JPH05167340A - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JPH05167340A JPH05167340A JP3329237A JP32923791A JPH05167340A JP H05167340 A JPH05167340 A JP H05167340A JP 3329237 A JP3329237 A JP 3329237A JP 32923791 A JP32923791 A JP 32923791A JP H05167340 A JPH05167340 A JP H05167340A
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- circuit board
- radiation
- pattern
- radiating element
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- 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
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters
- H01Q15/242—Polarisation converters
- H01Q15/244—Polarisation converters converting a linear polarised wave into a circular polarised wave
-
- 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
- H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高効率と、交差偏波特性の改善が図れる平面ア
ンテナを提供するにある。 【構成】放射回路板１は対のスロット４ａからなる放射
素子４を１６行１６列に打ち抜いている。給電回路板２
はプリント基板を用いてエッチング加工により給電回路
５を形成したものであり、上記放射素子４に電磁結合す
る給電プローブ５ａは給電線路パータンの先端に形成し
ている。直線偏波を円偏波に変換する偏波器６は所謂ミ
アンダーラインからなるパターンをエッチング加工によ
り形成した３枚のフレキシブルプリント基板を２枚の発
泡ボードの上、中、下に設置したもので、放射回路板１
上に配置される。地導体板３は約２mm厚の市販のアルミ
ニウム板のような金属板を用いて形成されるものであ
る。
ンテナを提供するにある。 【構成】放射回路板１は対のスロット４ａからなる放射
素子４を１６行１６列に打ち抜いている。給電回路板２
はプリント基板を用いてエッチング加工により給電回路
５を形成したものであり、上記放射素子４に電磁結合す
る給電プローブ５ａは給電線路パータンの先端に形成し
ている。直線偏波を円偏波に変換する偏波器６は所謂ミ
アンダーラインからなるパターンをエッチング加工によ
り形成した３枚のフレキシブルプリント基板を２枚の発
泡ボードの上、中、下に設置したもので、放射回路板１
上に配置される。地導体板３は約２mm厚の市販のアルミ
ニウム板のような金属板を用いて形成されるものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放送衛星受信用に対応
する平面アンテナに関するものである。
する平面アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の平面アンテナはストリップ線路を
クランク状に折り曲げて構成したものや、複数のパッチ
素子で構成するものが提案されてきた。ところが、これ
らは一般的に狭帯域のために３００〜４００ＭＨｚに亘
る放送帯域で充分な性能を持つことが困難であった。更
には給電線路からの損失も大きく効率的な改善も困難で
あった。
クランク状に折り曲げて構成したものや、複数のパッチ
素子で構成するものが提案されてきた。ところが、これ
らは一般的に狭帯域のために３００〜４００ＭＨｚに亘
る放送帯域で充分な性能を持つことが困難であった。更
には給電線路からの損失も大きく効率的な改善も困難で
あった。
【０００３】そこで高効率、広帯域化の為に地導体板、
給電回路板、放射回路板からなるトリプレート型平面ア
ンテナが開発され、パラポラアンテナと同程度の受信性
能を有するに至った。
給電回路板、放射回路板からなるトリプレート型平面ア
ンテナが開発され、パラポラアンテナと同程度の受信性
能を有するに至った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円偏波
平面アンテナを構成する場合、放射素子で対応していた
が、この場合給電プローブと放射素子とのカップリング
により不要モードが発生し、効率の低下を招いていた。
従って広帯域に亘る交差偏波特性の確保とパラボラアン
テナに勝る高効率化には問題があった。
平面アンテナを構成する場合、放射素子で対応していた
が、この場合給電プローブと放射素子とのカップリング
により不要モードが発生し、効率の低下を招いていた。
従って広帯域に亘る交差偏波特性の確保とパラボラアン
テナに勝る高効率化には問題があった。
【０００５】本発明は、上述の問題点に鑑みて為された
もので、その目的とするところは円偏波平面アンテナで
の高効率化が実現できた平面アンテナを提供するにあ
る。
もので、その目的とするところは円偏波平面アンテナで
の高効率化が実現できた平面アンテナを提供するにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、地導体と、給電回路と、放射
回路とを夫々別の層で構成し、放射回路の放射素子を直
線偏波を発生する形状で形成するとともに、給電回路か
ら導かれた給電ブローブと電磁気的に結合し、上記放射
回路の上部に直線偏波から円偏波に変換可能な偏波器を
設置したものである。
に請求項１記載の発明は、地導体と、給電回路と、放射
回路とを夫々別の層で構成し、放射回路の放射素子を直
線偏波を発生する形状で形成するとともに、給電回路か
ら導かれた給電ブローブと電磁気的に結合し、上記放射
回路の上部に直線偏波から円偏波に変換可能な偏波器を
設置したものである。
【０００７】請求項２記載の発明では、放射回路の放射
素子は金属板に打抜き形成したアパーチャから成るもの
である。請求項３記載の発明では、放射回路の放射素子
は金属板に打抜き形成した一対のスロットから成るもの
である。請求項４記載の発明では、偏波器は発泡材或い
は空間部分を有するシート材と偏波変換機能を有するよ
うにプリント基板パターンを形成したプリント基板とか
ら成るものである。
素子は金属板に打抜き形成したアパーチャから成るもの
である。請求項３記載の発明では、放射回路の放射素子
は金属板に打抜き形成した一対のスロットから成るもの
である。請求項４記載の発明では、偏波器は発泡材或い
は空間部分を有するシート材と偏波変換機能を有するよ
うにプリント基板パターンを形成したプリント基板とか
ら成るものである。
【０００８】請求項５記載の発明では、偏波器は発泡材
或いは空間部分を有するシート材に偏波変換機能を有す
るパターンを印刷形成したものである。請求項６記載の
発明では、偏波器の偏波変換機能を有するパターンとし
てメアンダーラインを用いている。請求項７記載の発明
では、偏波器の偏波変換機能を有するパターンとして格
子状ラインを用いている。
或いは空間部分を有するシート材に偏波変換機能を有す
るパターンを印刷形成したものである。請求項６記載の
発明では、偏波器の偏波変換機能を有するパターンとし
てメアンダーラインを用いている。請求項７記載の発明
では、偏波器の偏波変換機能を有するパターンとして格
子状ラインを用いている。
【０００９】
【作用】而して本発明の構成によれば、放射回路の上部
に直線偏波から円偏波に変換可能な偏波器を設置したも
のであるから、不要モードの発生が少ない直線偏波の放
射素子を用いることができ、偏波器により直線偏波から
円偏波に切り換えることで良好な交差偏波特性の広帯域
化と高効率化が図れた。
に直線偏波から円偏波に変換可能な偏波器を設置したも
のであるから、不要モードの発生が少ない直線偏波の放
射素子を用いることができ、偏波器により直線偏波から
円偏波に切り換えることで良好な交差偏波特性の広帯域
化と高効率化が図れた。
【００１０】尚請求項２記載のように放射素子をアパー
チャで形成した場合には製作が容易で且つ安価に製作で
きる金属板の打抜き加工を放射回路板の製作に採用可能
で、従来のエッチングプロセスに比べ大幅なコストの低
減が図れる。また請求項２又は３のように金属板で放射
回路を製作すれば、剛性に優れることになり、、地導
体、給電回路、放射回路を積層する場合に間隔を精度良
くすることができ、アンテナ性能のばらつきを極小化で
きる効果が顕著である。
チャで形成した場合には製作が容易で且つ安価に製作で
きる金属板の打抜き加工を放射回路板の製作に採用可能
で、従来のエッチングプロセスに比べ大幅なコストの低
減が図れる。また請求項２又は３のように金属板で放射
回路を製作すれば、剛性に優れることになり、、地導
体、給電回路、放射回路を積層する場合に間隔を精度良
くすることができ、アンテナ性能のばらつきを極小化で
きる効果が顕著である。
【００１１】そして、正方形のアパーチャ或いは一対の
スロットを放射素子に採用すると、給電プローブとのカ
ップリングにより発生する不要モードを極小化できる。
つまり、極めて高い効率の平面アンテンが実現できる。
さらに偏波器の付加により、コスト的な問題が考えられ
るが、請求項４〜７のように偏波器のパターンを発泡材
やシート材の表面に印刷形成したり、プリント基板にパ
ターンを形成することにより、安価に達成できる。
スロットを放射素子に採用すると、給電プローブとのカ
ップリングにより発生する不要モードを極小化できる。
つまり、極めて高い効率の平面アンテンが実現できる。
さらに偏波器の付加により、コスト的な問題が考えられ
るが、請求項４〜７のように偏波器のパターンを発泡材
やシート材の表面に印刷形成したり、プリント基板にパ
ターンを形成することにより、安価に達成できる。
【００１２】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。 （実施例１）図１は本実施例１の一部を省略した分解斜
視図を示しており、この実施例では例えば０．４mm厚の
アルミニウムのような金属板に図２に示す一対のスロッ
ト４ａ，４ａからなる放射素子４を縦横に等間隔に打ち
抜いて放射回路板１を形成し、この放射回路板１の各放
射素子４に図２に示すように電磁気的に結合が可能な給
電プローブ５ａを付加した給電回路５をエッチングによ
り形成した給電回路板２を放射回路板１の下方に一定間
隔だけ隔離して配置し、更にこの給電回路板２の下方に
約２mm厚さの市販のアルミニウム板のような金属板から
なる地導体板３を一定間隔だけ隔離して配置している。
視図を示しており、この実施例では例えば０．４mm厚の
アルミニウムのような金属板に図２に示す一対のスロッ
ト４ａ，４ａからなる放射素子４を縦横に等間隔に打ち
抜いて放射回路板１を形成し、この放射回路板１の各放
射素子４に図２に示すように電磁気的に結合が可能な給
電プローブ５ａを付加した給電回路５をエッチングによ
り形成した給電回路板２を放射回路板１の下方に一定間
隔だけ隔離して配置し、更にこの給電回路板２の下方に
約２mm厚さの市販のアルミニウム板のような金属板から
なる地導体板３を一定間隔だけ隔離して配置している。
【００１３】上記放射素子４は長辺が１３mm、短辺が２
mmの長方形状のスロット４ａを一対９mm離して並行に設
置して構成される。本実施例の放射回路板板３には一対
のスロット４ａ，４ａからなる放射素子４を２０mm間隔
で１６行１６列に打ち抜いてある。そして夫々の回路板
は図３に示すように発泡プラスチックシートからなる誘
電体７を介在させている。
mmの長方形状のスロット４ａを一対９mm離して並行に設
置して構成される。本実施例の放射回路板板３には一対
のスロット４ａ，４ａからなる放射素子４を２０mm間隔
で１６行１６列に打ち抜いてある。そして夫々の回路板
は図３に示すように発泡プラスチックシートからなる誘
電体７を介在させている。
【００１４】放射回路板１の上部には直線偏波を円偏波
に変換する偏波器６を配置しており、この偏波器６は所
謂ミアンダーラインからなる図４に示すパターンをエッ
チング加工により形成した３枚のフレキシブルプリント
基板を２枚の発泡ボードの上、中、下に設置したもので
ある。而して上述のように構成して得られた本実施例の
平面アンテナはＶＳＷＲ、ゲイン、交差偏波特性を測定
したところ１１．５〜１２．５ＧＨｚの広帯域（１ＧＨ
ｚ）に渡り、８０％以上の効率と、略３２ｄＢｉ以上の
交差偏波特性が得られた。
に変換する偏波器６を配置しており、この偏波器６は所
謂ミアンダーラインからなる図４に示すパターンをエッ
チング加工により形成した３枚のフレキシブルプリント
基板を２枚の発泡ボードの上、中、下に設置したもので
ある。而して上述のように構成して得られた本実施例の
平面アンテナはＶＳＷＲ、ゲイン、交差偏波特性を測定
したところ１１．５〜１２．５ＧＨｚの広帯域（１ＧＨ
ｚ）に渡り、８０％以上の効率と、略３２ｄＢｉ以上の
交差偏波特性が得られた。
【００１５】そして、効率の最大点では９６％以上の効
率が実現されていることが確認できた。図５は従来の円
偏波型の放射素子４の特性（イ）と、本実施例の特性
（ロ）とを比較した場合を示している。 （実施例２）上記実施例では放射回路板１の放射素子４
は一つのスロットで構成しているが、本実施例では放射
回路板１として実施例１と同様に０．４mm厚のアルミニ
ウムのような金属板に図６に示すように一辺が１４mmの
正方形のアパーチャ４ｂで放射素子４を構成したものを
用いている。尚その他の構成は実施例１に準ずるため詳
細な構成については特に説明はしない。
率が実現されていることが確認できた。図５は従来の円
偏波型の放射素子４の特性（イ）と、本実施例の特性
（ロ）とを比較した場合を示している。 （実施例２）上記実施例では放射回路板１の放射素子４
は一つのスロットで構成しているが、本実施例では放射
回路板１として実施例１と同様に０．４mm厚のアルミニ
ウムのような金属板に図６に示すように一辺が１４mmの
正方形のアパーチャ４ｂで放射素子４を構成したものを
用いている。尚その他の構成は実施例１に準ずるため詳
細な構成については特に説明はしない。
【００１６】而して本実施例の場合も図５に示すように
実施例１と同様な特性（ハ）が得られた。 （実施例３）上記実施例１に用いる偏波器６はミアンダ
ーラインを用いた偏波器であったが、本実施例では図７
に示すように格子状のパータンを発泡シートに導電性イ
ンキで印刷したフイルム状のものを３枚積層して構成し
た格子状偏波器を用いている。尚その他の構成は実施例
１に準ずる。
実施例１と同様な特性（ハ）が得られた。 （実施例３）上記実施例１に用いる偏波器６はミアンダ
ーラインを用いた偏波器であったが、本実施例では図７
に示すように格子状のパータンを発泡シートに導電性イ
ンキで印刷したフイルム状のものを３枚積層して構成し
た格子状偏波器を用いている。尚その他の構成は実施例
１に準ずる。
【００１７】而して本実施例の場合も実施例１と同様な
特性が得られた。 （実施例４）上記実施例１では放射回路板１の基材とし
てアルミニウム板を用いているが、本実施例では市販の
フレキシブルプリント基板を用い、その銅箔部分をエッ
チング加工してスロット４ａを形成している。その他の
部分は実施例１に準ずる。而して本実施例の場合におい
ても実施例１と殆ど同様な性能が得られた。
特性が得られた。 （実施例４）上記実施例１では放射回路板１の基材とし
てアルミニウム板を用いているが、本実施例では市販の
フレキシブルプリント基板を用い、その銅箔部分をエッ
チング加工してスロット４ａを形成している。その他の
部分は実施例１に準ずる。而して本実施例の場合におい
ても実施例１と殆ど同様な性能が得られた。
【００１８】勿論放射回路板１の以外の構成を実施例
２、３の構成に準じても良いの言うまでもない。尚実施
例１のスロット４ａの形状を図８に示すように凹状に形
成しても良く、また実施例２のアパーチャ４ｂの形状を
図９に示すように円形としても良い。また上記各実施例
に使用する偏波器６の基材に発泡ボードを用いている
が、類似の誘電率の空間部分を有するシート材や発泡シ
ートを使用しても良く、またパターンを直接発泡シート
に印刷形成しても、或いは実施例１と同様にプリント基
板にパターンを形成して発泡ボードの代わりに類似の誘
電率の空間部分を有するシート材を複合した基材を用い
ても勿論良い。
２、３の構成に準じても良いの言うまでもない。尚実施
例１のスロット４ａの形状を図８に示すように凹状に形
成しても良く、また実施例２のアパーチャ４ｂの形状を
図９に示すように円形としても良い。また上記各実施例
に使用する偏波器６の基材に発泡ボードを用いている
が、類似の誘電率の空間部分を有するシート材や発泡シ
ートを使用しても良く、またパターンを直接発泡シート
に印刷形成しても、或いは実施例１と同様にプリント基
板にパターンを形成して発泡ボードの代わりに類似の誘
電率の空間部分を有するシート材を複合した基材を用い
ても勿論良い。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、放射回路の上部に直線偏波か
ら円偏波に変換可能な偏波器を設置したものであるか
ら、不要モードの発生が少ない直線偏波の放射素子を用
いることができ、偏波器により直線偏波から円偏波に切
り換えることで良好な交差偏波特性の広帯域化と高効率
化が図れるという効果がある。
ら円偏波に変換可能な偏波器を設置したものであるか
ら、不要モードの発生が少ない直線偏波の放射素子を用
いることができ、偏波器により直線偏波から円偏波に切
り換えることで良好な交差偏波特性の広帯域化と高効率
化が図れるという効果がある。
【００２０】また請求項２記載の発明は放射素子をアパ
ーチャで形成したので、製作が容易で且つ安価に製作で
きる金属板の打抜き加工を放射回路板の製作に採用可能
で、従来のエッチングプロセスに比べ大幅なコストの低
減が図れるという効果がある。また請求項２記載又は請
求項３記載の発明は、金属板で放射回路を製作するの
で、剛性に優れ、地導体、給電回路、放射回路を積層す
る場合に間隔を精度良くすることができ、アンテナ性能
のばらつきを極小化できる効果が顕著である。
ーチャで形成したので、製作が容易で且つ安価に製作で
きる金属板の打抜き加工を放射回路板の製作に採用可能
で、従来のエッチングプロセスに比べ大幅なコストの低
減が図れるという効果がある。また請求項２記載又は請
求項３記載の発明は、金属板で放射回路を製作するの
で、剛性に優れ、地導体、給電回路、放射回路を積層す
る場合に間隔を精度良くすることができ、アンテナ性能
のばらつきを極小化できる効果が顕著である。
【００２１】更に請求項２記載又は請求項３記載の発明
は、正方形のアパーチャ或いは一対のスロットを放射素
子に採用するので、給電プローブとのカップリングによ
り発生する不要モードを極小化でき、結果極めて高い効
率の平面アンテナが実現できるという効果がある。また
更に偏波器の付加により、コスト的な問題が考えられる
が、請求項４乃至７記載の発明は、偏波器のパターンを
発泡材やシート材の表面に印刷形成したり、プリント基
板にエッチングによりパターンを形成するので、安価に
達成できるという効果がある。
は、正方形のアパーチャ或いは一対のスロットを放射素
子に採用するので、給電プローブとのカップリングによ
り発生する不要モードを極小化でき、結果極めて高い効
率の平面アンテナが実現できるという効果がある。また
更に偏波器の付加により、コスト的な問題が考えられる
が、請求項４乃至７記載の発明は、偏波器のパターンを
発泡材やシート材の表面に印刷形成したり、プリント基
板にエッチングによりパターンを形成するので、安価に
達成できるという効果がある。
【図１】本発明の実施例１の一部省略せる斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例１の放射素子部の一部省略した
拡大上面図である。
拡大上面図である。
【図３】本発明の実施例１の一部省略せる概略側面図で
ある。
ある。
【図４】本発明の実施例１の偏波器のパターン説明図で
ある。
ある。
【図５】本発明の平面アンテナと従来例の平面アンテナ
の比較説明用特性図である。
の比較説明用特性図である。
【図６】本発明の実施例２の放射素子部の一部省略した
拡大上面図である。
拡大上面図である。
【図７】本発明の実施例３の偏波器のパターン説明図で
ある。
ある。
【図８】本発明の他の実施例の放射素子部の一部省略し
た拡大上面図である。
た拡大上面図である。
【図９】本発明のその他の実施例の放射素子部の一部省
略した拡大上面図である。
略した拡大上面図である。
１ 放射回路板 ２ 給電回路板 ３ 地導体板 ４ 放射素子 ４ａ スロット ５ 給電回路 ５ａ 給電プローブ ６ 偏波器
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】平面アンテナ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放送衛星受信用に対応
する平面アンテナに関するものである。
する平面アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の平面アンテナはストリップ線路を
クランク状に折り曲げて構成したものや、複数のパッチ
素子で構成するものが提案されてきた。ところが、これ
らは一般的に狭帯域のために３００〜４００ＭＨｚに亘
る放送帯域で充分な性能を持つことが困難であった。更
には給電線路からの損失も大きく効率的な改善も困難で
あった。
クランク状に折り曲げて構成したものや、複数のパッチ
素子で構成するものが提案されてきた。ところが、これ
らは一般的に狭帯域のために３００〜４００ＭＨｚに亘
る放送帯域で充分な性能を持つことが困難であった。更
には給電線路からの損失も大きく効率的な改善も困難で
あった。
【０００３】そこで高効率、広帯域化の為に地導体板、
給電回路板、放射回路板からなるトリプレート型平面ア
ンテナが開発され、パラボラアンテナと同程度の受信性
能を有するに至った。
給電回路板、放射回路板からなるトリプレート型平面ア
ンテナが開発され、パラボラアンテナと同程度の受信性
能を有するに至った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円偏波
平面アンテナを構成する場合、放射素子で対応していた
が、この場合給電プローブと放射素子とのカップリング
により平行平板モードが発生して電力が周囲に漏れ、効
率の低下を招いていた。更にその漏洩電波が他の放射素
子と相互結合を起こし、交差偏波特性の劣化を引き起こ
す場合があった。
平面アンテナを構成する場合、放射素子で対応していた
が、この場合給電プローブと放射素子とのカップリング
により平行平板モードが発生して電力が周囲に漏れ、効
率の低下を招いていた。更にその漏洩電波が他の放射素
子と相互結合を起こし、交差偏波特性の劣化を引き起こ
す場合があった。
【０００５】従ってパラボラアンテナに勝る高効率化
と、広帯域に亘る交差偏波特性の確保 には問題があっ
た。本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、
その目的とするところは円偏波平面アンテナでの高効率
化が実現できた平面アンテナを提供するにある。
と、広帯域に亘る交差偏波特性の確保 には問題があっ
た。本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、
その目的とするところは円偏波平面アンテナでの高効率
化が実現できた平面アンテナを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、地導体と、給電回路と、放射
回路とを夫々別の層で構成し、放射回路の放射素子を直
線偏波を発生する形状で形成するとともに、給電回路か
ら導かれた給電プローブと電磁気的に結合させた平面ア
ンテナにおいて、上記放射回路の上部に直線偏波から円
偏波に変換可能な偏波器を設置したものである。
に請求項１記載の発明は、地導体と、給電回路と、放射
回路とを夫々別の層で構成し、放射回路の放射素子を直
線偏波を発生する形状で形成するとともに、給電回路か
ら導かれた給電プローブと電磁気的に結合させた平面ア
ンテナにおいて、上記放射回路の上部に直線偏波から円
偏波に変換可能な偏波器を設置したものである。
【０００７】請求項２記載の発明では、放射回路の放射
素子と給電プローブの電磁気的結合の結果生じる平行平
板モードの電波の位相が各放射素子間で、約１波長の整
数倍となるように各放射素子を配置したものである。請
求項３記載の発明では、放射回路の放射素子は金属板に
形成したアパーチャから成るものである。
素子と給電プローブの電磁気的結合の結果生じる平行平
板モードの電波の位相が各放射素子間で、約１波長の整
数倍となるように各放射素子を配置したものである。請
求項３記載の発明では、放射回路の放射素子は金属板に
形成したアパーチャから成るものである。
【０００８】請求項４記載の発明では、放射回路の放射
素子は金属板に形成した一対のスロットから成るもので
ある。請求項５記載の発明では、偏波器は発泡材或いは
空間部分を有するシート材と偏波変換機能を有するよう
にプリント基板パターンを形成したプリント基板とから
成るものである。
素子は金属板に形成した一対のスロットから成るもので
ある。請求項５記載の発明では、偏波器は発泡材或いは
空間部分を有するシート材と偏波変換機能を有するよう
にプリント基板パターンを形成したプリント基板とから
成るものである。
【０００９】請求項６記載の発明では、偏波器は発泡材
或いは空間部分を有するシート材に偏波変換機能を有す
るパターンを印刷形成したものである。請求項７記載の
発明では、偏波器の偏波変換機能を有するパターンとし
てメアンダーラインを用いている。請求項８記載の発明
では、偏波器の偏波変換機能を有するパターンとして格
子状ラインを用いている。
或いは空間部分を有するシート材に偏波変換機能を有す
るパターンを印刷形成したものである。請求項７記載の
発明では、偏波器の偏波変換機能を有するパターンとし
てメアンダーラインを用いている。請求項８記載の発明
では、偏波器の偏波変換機能を有するパターンとして格
子状ラインを用いている。
【００１０】
【作用】而して本発明は、地導体と、給電回路と、放射
回路とを夫々別の層で構成し、放射回路の放射素子を直
線偏波を発生する形状で形成するとともに、給電回路か
ら導かれた給電プローブと電磁気的に結合させた平面ア
ンテナにおいて、上記放射回路の上部に直線偏波から円
偏波に変換可能な偏波器を設置したものであるから、こ
の場合放射素子としては直線偏波用の素子を用いること
になり、直線偏波素子の場合、給電プローブと放射素子
とのカップリングにより発生した平行平板モードの発生
の方向を一致させることが可能となるため、隣接する放
射素子の間隔を適宜調節すれば、発生した平行平板モー
ドの電波が隣接する放射素子から再放射され、見かけ上
漏れは全くなくなり、受信電波を有効利用できるのであ
る。
回路とを夫々別の層で構成し、放射回路の放射素子を直
線偏波を発生する形状で形成するとともに、給電回路か
ら導かれた給電プローブと電磁気的に結合させた平面ア
ンテナにおいて、上記放射回路の上部に直線偏波から円
偏波に変換可能な偏波器を設置したものであるから、こ
の場合放射素子としては直線偏波用の素子を用いること
になり、直線偏波素子の場合、給電プローブと放射素子
とのカップリングにより発生した平行平板モードの発生
の方向を一致させることが可能となるため、隣接する放
射素子の間隔を適宜調節すれば、発生した平行平板モー
ドの電波が隣接する放射素子から再放射され、見かけ上
漏れは全くなくなり、受信電波を有効利用できるのであ
る。
【００１１】特に請求項２の発明のように放射回路の放
射素子と給電プローブの電磁気的結合の結果生じる平行
平板モードの電波の位相が各放射素子間で、約１波長の
整数倍となるように各放射素子を配置すれば、平行平板
モードの電波が隣接する放射素子から再放射され、見か
け上漏れは全くなくなり、受信電波を有効利用できる。
射素子と給電プローブの電磁気的結合の結果生じる平行
平板モードの電波の位相が各放射素子間で、約１波長の
整数倍となるように各放射素子を配置すれば、平行平板
モードの電波が隣接する放射素子から再放射され、見か
け上漏れは全くなくなり、受信電波を有効利用できる。
【００１２】また請求項３又は４のように金属板で放射
回路を製作すれば、剛性に優れることになり、、地導
体、給電回路、放射回路を積層する場合に間隔を精度良
くすることができ、アンテナ性能のばらつきを極小化で
きる効果が顕著である。そして、正方形のアパーチャ或
いは一対のスロットを放射素子に採用すると、給電プロ
ーブとのカップリングにより発生する平行平板モードを
有効利用できる。つまり、極めて高い効率の平面アンテ
ナが実現できる。
回路を製作すれば、剛性に優れることになり、、地導
体、給電回路、放射回路を積層する場合に間隔を精度良
くすることができ、アンテナ性能のばらつきを極小化で
きる効果が顕著である。そして、正方形のアパーチャ或
いは一対のスロットを放射素子に採用すると、給電プロ
ーブとのカップリングにより発生する平行平板モードを
有効利用できる。つまり、極めて高い効率の平面アンテ
ナが実現できる。
【００１３】さらに偏波器の付加により、コスト的な問
題が考えられるが、請求項５〜８のように偏波器のパタ
ーンを発泡材やシート材の表面に印刷形成したり、プリ
ント基板にパターンを形成することにより、安価に達成
できる。
題が考えられるが、請求項５〜８のように偏波器のパタ
ーンを発泡材やシート材の表面に印刷形成したり、プリ
ント基板にパターンを形成することにより、安価に達成
できる。
【００１４】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。 （実施例１）図１は本実施例１の一部を省略した分解斜
視図を示しており、この実施例では例えば０．４mm厚の
アルミニウムのような金属板に図２に示す一対のスロッ
ト４ａ，４ａからなる放射素子４を縦横に等間隔に打ち
抜いて放射回路板１を形成し、この放射回路板１の各放
射素子４に図２に示すように電磁気的に結合が可能な給
電プローブ５ａを付加した給電回路５をエッチングによ
り形成した給電回路板２を放射回路板１の下方に一定間
隔だけ隔離して配置し、更にこの給電回路板２の下方に
約２mm厚さの市販のアルミニウム板のような金属板から
なる地導体板３を一定間隔だけ隔離して配置している。
視図を示しており、この実施例では例えば０．４mm厚の
アルミニウムのような金属板に図２に示す一対のスロッ
ト４ａ，４ａからなる放射素子４を縦横に等間隔に打ち
抜いて放射回路板１を形成し、この放射回路板１の各放
射素子４に図２に示すように電磁気的に結合が可能な給
電プローブ５ａを付加した給電回路５をエッチングによ
り形成した給電回路板２を放射回路板１の下方に一定間
隔だけ隔離して配置し、更にこの給電回路板２の下方に
約２mm厚さの市販のアルミニウム板のような金属板から
なる地導体板３を一定間隔だけ隔離して配置している。
【００１５】上記放射素子４は長辺が１３mm、短辺が２
mmの長方形状のスロット４ａを一対９mm離して並行に設
置して構成される。本実施例の放射回路板３には一対の
スロット４ａ，４ａからなる放射素子４を２０mm間隔で
１６行１６列に打ち抜いてある。そして夫々の回路板は
図３に示すように発泡プラスチックシートからなる誘電
体７を介在させている。
mmの長方形状のスロット４ａを一対９mm離して並行に設
置して構成される。本実施例の放射回路板３には一対の
スロット４ａ，４ａからなる放射素子４を２０mm間隔で
１６行１６列に打ち抜いてある。そして夫々の回路板は
図３に示すように発泡プラスチックシートからなる誘電
体７を介在させている。
【００１６】放射回路板１の上部には直線偏波を円偏波
に変換する偏波器６を配置しており、この偏波器６は所
謂ミアンダーラインからなる図４に示すパターンをエッ
チング加工により形成した３枚のフレキシブルプリント
基板を２枚の発泡ボードの上、中、下に設置したもので
ある。而して上述のように構成して得られた本実施例の
平面アンテナはＶＳＷＲ、ゲイン、交差偏波特性を測定
したところ１１．５〜１２．５ＧＨｚの広帯域（１ＧＨ
ｚ）に渡り、８０％以上の効率と、略３２ｄＢ以上の交
差偏波特性が得られた。
に変換する偏波器６を配置しており、この偏波器６は所
謂ミアンダーラインからなる図４に示すパターンをエッ
チング加工により形成した３枚のフレキシブルプリント
基板を２枚の発泡ボードの上、中、下に設置したもので
ある。而して上述のように構成して得られた本実施例の
平面アンテナはＶＳＷＲ、ゲイン、交差偏波特性を測定
したところ１１．５〜１２．５ＧＨｚの広帯域（１ＧＨ
ｚ）に渡り、８０％以上の効率と、略３２ｄＢ以上の交
差偏波特性が得られた。
【００１７】そして、効率の最大点では９６％以上の効
率が実現されていることが確認できた。図５は従来の円
偏波型の放射素子４の特性（イ）と、本実施例の特性
（ロ）とを比較した場合を示している。 （実施例２）上記実施例では放射回路板１の放射素子４
は一対のスロットで構成しているが、本実施例では放射
回路板１として実施例１と同様に０．４mm厚のアルミニ
ウムのような金属板に図６に示すように一辺が１４mmの
正方形のアパーチャ４ｂで放射素子４を構成したものを
用いている。尚その他の構成は実施例１に準ずるため詳
細な構成については特に説明はしない。
率が実現されていることが確認できた。図５は従来の円
偏波型の放射素子４の特性（イ）と、本実施例の特性
（ロ）とを比較した場合を示している。 （実施例２）上記実施例では放射回路板１の放射素子４
は一対のスロットで構成しているが、本実施例では放射
回路板１として実施例１と同様に０．４mm厚のアルミニ
ウムのような金属板に図６に示すように一辺が１４mmの
正方形のアパーチャ４ｂで放射素子４を構成したものを
用いている。尚その他の構成は実施例１に準ずるため詳
細な構成については特に説明はしない。
【００１８】而して本実施例の場合も図５に示すように
実施例１と同様な特性（ハ）が得られた。 （実施例３）上記実施例１に用いる偏波器６はミアンダ
ーラインを用いた偏波器であったが、本実施例では図７
に示すように格子状のパターンを発泡シートに導電性イ
ンキで印刷したフイルム状のものを３枚積層して構成し
た格子状偏波器を用いている。尚その他の構成は実施例
１に準ずる。
実施例１と同様な特性（ハ）が得られた。 （実施例３）上記実施例１に用いる偏波器６はミアンダ
ーラインを用いた偏波器であったが、本実施例では図７
に示すように格子状のパターンを発泡シートに導電性イ
ンキで印刷したフイルム状のものを３枚積層して構成し
た格子状偏波器を用いている。尚その他の構成は実施例
１に準ずる。
【００１９】而して本実施例の場合も実施例１と同様な
特性が得られた。 （実施例４）上記実施例１では放射回路板１の基材とし
てアルミニウム板を用いているが、本実施例では市販の
フレキシブルプリント基板を用い、その銅箔部分をエッ
チング加工してスロット４ａを形成している。その他の
部分は実施例１に準ずる。而して本実施例の場合におい
ても実施例１と殆ど同様な性能が得られた。
特性が得られた。 （実施例４）上記実施例１では放射回路板１の基材とし
てアルミニウム板を用いているが、本実施例では市販の
フレキシブルプリント基板を用い、その銅箔部分をエッ
チング加工してスロット４ａを形成している。その他の
部分は実施例１に準ずる。而して本実施例の場合におい
ても実施例１と殆ど同様な性能が得られた。
【００２０】勿論放射回路板１の以外の構成を実施例
２、３の構成に準じても良いのは言うまでもない。尚実
施例１のスロット４ａの形状を図８に示すように凹状に
形成しても良く、また実施例２のアパーチャ４ｂの形状
を図９に示すように円形としても良い。また上記各実施
例に使用する偏波器６の基材に発泡ボードを用いている
が、類似の誘電率の空間部分を有するシート材や発泡シ
ートを使用しても良く、またパターンを直接発泡シート
に印刷形成しても、或いは実施例１と同様にプリント基
板にパターンを形成して発泡ボードの代わりに類似の誘
電率の空間部分を有するシート材を複合した基材を用い
ても勿論良い。
２、３の構成に準じても良いのは言うまでもない。尚実
施例１のスロット４ａの形状を図８に示すように凹状に
形成しても良く、また実施例２のアパーチャ４ｂの形状
を図９に示すように円形としても良い。また上記各実施
例に使用する偏波器６の基材に発泡ボードを用いている
が、類似の誘電率の空間部分を有するシート材や発泡シ
ートを使用しても良く、またパターンを直接発泡シート
に印刷形成しても、或いは実施例１と同様にプリント基
板にパターンを形成して発泡ボードの代わりに類似の誘
電率の空間部分を有するシート材を複合した基材を用い
ても勿論良い。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、放射回路の上部に直線偏波か
ら円偏波に変換可能な偏波器を設置したものであるか
ら、平行平板モードの電波を再利用することにより電波
を有効利用できる直線偏波の放射素子を用いることが可
能になり、偏波器により直線偏波から円偏波に切り換え
ることで良好な交差偏波特性の広帯域化と高効率化が図
れるという効果がある。
ら円偏波に変換可能な偏波器を設置したものであるか
ら、平行平板モードの電波を再利用することにより電波
を有効利用できる直線偏波の放射素子を用いることが可
能になり、偏波器により直線偏波から円偏波に切り換え
ることで良好な交差偏波特性の広帯域化と高効率化が図
れるという効果がある。
【００２２】特に請求項２記載の発明は、放射回路の放
射素子と給電プローブの電磁気的結合の結果生じる平行
平板モードの電波の位相が各放射素子間で、約１波長の
整数倍となるように各放射素子を配置するので、平行平
板モードの電波が隣接する放射素子から再放射され、見
かけ上漏れは全くなくなり、受信電波を有効利用できる
という効果がある。
射素子と給電プローブの電磁気的結合の結果生じる平行
平板モードの電波の位相が各放射素子間で、約１波長の
整数倍となるように各放射素子を配置するので、平行平
板モードの電波が隣接する放射素子から再放射され、見
かけ上漏れは全くなくなり、受信電波を有効利用できる
という効果がある。
【００２３】更に請求項３記載又は請求項４記載の発明
は、正方形のアパーチャ或いは一対のスロットを放射素
子に採用するので、給電プローブとのカップリングによ
り平行平板モードの電波を再利用することにより電波を
有効利用でき、結果極めて高い効率の平面アンテナが実
現できるという効果がある。また更に偏波器の付加によ
り、コスト的な問題が考えられるが、請求項５乃至８記
載の発明は、偏波器のパターンを発泡材やシート材の表
面に印刷形成したり、プリント基板にエッチングにより
パターンを形成するので、安価に達成できるという効果
がある。
は、正方形のアパーチャ或いは一対のスロットを放射素
子に採用するので、給電プローブとのカップリングによ
り平行平板モードの電波を再利用することにより電波を
有効利用でき、結果極めて高い効率の平面アンテナが実
現できるという効果がある。また更に偏波器の付加によ
り、コスト的な問題が考えられるが、請求項５乃至８記
載の発明は、偏波器のパターンを発泡材やシート材の表
面に印刷形成したり、プリント基板にエッチングにより
パターンを形成するので、安価に達成できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の一部省略せる斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例１の放射素子部の一部省略した
拡大上面図である。
拡大上面図である。
【図３】本発明の実施例１の一部省略せる概略側面図で
ある。
ある。
【図４】本発明の実施例１の偏波器のパターン説明図で
ある。
ある。
【図５】本発明の平面アンテナと従来例の平面アンテナ
の比較説明用特性図である。
の比較説明用特性図である。
【図６】本発明の実施例２の放射素子部の一部省略した
拡大上面図である。
拡大上面図である。
【図７】本発明の実施例３の偏波器のパターン説明図で
ある。
ある。
【図８】本発明の他の実施例の放射素子部の一部省略し
た拡大上面図である。
た拡大上面図である。
【図９】本発明のその他の実施例の放射素子部の一部省
略した拡大上面図である。
略した拡大上面図である。
【符号の説明】 １ 放射回路板 ２ 給電回路板 ３ 地導体板 ４ 放射素子 ４ａ スロット ５ 給電回路 ５ａ 給電プローブ ６ 偏波器
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
Claims (7)
- 【請求項１】地導体と、給電回路と、放射回路とを夫々
別の層で構成し、放射回路の放射素子を直線偏波を発生
する形状に形成するとともに、給電回路から導かれた給
電ブローブと電磁気的に結合し、上記放射回路の上部に
直線偏波から円偏波に変換可能な偏波器を設置したこと
を特徴とする平面アンテナ。 - 【請求項２】放射回路の放射素子は、金属板に打抜き形
成したアパーチャから成ることを特徴とする請求項１記
載の平面アンテナ。 - 【請求項３】放射回路の放射素子は、金属板に打抜き形
成した一対のスロットから成ることを特徴とする請求項
１記載の平面アンテナ。 - 【請求項４】偏波器は、発泡材或いは空間部分を有する
シート材と偏波変換機能を有するようにプリント基板パ
ターンを形成したプリント基板とから成ることを特徴と
する請求項１記載の平面アンテナ。 - 【請求項５】偏波器は、発泡材或いは空間部分を有する
シート材に偏波変換機能を有するパターンを印刷形成し
たことを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。 - 【請求項６】偏波器の偏波変換機能を有するパターンと
してメアンダーラインを用いたことを特徴とする請求項
４又は５記載の平面アンテナ。 - 【請求項７】偏波器の偏波変換機能を有するパターンと
して格子状ラインを用いたことを特徴とする請求項４又
は５記載の平面アンテナ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329237A JPH0744380B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 平面アンテナ |
| EP92203615A EP0546601B1 (en) | 1991-12-13 | 1992-11-24 | Planar antenna |
| ES92203615T ES2092018T3 (es) | 1991-12-13 | 1992-11-24 | Antena plana. |
| DE69212127T DE69212127T2 (de) | 1991-12-13 | 1992-11-24 | Ebene Antenne |
| KR1019920022970A KR960016369B1 (ko) | 1991-12-13 | 1992-12-01 | 평면안테나 |
| US08/390,419 US5502453A (en) | 1991-12-13 | 1995-02-17 | Planar antenna having polarizer for converting linear polarized waves into circular polarized waves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329237A JPH0744380B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 平面アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05167340A true JPH05167340A (ja) | 1993-07-02 |
| JPH0744380B2 JPH0744380B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=18219186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3329237A Expired - Fee Related JPH0744380B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 平面アンテナ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5502453A (ja) |
| EP (1) | EP0546601B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0744380B2 (ja) |
| KR (1) | KR960016369B1 (ja) |
| DE (1) | DE69212127T2 (ja) |
| ES (1) | ES2092018T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100973700B1 (ko) * | 2008-05-07 | 2010-08-04 | 연세대학교 산학협력단 | 반사형 편파 변환기 및 편파 발생 장치 |
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| JP3875592B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2007-01-31 | 日本電波工業株式会社 | 多素子アレー型の平面アンテナ |
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| KR102302466B1 (ko) * | 2014-11-11 | 2021-09-16 | 주식회사 케이엠더블유 | 도파관 슬롯 어레이 안테나 |
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| CN107508047B (zh) * | 2017-08-30 | 2023-06-16 | 南京信息工程大学 | 一种平面结构圆极化与线极化微波双向转换器 |
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| CN113675616A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-19 | 南京大学 | 一种正交圆极化电磁波的独立完全调控方法 |
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