JPH04354403A - アレイアンテナ - Google Patents
アレイアンテナInfo
- Publication number
- JPH04354403A JPH04354403A JP3129346A JP12934691A JPH04354403A JP H04354403 A JPH04354403 A JP H04354403A JP 3129346 A JP3129346 A JP 3129346A JP 12934691 A JP12934691 A JP 12934691A JP H04354403 A JPH04354403 A JP H04354403A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiating elements
- array antenna
- gain
- linearly polarized
- radiating
- Prior art date
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- Pending
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 14
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method 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】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、円偏波を発生させるア
レイアンテナに関する。
レイアンテナに関する。
【０００３】
【従来の技術】従来、このようなアレイアンテナとして
は、図７に示すように、直線偏波あるいは楕円偏波放射
素子１１〜１４を時計または反時計方向に偏波面並びに
励振位相を９０°ずつ異なるように間隔Ｌ１，Ｌ２を介
して配列し、励振することにより円偏波を発生させるよ
うにしてなるアレイアンテナがある。この際、各放射素
子１１〜１４は、直線偏波Ｐ１〜Ｐ４の偏波面が４つの
素子が構成する長方形の辺に平行になるように給電され
ている。
は、図７に示すように、直線偏波あるいは楕円偏波放射
素子１１〜１４を時計または反時計方向に偏波面並びに
励振位相を９０°ずつ異なるように間隔Ｌ１，Ｌ２を介
して配列し、励振することにより円偏波を発生させるよ
うにしてなるアレイアンテナがある。この際、各放射素
子１１〜１４は、直線偏波Ｐ１〜Ｐ４の偏波面が４つの
素子が構成する長方形の辺に平行になるように給電され
ている。
【０００４】通常、アレイアンテナの大きさが限定され
ている場合は、放射素子間隔だけでは十分なゲインが得
られず、放射素子１１〜１４単体の利得を高くする必要
がある。そのため素子アンテナ基板の誘電率を低くしな
ければならず、これにより放射素子が大きくなる。その
結果、放射素子を配列できなかったり、放射素子間で相
互結合が起きるという欠点がある。
ている場合は、放射素子間隔だけでは十分なゲインが得
られず、放射素子１１〜１４単体の利得を高くする必要
がある。そのため素子アンテナ基板の誘電率を低くしな
ければならず、これにより放射素子が大きくなる。その
結果、放射素子を配列できなかったり、放射素子間で相
互結合が起きるという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のア
レイアンテナでは、アレイアンテナの大きさが限定され
ている場合は、放射素子間隔だけでは十分なゲインが得
られず、放射素子単体の利得を高くする必要があるが、
その場合素子アンテナ基板の誘電率を低くしなければな
らないために放射素子が大きくなる。その結果、放射素
子を配列できなかったり、放射素子間で相互結合が起き
るという問題点があった。
レイアンテナでは、アレイアンテナの大きさが限定され
ている場合は、放射素子間隔だけでは十分なゲインが得
られず、放射素子単体の利得を高くする必要があるが、
その場合素子アンテナ基板の誘電率を低くしなければな
らないために放射素子が大きくなる。その結果、放射素
子を配列できなかったり、放射素子間で相互結合が起き
るという問題点があった。
【０００６】本発明は、上記のような従来技術の欠点を
解消し、小型で利得の高いアレイアンテナを提供するこ
とを目的とする。
解消し、小型で利得の高いアレイアンテナを提供するこ
とを目的とする。
【０００７】［発明の構成］
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、２行２列の第１乃至第４の放射素
子よりサブアレイを構成し、前記放射素子４素子を結ん
で形成される平行四辺形の頂点に第１乃至第４の放射素
子を時計回りあるいは反時計回りに偏波面並びに励振位
相を９０°ずつ異なるように配列し、励振して円偏波を
発生させるアレイアンテナにおいて、隣り合う前記放射
素子どうしで偏波面の直交性と９０°の励振位相差を保
持しつつ、利得が最大になるように前記放射素子の偏波
面を回転させることを特徴とする。
に本発明においては、２行２列の第１乃至第４の放射素
子よりサブアレイを構成し、前記放射素子４素子を結ん
で形成される平行四辺形の頂点に第１乃至第４の放射素
子を時計回りあるいは反時計回りに偏波面並びに励振位
相を９０°ずつ異なるように配列し、励振して円偏波を
発生させるアレイアンテナにおいて、隣り合う前記放射
素子どうしで偏波面の直交性と９０°の励振位相差を保
持しつつ、利得が最大になるように前記放射素子の偏波
面を回転させることを特徴とする。
【０００９】
【作用】放射素子単体の放射パターンはＥ面またはＨ面
で必ずしも一致しない。そこで放射素子を配列しアレイ
アンテナにする際には、どちらか拡がっている方の面に
ついてアレイファクタをかけることによりパターンをし
ぼることによりパターンをしぼることができ、その結果
、正面方向以外への放射電力を抑制することができ、正
面方向のゲインが向上する。本発明では、各放射素子の
偏波面を回転させるという手段によって制御し、正面方
向以外への放射電力を抑制することにより正面方向の利
得を向上させることができる。
で必ずしも一致しない。そこで放射素子を配列しアレイ
アンテナにする際には、どちらか拡がっている方の面に
ついてアレイファクタをかけることによりパターンをし
ぼることによりパターンをしぼることができ、その結果
、正面方向以外への放射電力を抑制することができ、正
面方向のゲインが向上する。本発明では、各放射素子の
偏波面を回転させるという手段によって制御し、正面方
向以外への放射電力を抑制することにより正面方向の利
得を向上させることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。
る。
【００１１】図１は本発明の第１の実施例に係るアレイ
アンテナの構成を示す。図１に示すアレイアンテナは、
直線偏波放射素子１〜４を、直線偏波放射素子１と２間
と直線偏波放射素子３と４間の間隔が間隔Ｌ１となり、
直線偏波放射素子１と４間と直線偏波放射素子２と３間
の間隔が間隔Ｌ２となるように配列してなる。Ｐ１〜Ｐ
４は、各直線偏波放射素子１〜４に励振される直線偏波
である。本実施例においては、直線偏波放射素子１〜４
の励振位相を右旋円偏波の場合反時計回りに、左旋円偏
波の場合には時計回りに９０°ずつ遅らせることにより
円偏波を励振させる。
アンテナの構成を示す。図１に示すアレイアンテナは、
直線偏波放射素子１〜４を、直線偏波放射素子１と２間
と直線偏波放射素子３と４間の間隔が間隔Ｌ１となり、
直線偏波放射素子１と４間と直線偏波放射素子２と３間
の間隔が間隔Ｌ２となるように配列してなる。Ｐ１〜Ｐ
４は、各直線偏波放射素子１〜４に励振される直線偏波
である。本実施例においては、直線偏波放射素子１〜４
の励振位相を右旋円偏波の場合反時計回りに、左旋円偏
波の場合には時計回りに９０°ずつ遅らせることにより
円偏波を励振させる。
【００１２】図３は直線偏波放射素子１の直線偏波Ｐ１
の向きをφ＝０°から変化させていった場合の正面方向
の相対ゲインの計算値を示す図である。計算において直
線偏波放射素子１を基準として直線偏波放射素子２，３
，４と９０°， １８０°， ２７０°位相を遅らせて
右旋円偏波を励振させた。また、比誘電率２．６ のア
ンテナ基板上に半径３１ｍｍの円形パッチを直線偏波放
射素子１〜４とし、素子間隔Ｌ１＝Ｌ２＝９５ｍｍ（０
．５２λ、λ：自由空間波長）、使用周波数１．６３Ｇ
Ｈｚ とした。この結果より、φ＝ １３５°となるよ
うに給電した場合、利得が最大になっていることが分か
る。
の向きをφ＝０°から変化させていった場合の正面方向
の相対ゲインの計算値を示す図である。計算において直
線偏波放射素子１を基準として直線偏波放射素子２，３
，４と９０°， １８０°， ２７０°位相を遅らせて
右旋円偏波を励振させた。また、比誘電率２．６ のア
ンテナ基板上に半径３１ｍｍの円形パッチを直線偏波放
射素子１〜４とし、素子間隔Ｌ１＝Ｌ２＝９５ｍｍ（０
．５２λ、λ：自由空間波長）、使用周波数１．６３Ｇ
Ｈｚ とした。この結果より、φ＝ １３５°となるよ
うに給電した場合、利得が最大になっていることが分か
る。
【００１３】図２は本発明の第２の実施例に係るアレイ
アンテナである。このアレイアンテナでは、素子間隔Ｌ
１＝Ｌ２＝９０ｍｍで直線偏波放射素子１〜４を配列し
、かつ直線偏波放射素子１と２及び直線偏波放射素子３
と４をＬ´＝４５ｍｍだけずらして平行四辺形となるよ
うに配列している。その他の値は図３の計算に用いたも
のと同じとした。図４はφ＝０〜 １８０°まで回転さ
せたときの正面方向のゲインの変化を示したものである
。この結果より、φ＝ １１７°でゲインが最大になる
ことがわかる。 ここで、図２中のψ＝６３．４°より、直線偏波放射素
子１のＥ面と直線偏波放射素子１を通る対角線を一致さ
せるφの値は １８０−６３．４から １１６．６°と
なる。よって、ほぼ １１７°でゲインが最大になる。
アンテナである。このアレイアンテナでは、素子間隔Ｌ
１＝Ｌ２＝９０ｍｍで直線偏波放射素子１〜４を配列し
、かつ直線偏波放射素子１と２及び直線偏波放射素子３
と４をＬ´＝４５ｍｍだけずらして平行四辺形となるよ
うに配列している。その他の値は図３の計算に用いたも
のと同じとした。図４はφ＝０〜 １８０°まで回転さ
せたときの正面方向のゲインの変化を示したものである
。この結果より、φ＝ １１７°でゲインが最大になる
ことがわかる。 ここで、図２中のψ＝６３．４°より、直線偏波放射素
子１のＥ面と直線偏波放射素子１を通る対角線を一致さ
せるφの値は １８０−６３．４から １１６．６°と
なる。よって、ほぼ １１７°でゲインが最大になる。
【００１４】図５は本発明の第３の実施例に係るアレイ
アンテナを表す。この実施例では、放射素子として、放
射素子としては正面方向で軸比６ｄＢの楕円偏波を励振
する右旋楕円偏波素子５〜８を素子間隔Ｌ１及びＬ２で
配列してなる。ここで、右旋楕円偏波素子５〜８は、直
線偏波Ｐ１〜Ｐ４に加えてＰａ１〜Ｐａ４という直線偏
波を各々直線偏波Ｐ１〜Ｐ４に対して９０°偏波および
位相を異なるように給電し、放射素子で円偏波を発生す
るようにしたものである。ここで直線偏波Ｐ１〜Ｐ４と
直線偏波Ｐａ１〜Ｐａ４の振幅比は、直線偏波Ｐ１〜Ｐ
４の方が大きいかまたは同じとしてある。よって、放射
素子は楕円偏波を励振することになる。
アンテナを表す。この実施例では、放射素子として、放
射素子としては正面方向で軸比６ｄＢの楕円偏波を励振
する右旋楕円偏波素子５〜８を素子間隔Ｌ１及びＬ２で
配列してなる。ここで、右旋楕円偏波素子５〜８は、直
線偏波Ｐ１〜Ｐ４に加えてＰａ１〜Ｐａ４という直線偏
波を各々直線偏波Ｐ１〜Ｐ４に対して９０°偏波および
位相を異なるように給電し、放射素子で円偏波を発生す
るようにしたものである。ここで直線偏波Ｐ１〜Ｐ４と
直線偏波Ｐａ１〜Ｐａ４の振幅比は、直線偏波Ｐ１〜Ｐ
４の方が大きいかまたは同じとしてある。よって、放射
素子は楕円偏波を励振することになる。
【００１５】図６は図５に示す第３の実施例による相対
ゲインの計算値である。ここで放射素子として右旋楕円
偏波素子５〜８を用いている他は、第３図に示す第１の
実施例に係るアレイアンテナの計算に用いたものと同じ
である。図６より明らかなように、楕円偏波素子を放射
素子として使用した場合にも直線偏波放射素子と同じ結
果が得られた。
ゲインの計算値である。ここで放射素子として右旋楕円
偏波素子５〜８を用いている他は、第３図に示す第１の
実施例に係るアレイアンテナの計算に用いたものと同じ
である。図６より明らかなように、楕円偏波素子を放射
素子として使用した場合にも直線偏波放射素子と同じ結
果が得られた。
【００１６】上記第１〜第３の実施例において、放射素
子は円形の直線偏波または楕円偏波マイクロストリップ
放射素子であったが、これに限らず矩形、三角形、縮退
分離回路をつけた放射素子、４分の１波長の１方短絡矩
形素子であってもよい。またスロットアンテナ、ホーン
アンテナ、ダイポールアンテナであってもよい。
子は円形の直線偏波または楕円偏波マイクロストリップ
放射素子であったが、これに限らず矩形、三角形、縮退
分離回路をつけた放射素子、４分の１波長の１方短絡矩
形素子であってもよい。またスロットアンテナ、ホーン
アンテナ、ダイポールアンテナであってもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
アンテナの大きさが限定され、放射素子間隔だけでは十
分な利得が得られない場合でも、各放射素子の偏波面を
回転させることによりアレイアンテナの利得を改善する
ことができ、小型で利得の高いアレイアンテナを実現で
きる。
アンテナの大きさが限定され、放射素子間隔だけでは十
分な利得が得られない場合でも、各放射素子の偏波面を
回転させることによりアレイアンテナの利得を改善する
ことができ、小型で利得の高いアレイアンテナを実現で
きる。
【図１】本発明に係るアレイアンテナの第１の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】本発明に係るアレイアンテナの第２の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】本発明に係る第１の実施例の正面方向のゲイン
特性を表す図である。
特性を表す図である。
【図４】本発明に係る第２の実施例の正面方向のゲイン
特性を表す図である。
特性を表す図である。
【図５】本発明に係るアレイアンテナの第３の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図６】本発明に係る第３の実施例の正面方向のゲイン
特性を表す図である。
特性を表す図である。
【図７】従来のアレイアンテナの構成を示す図である。
１〜４…直線偏波放射素子
５〜８…右旋楕円偏波素子
Ｐ１〜Ｐ４…直線偏波
Ｐａ１〜Ｐａ４…直線偏波
Ｌ１，Ｌ２…素子間隔
Claims (1)
- 【請求項１】 ２行２列の第１乃至第４の放射素子よ
りサブアレイを構成し、前記放射素子４素子を結んで形
成される平行四辺形の頂点に第１乃至第４の放射素子を
時計回りあるいは反時計回りに偏波面並びに励振位相を
９０°ずつ異なるように配列し、励振して円偏波を発生
させるアレイアンテナにおいて、隣り合う前記放射素子
どうしで偏波面の直交性と９０°の励振位相差を保持し
つつ、利得が最大になるように前記放射素子の偏波面を
回転させることを特徴とするアレイアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129346A JPH04354403A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | アレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129346A JPH04354403A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | アレイアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354403A true JPH04354403A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=15007341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3129346A Pending JPH04354403A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | アレイアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04354403A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008306611A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Japan Radio Co Ltd | １周波複直交偏波導波管スロットアレーアンテナおよび１周波複直交偏波通信システム |
| WO2016047779A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 日本電気株式会社 | アンテナアレイ、無線通信装置及びアンテナアレイの製造方法 |
| JP2016208223A (ja) * | 2015-04-21 | 2016-12-08 | 株式会社日立産機システム | アンテナ装置及び測位信号の送信機 |
| JP2023096343A (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-07 | 株式会社ヨコオ | アンテナおよび回路基板 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01188107A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Yuuseishiyou Tsushin Sogo Kenkyu Shocho | 円偏波アンテナ |
| JPH02179008A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-12 | Dx Antenna Co Ltd | 平面アンテナ |
| JPH02180408A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-13 | Dx Antenna Co Ltd | 平面アンテナ |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3129346A patent/JPH04354403A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| WO2016047779A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 日本電気株式会社 | アンテナアレイ、無線通信装置及びアンテナアレイの製造方法 |
| JP2016208223A (ja) * | 2015-04-21 | 2016-12-08 | 株式会社日立産機システム | アンテナ装置及び測位信号の送信機 |
| JP2023096343A (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-07 | 株式会社ヨコオ | アンテナおよび回路基板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010626 |