形のパ
ッチに摂動を付加している。また、この円偏波素子と２
偏波用の導波管給電回路を組み合わせることにより、右
左旋両偏波を同時に受信可能な平面アレイアンテナを実
現できる。なお、図４及び図５において、斜線を施した
部分は導電部を表している。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、１個の導波管開口で複
数個の放射素子を給電するため、導波管給電回路の構成
を簡易化することができ、放射素子間の間隔が狭い場合
でも並列の導波管給電回路を容易に実現することができ
るという効果がある。
数個の放射素子を給電するため、導波管給電回路の構成
を簡易化することができ、放射素子間の間隔が狭い場合
でも並列の導波管給電回路を容易に実現することができ
るという効果がある。
【図１】本発明の平面アレイアンテナの一実施例の平面
図である。
図である。
【図２】本発明の平面アレイアンテナの一実施例の断面
図である。
図である。
【図３】本発明の平面アレイアンテナの他の実施例の平
面図である。
面図である。
【図４】本発明の平面アレイアンテナに用いる放射素子
の平面図である。
の平面図である。
【図５】本発明の平面アレイアンテナに用いる円偏波放
射素子の平面図である。
射素子の平面図である。
【図６】本発明の平面アレイアンテナに用いる導波管回
路の斜視図である。
路の斜視図である。
１ 放射素子
２ 導波管開口
３ 導波管
４ 隔壁
５ Ｌ型ベンド
Claims (5)
- 【請求項１】 複数個の放射素子を２次元アレイ状に
配置した平面アレイアンテナにおいて、給電用の導波管
の１個の開口に対向して複数個の放射素子を配置したこ
とを特徴とする平面アレイアンテナ。 - 【請求項２】 請求項１記載の平面アレイアンテナを
複数個備え、前記各平面アレイアンテナに対して導波管
により並列給電したことを特徴とする平面アレイアンテ
ナ。 - 【請求項３】 前記導波管は、直交する２偏波を同時
に伝播可能な正方形導波管又は円形導波管であることを
特徴とする請求項１又は請求項２記載の平面アレイアン
テナ。 - 【請求項４】 前記放射素子は右旋円偏波と左旋円偏
波を同時に受信可能な円偏波素子であることを特徴とす
る請求項３記載の平面アレイアンテナ。 - 【請求項５】 １つの導波管開口で給電される放射素
子群と他の導波管開口で給電される放射素子群との間に
分離用の隔壁を設けたことを特徴とする請求項２記載の
平面アレイアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6173691A JPH04296106A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 平面アレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6173691A JPH04296106A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 平面アレイアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04296106A true JPH04296106A (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=13179780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6173691A Pending JPH04296106A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 平面アレイアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04296106A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6033049A (en) * | 1996-08-22 | 2000-03-07 | Sony Corporation | Printer and printing method |
| JP2000299199A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-10-24 | Plasma System Corp | プラズマ発生装置およびプラズマ処理装置 |
| JP2007028238A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Japan Radio Co Ltd | 導波管スロットアレイアンテナ |
| JP2017069694A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 三菱電機株式会社 | アレイアンテナ |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP6173691A patent/JPH04296106A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6033049A (en) * | 1996-08-22 | 2000-03-07 | Sony Corporation | Printer and printing method |
| JP2000299199A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-10-24 | Plasma System Corp | プラズマ発生装置およびプラズマ処理装置 |
| JP2007028238A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Japan Radio Co Ltd | 導波管スロットアレイアンテナ |
| JP4709601B2 (ja) * | 2005-07-19 | 2011-06-22 | 日本無線株式会社 | 導波管スロットアレイアンテナ |
| JP2017069694A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 三菱電機株式会社 | アレイアンテナ |
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