JPH05160609A - 平板アンテナ - Google Patents

平板アンテナ

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JPH05160609A
JPH05160609A JP4040167A JP4016792A JPH05160609A JP H05160609 A JPH05160609 A JP H05160609A JP 4040167 A JP4040167 A JP 4040167A JP 4016792 A JP4016792 A JP 4016792A JP H05160609 A JPH05160609 A JP H05160609A
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JP
Japan
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waveguide
feeding
feed
network layer
flat plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP4040167A
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English (en)
Inventor
Eric C Kohls
シー． コールズ エリック
Robert M Sorbello
エム． ソルベロ ロバート
Bernard D Geller
ディー． ゲラー ベルナルド
Francois T Assal
ティー． アサール フランソワ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Comsat Corp
Original Assignee
Comsat Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Comsat Corp filed Critical Comsat Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/26—Surface waveguide constituted by a single conductor, e.g. strip conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 損失が少なくアンテナの性能向上が可能な給
送構造を有する平板アンテナの提供。 【構成】 接地平面１０と、上記接地平面１０に容量性
に接続され、深針２０が接続する中央給送地点と該中央
給送地点から放射状に広がる少なくとも２本の給送線と
該２本の給送線から放射状に接続している複数の配電線
とからなる給送ネットワーク層１５と、上記給送ネット
ワーク層１５に容量性に接続され、上記複数の配電線と
一対一対応し、該配電線とインピーダンスが適合してい
る放射素子からなる放射素子層２５と、上記接地平面１
０の上記給送ネットワーク層１５とは反対側に固定さ
れ、上記中央給送地点で上記給送ネットワーク層１５に
給送する導波管１００とからなる平板アンテナ。 【効果】 損失が少なくアンテナの性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平板アンテナに関する
ものであり、更に詳しくは、挿入損を減少させ得る平板
アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明は本願出願人による平板アンテナ
の分野における当初の改良に関するものである。その当
初の改良とは、米国特許第４、７６１、６５４号で開示
及びクレームされているものである。即ち、これは平板
アンテナ若しくはプリントされた回路を使用したアンテ
ナに関するものであり、接地平面(ground plane)、配電
線(feedline)、給送パッチ(feeding patches)、放射パ
ッチ(radiating patches)等の全ての部材が容量性に接
続されている。この発明に関する構成は線形の分極及び
環状の分極のいずれにも適用可能である。この特許出願
の一部継続出願（出願番号０６／９３０、１８７号）で
ある米国特許第５、００５、０１９号は溝状の部材につ
いて開示及びクレームしている。
【０００３】この種の平板アンテナでは入力を単一の給
送点 (feeding point) からアレーに供給し、ストリッ
プ線路(stripline)のような電送線路を使用し、電力分
割器ネットワーク(power divider network (PDN))を通
して信号をアレーの種々の素子に供給することが知られ
ていた。しかしながら、１ｍ幅といった大型のアレーに
おいてはプリントされた配電線を使用することは許容範
囲を逸脱した損失(loss)を発生させることとなる。この
種の損失を減少させることが求められていた。
【０００４】同一出願人により出願され、同時継続中で
ある他の米国特許出願０７／２１０、４３３号はこの出
願は二つの改良点について開示している。第一はアレー
の素子を犠牲にして電力分割器の構成中に低ノイズブロ
ック (low noise block (LNB))のダウンコンバーター
(down-converter) を使用していることである。もう一
方は、アレーへの給送点との接続のために同一平面の導
波管技術を使用することである。アレーの素子への他の
給送はストリップライン若しくはマイクロストリップ(m
icrostrip)、ファインライン(fineline)、スロットライ
ン(slotline)等の方法によって行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】導波管の制限された使
用や、エッチングされた配電線のアンテナへの広範な使
用は必要以上の損失(loss)を発生させるという問題があ
った。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あって、損失が少なくアンテナの性能向上が可能な平板
アンテナのための給送構造を提供することを主たる目的
とする。
【０００７】上記及びその他の目的を達成するために本
発明は、プリントされた配電線を使用しているだけでな
く導波管の中に部分的に形成された給送構造をも使用し
た平板アンテナについて開示する。アレーへは接地平面
を通した同軸接続部を使用して単一の給送点で給送が行
われる。導波管構造は接地平面の後ろ側に取り付けら
れ、接地平面は導波管の上壁として使用される。
【０００８】比較的小さなサイズのアレーにおける導波
管構造はアレーの限定された箇所に給送するように構成
されており、プリントされた配電線が使用されている。
しかしながら、プリントされた配電線が多量に使用され
損失が増大してしまうような大きなサイズのアレーにお
いては、より広範に導波管構造が使用される。即ち、ア
レーの異なった四分円中の複数の遷移点(transitionpoi
nt)に導波管構造が使用される。
【０００９】本発明は平板アンテナ用の給送構造を目的
とするものであるので、いかなる形式の放射素子 (radi
ating element) にも適用可能である。本発明は例え
ば、米国特許第４、７６１、６５４号や同第５、００
５、０１９号に開示されているような放射素子にも使用
される。更に、上述したような単一分極 (single-polar
ization) のアンテナだけでなく米国特許第４、９２
９、９５９号及び同第４、９２６、１８９号（出願番号
０７／１９２、１００号）に開示されている双分極 (du
al-polarization) の構造にも適用される。本発明はこ
の最後の米国特許で開示されている他の形式の放射素子
についても適用可能なものである。
【００１０】更に本発明は米国特許出願第０７／２１
０、４３３号に開示されているような構造に対しても適
用可能である。このように、本発明は種々の形式の平板
アンテナに対して適用可能なものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は平板アンテナであって、接地平面と、上記接
地平面に容量性に接続され、中央給送地点と該中央給送
地点から放射状に広がる少なくとも２本の給送線と該２
本の給送線から放射状に接続している複数の配電線とか
らなる給送ネットワーク層と、上記給送ネットワーク層
に容量性に接続され、上記複数の配電線と一対一対応
し、該配電線とインピーダンスが適合している放射素子
からなる放射素子層と、上記接地平面の上記給送ネット
ワーク層とは反対側に固定され、上記中央給送地点で上
記給送ネットワーク層に給送する導波管とからなる平板
アンテナを提供するものである。
【００１２】更に本発明は平板アンテナであって、接地
平面と、四つの四分円領域に分割され且つ上記接地平面
に容量性に接続されており、中央給送地点と該四つの四
分円領域にそれぞれに配置され該中央給送地点に接続さ
れた四つの給送地点と該四つの給送地点のそれぞれから
放射状に広がる少なくとも２本のの配電線と該少なくと
も２本のの配電線から放射状に広がる複数の配電線とか
らなるストリップラインによる給送ネットワーク層と、
上記ストリップラインによる給送ネットワーク層に容量
性に接続されており、上記複数の給送線と一対一対応
し、該給送線とインピーダンスが適合させられている放
射素子と、上記接地平面の上記ストリップラインによる
給送ネットワーク層の反対側に取り付けられた導波管で
あって、該接地平面が該導波管の壁部の一を構成し、該
導波管が各給送地点から給送ネットワーク層に給送する
導波管とからなる平板アンテナを提供するものである。
【００１３】加えて本発明は、平板アンテナであって、
接地平面と、四つの四分円領域に分割され且つ上記接地
平面に容量性に接続されており、第１の中央給送地点と
該四つの四分円領域にそれぞれに配置され該第１の中央
給送地点に接続された第１から第４の四つの給送地点と
該第１から第４の四つの給送地点のそれぞれから放射状
に広がる少なくとも２本の給送線と該少なくとも２本の
給送線から放射状に広がる複数の第１の配電線とからな
るストリップラインによる第１の給送ネットワーク層
と、上記ストリップラインによる第１の給送ネットワー
ク層に容量性に接続されており、上記複数の第１の配電
線と一対一対応し、該第１の配電線とインピーダンスが
適合させられている第１の放射素子と、上記接地平面の
上記ストリップラインによる第１の給送ネットワーク層
の反対側に取り付けられた第１の導波管であって、該第
１の導波管は上記第１から第４の給送地点において上記
第１の給送ネットワーク層に給送し、該第１から第４の
給送地点は同軸接続部と該同軸接続部の両側に配された
一対のモード抑制壁とからなり、それぞれの同軸接続部
は上記スットリップラインによる第１の給送ネットワー
ク層とインピーダンスが適合させられている第１の導波
管と、四つの四分円領域に分割され且つ上記第１の照射
素子層に容量性に接続されており、第２の中央給送地点
と該四つの四分円領域にそれぞれに配置され該第２の中
央給送地点に接続された第５から第８の四つの給送地点
と該第５から第８の四つの給送地点のそれぞれから放射
状に広がる少なくとも２本の給送線と該少なくとも２本
の給送線から放射状に広がる複数の第２の配電線とから
なるストリップラインによる第２の給送ネットワーク層
と、上記ストリップラインによる第２の給送ネットワー
ク層に容量性に接続されており、上記複数の第２の配電
線と一対一対応し、該第２の配電線とインピーダンスが
適合させられている第２の放射素子と、上記接地平面の
上記ストリップラインによる第１の給送ネットワーク層
の反対側の該接地平面と上記第１の導波管の間に該第１
の導波管と直交するように取り付けられた第２の導波管
であって、該接地平面が該第２の導波管の壁部の一を構
成し、該第２の導波管が上記第５から第８の給送地点に
おいて上記第２の給送ネットワーク層に給送し、該第５
から第８の給送地点は同軸接続部と該同軸接続部の両側
に配された一対のモード抑制壁とからなり、それぞれの
同軸接続部は上記スットリップラインによる第１の給送
ネットワーク層とインピーダンスが適合させられている
第１の導波管とからなる平板アンテナをも提供するもの
である。
【００１４】
【作用】上記構成を有する平板アンテナでは接地平面の
裏側に導波管構造を設けているので、挿入損が著しく減
少する。アンテナのサイズが小さい場合は導波管は一点
で給送するが、アンテナのサイズが大きくなると複数点
で給送が行われる。導波管からストリップライン等への
遷移は同軸の接続部を介して四分の一波長変換によって
行われる。更に、モード抑制壁が設けられているのでエ
ネルギーは効率的に伝えられる。又、直接導波管からス
トリップライン等への遷移を行うようにしても同様の効
果が得られる。
【００１５】
【実施例】以下、図面に従って本発明を詳細に説明す
る。図１に示される本発明の第１実施例においては、平
板アンテナのパワー分割ネットワーク層１５（power di
vider network layer, 以下 「ＰＤＮ層」という。）は
中央給送地点に位置する探針２０から給送されている。
この中央給送地点の接続部の探針２００は導波管のＥ面
曲がりへの導波管の入り口となる。このＥ面曲がり構造
は図２Ａ及び図２Ｂに従って後に詳述する。本実施例で
は同軸の探針遷移 (coaxial probe transition) が適用
されている。中央給送位置の接続部の探針２０は単一の
給送点で接地平面に穿設された孔部を通してＰＤＮ層１
５に給送している。この単一の給送点構造は米国特許出
願第０７／２１０、４３３号において開示されている構
造とほぼ同一のものである。同軸接続部の探針２０は四
分の一波長遷移部分(quater-wave transition portion)
４０Ａに接続され更にＰＮＤ層１５のプリントされた配
電ネットワーク(distribution network)４０Ｂに接続さ
れている。
【００１６】探針の長さは適切な長さとされ、また、必
要な周波数に同調するようにされる。給送位置おいては
四分の一遷移部分４０Ａがストリップラインの配電ネッ
トワーク４０Ｂへとなっている。インピーダンスを適合
させ更には導波管からストリップラインへの遷移を容易
にするために同軸の中央給送地点の探針２０の両側に相
互に平行にモード抑制壁３０が形成されている。
【００１７】導波管１００の一の壁は接地平面１０それ
自身で構成されている（図２Ａ、図２Ｂ、図３）。導波
管１００の他の３つの壁は該接地平面１０の後ろ側に接
続された鋳造された金属片若しくは金属化されたプラス
チック片で形成されている。この導波管は従来から知ら
れている角型のタイプの導波管であり、内側も角型の形
状を有している。
【００１８】図２Ａに示されるように楔状の金属板１２
０が導波管内の探針２０他は反対方向に取り付けられて
いる。この金属板１２０は導波管からの導波管の開口１
２５に対向しかつ該導波管からの出力の方向に対して４
５゜傾けられている。この楔型の金属板１２０は導波管
の出力の伝播通路を９０゜折り曲げるためのものであ
る。
【００１９】上述のように、探針２０の長さは必要な所
望の周波数を受信可能なように調整されることが好まし
い。導波管１００の終端壁１１０を探針２０から適当な
距離ｄだけ離間させることにより導波管との一致が調整
可能となる。探針２０の機能はこのように調整すること
が望ましい。更に、当初の接続点において垂直平面内に
モード抑制壁３０を設け、不要な平行平面モードを抑制
するためにアレーのパワー分割ネットワークに沿って設
けることによって探針２０の機能の調整が可能となる。
モード抑制壁３０が無いとエネルギーが横側に伝播し、
電力分割器への接続が不十分となる。
【００２０】この垂直の壁部はストリップラインと接地
平面１０間で完全な高さを有して形成されており、初期
の遷移点において吊るされて状態の基板を供給し、上記
接続部を完全に囲う四枚の壁部を構成しているものであ
る。モード抑制壁３０はλ／４のオーダーで同軸の探針
２０から離間し、λ／２のオーダーの長さを有している
ことが好ましい。ここでλは放射の利得 (interest of
radiation) の波長である。
【００２１】上述した四分の一波長遷移は導波管をパワ
ー分割ネットワークに適合させる。例えば、同軸接続部
がほぼ５０オームであり、これは７０オームのインピー
ダンスに適合させられる。
【００２２】直接の導波管／ストリップライン遷移を使
用した他の給送構造が図２Ｃに示されている。この構成
では、第２の楔状の金属板１３０が探針２０の代わりに
設けられている。導波管は接地平面１０、ＰＮＤ層１５
及び放射素子層２５を貫通し、更にストリップラインに
直接伸延している（図３Ｃ）。図２Ｃにおいて矢印で示
されるように、二つの楔状の金属板１２０、１３０によ
って二つの導波管のＥ面曲がりが伝播通路内に形成され
ている。この構造における調整は接地平面を貫通する導
波管の大きさを調整したり、導波管内に延びるストリッ
プラインの長さを調節することによって行う。
【００２３】大型の平板アンテナのアレーは図３に示さ
れるように四つの四分円領域(quadrant)に分割されてい
る場合がある。この図３に示されるアレーにおいては各
四分円領域の中央に給送点２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２
０Ｄがそれぞれ設けられており、更に、図１に示されて
いるような中央給送点２０も設けられている。上記各給
送点２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄにはモード抑制壁
３０とストリップライン４０Ｂへの四分の一遷移部分
(quaterwave transition) ４０Ａが設けられている。
【００２４】導波管ネットワーク(waveguide network)
１００がアレーの裏側、接地平面１０の下側に取り付け
られている。上述のようにこの接地平面１０は導波管の
上部壁として機能している。導波管における損失が少な
く抑えられるため、アレー全体の効率はプリント配線の
みを使用したアレーの効率に比し優れたものとなってい
る。
【００２５】実例として図８、図９にこの比較例を示
す。図８は本発明にかかる給送構造を使用した場合であ
り、図９は従来型の給送構造を使用した場合である。こ
れらの図から明らかなように本発明の給送構造を使用し
た場合は全域にわたって１．５デシベルから２．０デシ
ベルの改善が見られる。
【００２６】通常、効率を上げようとすると導波管の費
用がかさむという問題があった。これが配電ネットワー
ク (power distributionnetwork) が大きくなり、これ
に伴って損失がおおきくなる大型のアレーにおいて、接
地平面の裏側により多くの導波管が必要となる理由であ
る。大型のアレーは通常、四分円領域に分割されてお
り、それぞれの四分円領域に給送するために導波管が取
り付けられている。
【００２７】配電ネットワークにおける損失は二つの点
から信号に悪影響を及ぼしている。第１点は信号のパワ
ーが低下し、信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が低下してしま
うことである。第２点は信号のレベルが低下することに
加えて、上記損失は信号への不規則なノイズを生じさせ
る。この結果Ｓ／Ｎ比の分母が増加し、Ｓ／Ｎ比が悪化
するものである。
【００２８】この関係は以下の様に考えられている。こ
れらのタイプのアンテナにおいては中央給送位置から外
側の素子までの距離はアレーの一片の長さとほぼ同じで
ある。１フィート平方のアンテナにおいてはこの出力部
（中央給送位置）からこの外側の素子までの長さはほぼ
１フィートである。この長さにおいては損失はそれほど
大きなものではない、しかしながらこの長さが１メート
ルとなる（即ち１ｍ平方のアレーになる）と損失は顕著
となり、導波管遷移(waveguide transition)を設けるこ
とが意味を有するようになる。
【００２９】特に大型のアレーにおいては、出力点から
その素子までの総距離により決定される損失が大きなプ
リント配線を導波管に置き換えることにより、上述した
ようなＳ／Ｎ比の悪化に関する二つの問題が改善され
る。
【００３０】小型のアレーの単一給送構造 (single-fee
d structure) では図１、図２Ａ及び図２Ｂに示されて
いるような単一給送構成 (single feed configuration
) が使用される。図３に示されているような四分円領
域に分割された構造では３つのＴ字状部分が存在する。
二つのＴ字状部の末端で導波管からストリップラインへ
の給送 (feed)、遷移 (transition) が行われる。
【００３１】図２Ａ及び図２Ｂは単一分極構造 (single
-polarization structure) の平板アンテナの断面を示
す。ここで図中符号２５は放射素子層 (radiating elem
entlayer)である。上述したようにこの放射素子層２５
はＰＮＤ層１５の給送線とインピーダンスが適合してい
る。これらの給送線には上記の特許で開示されているよ
うな種々の形式が使用される。
【００３２】モード抑制壁３０はＰＮＤ層１５を貫通
し、接地平面１０と放射素子層２５との間の長さと同じ
だけの高さがあることが望ましい。
【００３３】本発明は図４に示されているように双分極
構造 (dual-palarization structure) にも適用可能で
ある。この構造では放射素子層２５上にもう一層のＰＮ
Ｄ層３５が設けられている。そして、もう一枚の放射素
子層４５このもう一枚のＰＮＤ層３５の上に設けられて
いる。この積層構造において放射素子層２５は接地平面
として機能する。放射素子層２５内の素子は放射素子層
４５内の素子と直交するように配置されている。相互に
直交配置された二つの導波管構造１００及び１００’が
設けられており、更に、二つの同軸探針２０、２０’が
設けられている。モード抑制壁３０が接地平面１０と放
射素子層２５間に配置され、他のモード抑制壁３０’が
放射素子層２５と上側の照射素子層４５間に配置されて
いる。
【００３４】図５乃至図９に導波管を使用したアレーの
性能とストリップラインを使用した従来型のアレーの性
能とを比較したグラフを示す。図５及び図６は単一四分
円（２５６素子）の反射減衰量を示している。これたの
図面から明らかなように単一の探針による給送は（１０
λから１５λのオーダーの）小孔に対する８５−９０％
の高い小孔効率 (high aperture efficiency)とともに
大変良い入力反射減衰量(input return loss) を示す。
【００３５】導波管の調整 (integration) は（２０λ
から３０λの）大きな孔部における単一探針効率(singl
e-probe efficiency) を維持するために用いられる。図
７及び図８は複数の四分円領域（１０２４素子）におけ
る結果を示す。入力反射減衰率(input return loss) は
上記単一探針の構成と同様のレベルであり、スウェプト
利得(swept gain) は理想的な６デシベルに近い。これ
は８０−８５％の孔部効率(apeature efficiency)に対
応している。
【００３６】図７及び図８の結果は全ての配電ネットワ
ークをストリップラインで行った１０２４素子の従来タ
イプの結果との対比をなす。図９はこの従来タイプが本
発明のアンテナに比し利得(swept gain)が１．５から
２．０デシベル低いことを示す。これは５０−６０％の
孔部効率(apeature efficiency)に対応している。
【００３７】上述のように、本発明の給送構造 (power
feed structure) は上記の米国特許等に開示されている
ような種々の構造の放射素子を使用した平板アンテナに
適用可能なものである。更に、本発明の給送構造は単一
分極(single-polarization)や双分極構造 (dual-polara
ization) のみならず線形分極 (linear polarization)
や環状分極 (circular polarization) にも適用可能で
ある。更に、導波管からの遷移を受ける配電ネットワー
クとしてはストリップラインを使用した構成が上記実施
例では開示されているが、ファインライン(finaline)、
スロットライン(slot line)、マイクロストリップ(micr
ostrip)等を使用してた他の構成でも良い。
【００３８】尚、本発明は上記実施例に限定されること
無く、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内
において種々の変更等が可能となるものである。
【００３９】
【発明の効果】上記構成を有する平板アンテナでは接地
平面の裏側に導波管構造を設けているので、挿入損が著
しく減少する。又、直接導波管からストリップライン等
への遷移を行うようにしても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された平板アンテナの給送構造の
平面図。
【図２Ａ】図１に示された平板アンテナの横断面図
【図２Ｂ】図１に示された平板アンテナの横断面図
【図２Ｃ】図１に示された平板アンテナの給送構造の他
実施例の断面図
【図３】図１の給送構造を複数の四分円を有する平板ア
ンテナに適用した実施例を示す底面図
【図４】双分極構造の平板アンテナに本発明の給送構造
を適用した状態の平面図
【図５】単一四分円（２５６素子）の実験結果を示すグ
ラフ。
【図６】単一四分円（２５６素子）の実験結果を示すグ
ラフ。
【図７】複数の四分円領域（１０２４素子）の実験結果
を示すグラフ。
【図８】複数の四分円領域（１０２４素子）の実験結果
を示すグラフ。
【図９】従来型の１０２４素子の実験結果を示すグラ
フ。
【符号の説明】
１０ 接地平面 １５ ＰＮＤ層 ２０ 探針 ２５ 放射素子層 ３０ モード抑制壁 ４０Ａ 四分の一遷移部 ４０Ｂ ストリップライン １００ 導波管 １２０ 楔状の金属板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年２月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート エム． ソルベロ アメリカ合衆国、メリーランド州 20854、 ポトマック、レッド コート レーン 8617番地 (72)発明者 ベルナルド ディー． ゲラー アメリカ合衆国、メリーランド州 20852、 ロックビル、ウィスパーウッド レーン 11102番地 (72)発明者 フランソワ ティー． アサール アメリカ合衆国、メリーランド州 20817、 ベテスダ、ルーズベルト ストリート 6008番地

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平板アンテナであって、 接地平面と、 上記接地平面に容量性に接続され、中央給送地点と該中
    央給送地点から放射状に広がる少なくとも２本の給送線
    と該２本の給送線から放射状に接続している複数の配電
    線とからなる給送ネットワーク層と、 上記給送ネットワーク層に容量性に接続され、上記複数
    の配電線と一対一対応し、該配電線とインピーダンスが
    適合している放射素子からなる放射素子層と、上記接地
    平面の上記給送ネットワーク層とは反対側に固定され、
    上記中央給送地点で上記給送ネットワーク層に給送する
    導波管とからなることを特徴とする平板アンテナ。
  2. 【請求項２】 上記中央給送地点が同軸接続部と該同軸
    接続部の両側に配された一対のモード抑制壁とからな
    り、該同軸接続部が給送ネットワーク層上の配電線とイ
    ンピーダンスが適合していることを特徴とする請求項１
    記載の平板アンテナ。
  3. 【請求項３】 上記中央給送地点が導波管の出力の伝播
    通路を曲げるために上記導波管内に設けられたＥ面曲が
    り手段を有し、上記導波管が上記接地平面を貫通して形
    成されており、配電ネットワーク層とインピーダンスが
    適合していることを特徴とする請求項１記載の平板アン
    テナ。
  4. 【請求項４】 上記接地平面が上記導波管の壁部の一を
    構成し、該導波管が内部に角型の空間を有する鋳造され
    た金属からなることを特徴とする請求項１記載の平板ア
    ンテナ。
  5. 【請求項５】 上記接地平面が上記導波管の壁部の一を
    構成し、該導波管が内部に角型の空間を有する金属化さ
    れたプラスチックからなることを特徴とする請求項１記
    載の平板アンテナ。
  6. 【請求項６】 上記同軸接続部は約５０オームのインピ
    ーダンスを有し、上記給送線は約７０オームのインピー
    ダンスを有することを特徴とする請求項２記載の平板ア
    ンテナ。
  7. 【請求項７】 上記導波管の一端の壁部がアンテナの調
    整された受信周波数に応じて同軸接続部に対して位置決
    めされていることを特徴とする請求項２記載の平板アン
    テナ。
  8. 【請求項８】 上記中央給送地点が上記同軸接続部から
    給送線への四分の一遷移部分を有し、同軸接続部と給送
    線とのインピーダンスが適合していることを特徴とする
    請求項２記載の平板アンテナ。
  9. 【請求項９】 上記給送ネットワーク層がストリップラ
    イン(stripline)の給送ネットワークを有していること
    を特徴とする請求項１記載の平板アンテナ。
  10. 【請求項１０】 上記給送ネットワーク層がマイクロス
    トリップライン(microstrip)の給送ネットワークを有し
    ていることを特徴とする請求項１記載の平板アンテナ。
  11. 【請求項１１】 上記給送ネットワーク層がスロットラ
    イン(slotline)の給送ネットワークを有していることを
    特徴とする請求項１記載の平板アンテナ。
  12. 【請求項１２】 上記給送ネットワーク層がファインラ
    イン(fineline)の給送ネットワークを有していることを
    特徴とする請求項１記載の平板アンテナ。
  13. 【請求項１３】 上記放射素子が摂動部分が形成された
    部材を有し、この各部材は一点で給送されており、環状
    の分極がなされていることを特徴とする請求項１記載の
    平板アンテナ。
  14. 【請求項１４】 平板アンテナであって、 接地平面と、 四つの四分円領域に分割され且つ上記接地平面に容量性
    に接続されており、中央給送地点と該四つの四分円領域
    にそれぞれに配置され該中央給送地点に接続された四つ
    の給送地点と該四つの給送地点のそれぞれから放射状に
    広がる少なくとも２本のの配電線と該少なくとも２本の
    の配電線から放射状に広がる複数の配電線とからなるス
    トリップラインによる給送ネットワーク層と、 上記ストリップラインによる給送ネットワーク層に容量
    性に接続されており、上記複数の給送線と一対一対応
    し、該給送線とインピーダンスが適合させられている放
    射素子と、 上記接地平面の上記ストリップラインによる給送ネット
    ワーク層の反対側に取り付けられた導波管であって、該
    接地平面が該導波管の壁部の一を構成し、該導波管が各
    給送地点から給送ネットワーク層に給送する導波管とか
    らなることを特徴とする平板アンテナ。
  15. 【請求項１５】 上記給送点のそれぞれが同軸接続部と
    それぞれの該同軸の両側に位置するモード抑制壁とから
    なり、それぞれの同軸接続部が給送ネットワーク層上の
    配電線とインピーダンスが適合させられていることを特
    徴とする請求項１４記載の平板アンテナ。
  16. 【請求項１６】 上記給送点のそれぞれが導波管の出力
    の伝播通路を曲げるために導波管内に設けられたＥ面曲
    がり手段から構成され、上記導波管が上記接地平面を貫
    通して形成されており、更に上記導波管が上記給送ネッ
    トワーク層上の配電線とインピーダンスが適合してお
    り、上記四つの給送点が上記中央給送点と容量性に接続
    されていることを特徴とする請求項１４記載の平板アン
    テナ。
  17. 【請求項１７】 平板アンテナであって、 接地平面と、 四つの四分円領域に分割され且つ上記接地平面に容量性
    に接続されており、第１の中央給送地点と該四つの四分
    円領域にそれぞれに配置され該第１の中央給送地点に接
    続された第１から第４の四つの給送地点と該第１から第
    ４の四つの給送地点のそれぞれから放射状に広がる少な
    くとも２本の給送線と該少なくとも２本の給送線から放
    射状に広がる複数の第１の配電線とからなるストリップ
    ラインによる第１の給送ネットワーク層と、 上記ストリップラインによる第１の給送ネットワーク層
    に容量性に接続されており、上記複数の第１の配電線と
    一対一対応し、該第１の配電線とインピーダンスが適合
    させられている第１の放射素子と、 上記接地平面の上記ストリップラインによる第１の給送
    ネットワーク層の反対側に取り付けられた第１の導波管
    であって、該第１の導波管は上記第１から第４の給送地
    点において上記第１の給送ネットワーク層に給送し、該
    第１から第４の給送地点は同軸接続部と該同軸接続部の
    両側に配された一対のモード抑制壁とからなり、それぞ
    れの同軸接続部は上記スットリップラインによる第１の
    給送ネットワーク層とインピーダンスが適合させられて
    いる第１の導波管と、 四つの四分円領域に分割され且つ上記第１の照射素子層
    に容量性に接続されており、第２の中央給送地点と該四
    つの四分円領域にそれぞれに配置され該第２の中央給送
    地点に接続された第５から第８の四つの給送地点と該第
    ５から第８の四つの給送地点のそれぞれから放射状に広
    がる少なくとも２本の給送線と該少なくとも２本の給送
    線から放射状に広がる複数の第２の配電線とからなるス
    トリップラインによる第２の給送ネットワーク層と、 上記ストリップラインによる第２の給送ネットワーク層
    に容量性に接続されており、上記複数の第２の配電線と
    一対一対応し、該第２の配電線とインピーダンスが適合
    させられている第２の放射素子と、 上記接地平面の上記ストリップラインによる第１の給送
    ネットワーク層の反対側の該接地平面と上記第１の導波
    管の間に該第１の導波管と直交するように取り付けられ
    た第２の導波管であって、該接地平面が該第２の導波管
    の壁部の一を構成し、該第２の導波管が上記第５から第
    ８の給送地点において上記第２の給送ネットワーク層に
    給送し、該第５から第８の給送地点は同軸接続部と該同
    軸接続部の両側に配された一対のモード抑制壁とからな
    り、それぞれの同軸接続部は上記スットリップラインに
    よる第１の給送ネットワーク層とインピーダンスが適合
    させられている第１の導波管とからなることを特徴とす
    る平板アンテナ。
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