JPH05191136A - 平面型位相補償レンズアンテナ - Google Patents
平面型位相補償レンズアンテナInfo
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- JPH05191136A JPH05191136A JP2467092A JP2467092A JPH05191136A JP H05191136 A JPH05191136 A JP H05191136A JP 2467092 A JP2467092 A JP 2467092A JP 2467092 A JP2467092 A JP 2467092A JP H05191136 A JPH05191136 A JP H05191136A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は通信用アンテナ・放送用アンテナ等
に用いて、好適の平面型位相補償レンズアンテナに関す
る。 【構成】 レンズアンテナにおいて、金属反射板１と同
金属反射板の表面に貼着されその表面が平面状に形成さ
れてアンテナ面３を構成するスペーサ２と、上記アンテ
ナ面３に配列されたダイポール列をそなえ、ダイポール
列を、レンズアンテナの中心をｘ−ｙ座標の原点とした
とき ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 但し ｆ ： レンズアンテナの焦点距離 λ0： 設計の波長 ｋ ： 任意の整数（１，２……ｎ） で表わされる複数の同心円に沿って円周方向にかつ原点
に対し点対称に配設することにより、電波をレンズ効果
によって焦点に集めるようにした点に特徴を有する。
に用いて、好適の平面型位相補償レンズアンテナに関す
る。 【構成】 レンズアンテナにおいて、金属反射板１と同
金属反射板の表面に貼着されその表面が平面状に形成さ
れてアンテナ面３を構成するスペーサ２と、上記アンテ
ナ面３に配列されたダイポール列をそなえ、ダイポール
列を、レンズアンテナの中心をｘ−ｙ座標の原点とした
とき ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 但し ｆ ： レンズアンテナの焦点距離 λ0： 設計の波長 ｋ ： 任意の整数（１，２……ｎ） で表わされる複数の同心円に沿って円周方向にかつ原点
に対し点対称に配設することにより、電波をレンズ効果
によって焦点に集めるようにした点に特徴を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は通信用アンテナ・放送用
アンテナ等に用いて好適の平面型位相補償レンズアンテ
ナに関するものである。
アンテナ等に用いて好適の平面型位相補償レンズアンテ
ナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のレンズアンテナは、焦点に電波や
光を物理的なレンズ形状の遅波回路を用いて焦点に集束
させるか、パラボラ面（放物面）のような反射鏡により
集束させるかしていた。
光を物理的なレンズ形状の遅波回路を用いて焦点に集束
させるか、パラボラ面（放物面）のような反射鏡により
集束させるかしていた。
【０００３】ところで、レンズは光学系ではごく当たり
前のように用いられているが、電磁波は光に比べ波長が
長いためレンズが厚くなり、レンズを用いての集束は難
しい。そこで、レンズを薄くするために、ゾーニング等
の方法が採用されているが、それでもレンズが厚くなる
ので、一般にはパラボラ型のミラーが用いられていた。
前のように用いられているが、電磁波は光に比べ波長が
長いためレンズが厚くなり、レンズを用いての集束は難
しい。そこで、レンズを薄くするために、ゾーニング等
の方法が採用されているが、それでもレンズが厚くなる
ので、一般にはパラボラ型のミラーが用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、完全な位相補償
を行えないが、金属面や格子による回折リングや回折格
子が研究されている。しかしながら平面で作ることがで
きるが、逆相部分を反射させてしまうので回折リングや
回折格子は能率が悪い。そのため逆相部分を同相に補償
する目的で誘電体を用いることもあるが、その場合には
よほど誘電率の高い誘電体を用いない限り半波長による
逆相を作るには厚みに難があり、どうしても誘電体の厚
みが厚くなってしまい、材料が大量に必要になるし、重
くなり高価で実際的ではない。
を行えないが、金属面や格子による回折リングや回折格
子が研究されている。しかしながら平面で作ることがで
きるが、逆相部分を反射させてしまうので回折リングや
回折格子は能率が悪い。そのため逆相部分を同相に補償
する目的で誘電体を用いることもあるが、その場合には
よほど誘電率の高い誘電体を用いない限り半波長による
逆相を作るには厚みに難があり、どうしても誘電体の厚
みが厚くなってしまい、材料が大量に必要になるし、重
くなり高価で実際的ではない。
【０００５】また、電波レンズとしてダイポールを電波
の進行方向にも多数配列して遅波回路を設け、疑似誘電
体としてレンズまたはプリズムを作り、電波を屈折させ
る研究も行われているが、大きな構造物となってしまう
ので実用化するのは難しく、かつ経済的ではない。
の進行方向にも多数配列して遅波回路を設け、疑似誘電
体としてレンズまたはプリズムを作り、電波を屈折させ
る研究も行われているが、大きな構造物となってしまう
ので実用化するのは難しく、かつ経済的ではない。
【０００６】本発明は上述のような従来技術の各問題点
の解決をはかろうとするもので、平面でありながら、焦
点からみたある平面においてその点にあるべき位相を、
従来のように物理的な構造でハード的に位相を補償する
ものではなく、ソフト的に位相を補償するように構成さ
れた補償素子によって行なうようにした平面型位相補償
レンズアンテナを提供することを目的とする。
の解決をはかろうとするもので、平面でありながら、焦
点からみたある平面においてその点にあるべき位相を、
従来のように物理的な構造でハード的に位相を補償する
ものではなく、ソフト的に位相を補償するように構成さ
れた補償素子によって行なうようにした平面型位相補償
レンズアンテナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の平面型位相補償レンズア
ンテナは、レンズアンテナにおいて、金属反射板と同金
属反射板の表面に貼着されその表面が平面状に形成され
てアンテナ面を構成するスペーサと、上記アンテナ面に
配列されたダイポールまたはループとをそなえ、同ダイ
ポールまたはループの直線または交直あるいは円偏波を
放射する素子の共振周波数の近辺の特性を用い上記ダイ
ポール列またはループ列を構成する各ダイポールまたは
各ループの長さを電波の波長に対応して調節することに
より上記各ダイポールまたは各ループを容量的、誘導的
に動作させると共に、電波をレンズ効果により屈折させ
て焦点に集結させるべく上記ダイポール列またはループ
列を、上記レンズアンテナの中心をｘ−ｙ座標の原点と
したとき ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 但し ｆ ： レンズアンテナの焦点距離 λ0： 設計の波長 ｋ ： 任意の整数（１，２……ｎ） で表わされる複数の同心円に沿って円周方向にかつ上記
原点に対し点対称に配設したことを特徴としている。ま
た本発明の請求項２に記載の平面型位相補償レンズアン
テナは、レンズアンテナにおいて、電波を透過可能な材
料でその表面が平面状に形成されてアンテナ面を構成す
る板体と、上記アンテナ面に配列されたダイポール列ま
たはループ列とをそなえ、同ダイポール列またはループ
列の直線または交直あるいは円偏波を放射する素子の共
振周波数の近辺の特性を用い上記ダイポール列またはル
ープ列を構成する各ダイポールまたは各ループの長さを
電波の波長に対応して調節することにより上記各ダイポ
ールまたは各ループを容量的、誘導的に動作させると共
に、電波をレンズ効果により屈折させ電波の到来方向に
対しアンテナ面を隔てた反対側で焦点に集結させるべく
上記ダイポール列またはループ列を、上記レンズアンテ
ナの中心をｘ−ｙ座標の原点としたとき ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 但し ｆ ： レンズアンテナの焦点距離 λ0： 設計の波長 ｋ ： 任意の整数（１，２……ｎ） で表わされる複数の同心円に沿って円周方向にかつ上記
原点に対し点対称に配設したことを特徴としている。
め、本発明の請求項１に記載の平面型位相補償レンズア
ンテナは、レンズアンテナにおいて、金属反射板と同金
属反射板の表面に貼着されその表面が平面状に形成され
てアンテナ面を構成するスペーサと、上記アンテナ面に
配列されたダイポールまたはループとをそなえ、同ダイ
ポールまたはループの直線または交直あるいは円偏波を
放射する素子の共振周波数の近辺の特性を用い上記ダイ
ポール列またはループ列を構成する各ダイポールまたは
各ループの長さを電波の波長に対応して調節することに
より上記各ダイポールまたは各ループを容量的、誘導的
に動作させると共に、電波をレンズ効果により屈折させ
て焦点に集結させるべく上記ダイポール列またはループ
列を、上記レンズアンテナの中心をｘ−ｙ座標の原点と
したとき ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 但し ｆ ： レンズアンテナの焦点距離 λ0： 設計の波長 ｋ ： 任意の整数（１，２……ｎ） で表わされる複数の同心円に沿って円周方向にかつ上記
原点に対し点対称に配設したことを特徴としている。ま
た本発明の請求項２に記載の平面型位相補償レンズアン
テナは、レンズアンテナにおいて、電波を透過可能な材
料でその表面が平面状に形成されてアンテナ面を構成す
る板体と、上記アンテナ面に配列されたダイポール列ま
たはループ列とをそなえ、同ダイポール列またはループ
列の直線または交直あるいは円偏波を放射する素子の共
振周波数の近辺の特性を用い上記ダイポール列またはル
ープ列を構成する各ダイポールまたは各ループの長さを
電波の波長に対応して調節することにより上記各ダイポ
ールまたは各ループを容量的、誘導的に動作させると共
に、電波をレンズ効果により屈折させ電波の到来方向に
対しアンテナ面を隔てた反対側で焦点に集結させるべく
上記ダイポール列またはループ列を、上記レンズアンテ
ナの中心をｘ−ｙ座標の原点としたとき ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 但し ｆ ： レンズアンテナの焦点距離 λ0： 設計の波長 ｋ ： 任意の整数（１，２……ｎ） で表わされる複数の同心円に沿って円周方向にかつ上記
原点に対し点対称に配設したことを特徴としている。
【０００８】
【作用】上述の本発明の平面型位相補償レンズアンテナ
では、次のような作用が行なわれる。すなわち、一般
に、電波においても光の場合と同様に、回折リングのよ
うに電波の到来方向ないしは反射方向の平面において同
相の部分が周期的に円または円環となって現れる。これ
は、フレネルリングとして光学では昔からよく知られて
いることである。また、逆相部分はこの同相円のほぼ中
間に周期的に円または円環となって現れる。しかるに回
折リングでは位相を曲面によって完全に補償するのでは
なくて断続的に補償しているので、例え誘電体リングに
より、逆相部分の補償がされたとしても９０°位相のベ
クトルについては全く位相補償が行われていない。
では、次のような作用が行なわれる。すなわち、一般
に、電波においても光の場合と同様に、回折リングのよ
うに電波の到来方向ないしは反射方向の平面において同
相の部分が周期的に円または円環となって現れる。これ
は、フレネルリングとして光学では昔からよく知られて
いることである。また、逆相部分はこの同相円のほぼ中
間に周期的に円または円環となって現れる。しかるに回
折リングでは位相を曲面によって完全に補償するのでは
なくて断続的に補償しているので、例え誘電体リングに
より、逆相部分の補償がされたとしても９０°位相のベ
クトルについては全く位相補償が行われていない。
【０００９】そこで、本発明では、まず、ダイポール系
の放射素子を用いて板の代わりとなすばかりでなく、ダ
イポール系の素子により素子の長さを変えて＋１８０°
から−１８０°までの位相補償を行い同位相の焦点を得
るように設計している。
の放射素子を用いて板の代わりとなすばかりでなく、ダ
イポール系の素子により素子の長さを変えて＋１８０°
から−１８０°までの位相補償を行い同位相の焦点を得
るように設計している。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１乃至図１３は本発明の第一実施例としての平
面型位相補償レンズアンテナを示すもので図１は斜視
図、図２は真横からみた断面図、図３は平面型位相補償
アンテナが取り付けられたフィルムシートの正面図、図
４、図５、図６はその変形例である。図７は平面型位相
補償レンズアンテナのない状態での給電点での位相関係
を表した図、図８は反射型平面型位相補償レンズアンテ
ナの給電点での位相関係を表した図、図９は平面型位相
補償レンズアンテナの給電点での位相関係を表した図、
図１０(a)は図３のダイポール配設部の拡大図、図１０
(b)は図４のダイポール配設部の拡大図、図１０(c),(d)
は図５，図６のダイポール配設部の拡大図、図１１は周
波数を一定としたときの、半波長付近におけるダイポー
ルの大きさとインピーダンスとの関係を示す図、図１２
はダイポールの大きさと遅波率ζとの関係を示す図であ
り、図１３は本発明の平面型位相補償レンズアンテナ原
理を説明するための模式図である。 図１４，図１５は
本発明の第二実施例としての平面型位相補償レンズアン
テナを示すもので、図１４は概略図、図１５は断面図で
ある。
する。図１乃至図１３は本発明の第一実施例としての平
面型位相補償レンズアンテナを示すもので図１は斜視
図、図２は真横からみた断面図、図３は平面型位相補償
アンテナが取り付けられたフィルムシートの正面図、図
４、図５、図６はその変形例である。図７は平面型位相
補償レンズアンテナのない状態での給電点での位相関係
を表した図、図８は反射型平面型位相補償レンズアンテ
ナの給電点での位相関係を表した図、図９は平面型位相
補償レンズアンテナの給電点での位相関係を表した図、
図１０(a)は図３のダイポール配設部の拡大図、図１０
(b)は図４のダイポール配設部の拡大図、図１０(c),(d)
は図５，図６のダイポール配設部の拡大図、図１１は周
波数を一定としたときの、半波長付近におけるダイポー
ルの大きさとインピーダンスとの関係を示す図、図１２
はダイポールの大きさと遅波率ζとの関係を示す図であ
り、図１３は本発明の平面型位相補償レンズアンテナ原
理を説明するための模式図である。 図１４，図１５は
本発明の第二実施例としての平面型位相補償レンズアン
テナを示すもので、図１４は概略図、図１５は断面図で
ある。
【００１１】ここでまず、平面型位相補償アンテナの原
理について図１３で説明する。
理について図１３で説明する。
【００１２】図１３の右遠方より電波が到来すると仮定
する。ホイゲンスの原理より、電波の到来方向に垂直な
平面（ＸＹ平面）上に２次波原が分布して存在すると考
えることができる。ここで、１つの平面を波面と考え
る。そしてその平面上の点をＰとし、点Ｆと波原（衛
星）を結ぶ直線と、その波面との交点をＢとする。Ｂを
中心としてＦＢとの通路差がλ0／２の整数倍（λ0=自
由空間波長）になるような点Ｐの軌跡は点Ｂを中心とす
る同心円となる。
する。ホイゲンスの原理より、電波の到来方向に垂直な
平面（ＸＹ平面）上に２次波原が分布して存在すると考
えることができる。ここで、１つの平面を波面と考え
る。そしてその平面上の点をＰとし、点Ｆと波原（衛
星）を結ぶ直線と、その波面との交点をＢとする。Ｂを
中心としてＦＢとの通路差がλ0／２の整数倍（λ0=自
由空間波長）になるような点Ｐの軌跡は点Ｂを中心とす
る同心円となる。
【００１３】このときの関係は［数１］式のように表せ
る。
る。
【数１】ＦＰ＝ＦＢ＋（λ0／２)・ｋ 但し、 ｋ：整数、λ0は設計波長 点Ｐを波源とする点Ｆにおける電界の向きは、ｋが偶数
のときを正とすると、奇数のときは、負となり互いに逆
向きとなる。ここで、Ｆ(0,0,0)、Ｂ(0,0,ｆ)、Ｐ(ｘ,
ｙ,ｆ)とおくと、［数１］式より［数２］式、［数２］
式より［数３］式が導かれる。
のときを正とすると、奇数のときは、負となり互いに逆
向きとなる。ここで、Ｆ(0,0,0)、Ｂ(0,0,ｆ)、Ｐ(ｘ,
ｙ,ｆ)とおくと、［数１］式より［数２］式、［数２］
式より［数３］式が導かれる。
【数２】
【数３】ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 ［数３］式は、点Ｐの軌跡を表す式だが、これは点Ｂを
中心とする半径［数４］式の円である。
中心とする半径［数４］式の円である。
【数４】 0≦ｋ≦1のとき、点Ｆで電界が同相になるとすると、1
≦ｋ≦2のときは逆相になる。以後交互に（偶数）≦ｋ
≦（奇数）のときは、同相、（奇数）≦ｋ≦（偶数）の
ときは、逆相となる。
≦ｋ≦2のときは逆相になる。以後交互に（偶数）≦ｋ
≦（奇数）のときは、同相、（奇数）≦ｋ≦（偶数）の
ときは、逆相となる。
【００１４】図７はそのときの位相関係を表した図であ
る。そこでこの逆相部分の電界の位相を１８０゜ずらせ
ば、点Ｆではすべて強め合う成分だけになる。そのとき
の位相関係を表したのが図８である。すなわち逆位相部
分の電界を１８０度位相をずらして同相部を増やしてい
る。しかし、図８を見るとわかるように、図７に比べる
と、同相部が増えているが、まだ完全に同相ではない。
る。そこでこの逆相部分の電界の位相を１８０゜ずらせ
ば、点Ｆではすべて強め合う成分だけになる。そのとき
の位相関係を表したのが図８である。すなわち逆位相部
分の電界を１８０度位相をずらして同相部を増やしてい
る。しかし、図８を見るとわかるように、図７に比べる
と、同相部が増えているが、まだ完全に同相ではない。
【００１５】ここで、図２の様なアンテナを想定する。
すなわち図２において、符号１は金属反射板を示してい
て、この金属反射板１の表面に誘電体（誘電率が大きい
場合には薄くなるも誘電率が１に近い場合には約λ／４
となる）製のスペーサ２が貼着され、スペーサ２はその
表面が平滑なアンテナ面３に形成されている。符号４は
受信用ピックアップ部およびコンバーターを示してい
る。そして受信用ピックアップ部４から反射板１までの
距離をｆ（焦点距離）とする。受信用ピックアップ部４
と反射板１の中心、受信用ピックアップ部４と反射板１
の任意の点を結ぶ２本の直線のなす角をθ、受信用ピッ
クアップと反射板の外端部を結ぶ直線の距離をＬとす
る。
すなわち図２において、符号１は金属反射板を示してい
て、この金属反射板１の表面に誘電体（誘電率が大きい
場合には薄くなるも誘電率が１に近い場合には約λ／４
となる）製のスペーサ２が貼着され、スペーサ２はその
表面が平滑なアンテナ面３に形成されている。符号４は
受信用ピックアップ部およびコンバーターを示してい
る。そして受信用ピックアップ部４から反射板１までの
距離をｆ（焦点距離）とする。受信用ピックアップ部４
と反射板１の中心、受信用ピックアップ部４と反射板１
の任意の点を結ぶ２本の直線のなす角をθ、受信用ピッ
クアップと反射板の外端部を結ぶ直線の距離をＬとす
る。
【００１６】ここで図２の左遠方より電波が到来すると
仮定する。ホイヘンスの原理により、電波の到来方向に
垂直な反射板面１上に２次波源が分布して存在すると考
えることができる。ここで、この反射板面を波面と考え
る。その波面上の点をＰとし、焦点Ｆから反射板上に垂
直におろした直線と、その波面との交点をＢとする。Ｂ
を中心としてＦＢとの通路差がλ0／２の整数倍になる
ような点Ｐの軌跡は、点Ｂを中心とする同心円となる。
このときの関係は［数１］式と同様に次のように表せ
る。
仮定する。ホイヘンスの原理により、電波の到来方向に
垂直な反射板面１上に２次波源が分布して存在すると考
えることができる。ここで、この反射板面を波面と考え
る。その波面上の点をＰとし、焦点Ｆから反射板上に垂
直におろした直線と、その波面との交点をＢとする。Ｂ
を中心としてＦＢとの通路差がλ0／２の整数倍になる
ような点Ｐの軌跡は、点Ｂを中心とする同心円となる。
このときの関係は［数１］式と同様に次のように表せ
る。
【数５】ＦＰ＝ＦＢ＋（λ0／２)・ｋ 但し、 ｋ：整数、λ0は設計波長 点Ｐを波源とした点Ｆにおける電界の向きは、ｋが偶数
のときを正とすると、奇数のときは、負となり互いに逆
向きとなる。ここで、Ｆ(0,0,0)、Ｂ(0,0,ｆ)、Ｐ(ｘ,
ｙ,ｆ)とおくと、［数５］式により、［数６］式，［数
７］式が得られる。
のときを正とすると、奇数のときは、負となり互いに逆
向きとなる。ここで、Ｆ(0,0,0)、Ｂ(0,0,ｆ)、Ｐ(ｘ,
ｙ,ｆ)とおくと、［数５］式により、［数６］式，［数
７］式が得られる。
【数６】
【数７】ｘ2＋ｙ2 ＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 ［数７］式は、点Ｐの軌跡を表わす式であるが、これは
点Ｂを中心とする半径［数８］の円である。このｋに整
数を代入することにより、数個の同心円が得られる。
点Ｂを中心とする半径［数８］の円である。このｋに整
数を代入することにより、数個の同心円が得られる。
【数８】 受信用ピックアップ部での受信電波の電界位相を同相に
するためには反射板の任意の点において［数９］に表さ
れるような位相差を作ることができれば電界位相は完全
に同相となる。
するためには反射板の任意の点において［数９］に表さ
れるような位相差を作ることができれば電界位相は完全
に同相となる。
【数９】位相差＝（Ｌ−ｄ／cosθ）・（１＋cosθ） 但し、 １≧cosθ≧ｄ／Ｌ
【００１７】図１１は周波数を一定としたときの、半波
長付近におけるダイポールの大きさとインピーダンスと
の関係を示すものであるが、このグラフからダイポール
の大きさを０から徐々に大きくしたときは、抵抗分Ｒと
リアクタンス分Ｘは共に増加し、半波長付近になるとリ
アクタンス分Ｘが急激に減少し、共振状態となることが
わかる。さらに、ダイポールの大きさを増していくとリ
アクタンス分Ｘは急激に減少し続け、マイナスのピーク
を境に再び増加し、一方、抵抗分Ｒは減少することもわ
かる。
長付近におけるダイポールの大きさとインピーダンスと
の関係を示すものであるが、このグラフからダイポール
の大きさを０から徐々に大きくしたときは、抵抗分Ｒと
リアクタンス分Ｘは共に増加し、半波長付近になるとリ
アクタンス分Ｘが急激に減少し、共振状態となることが
わかる。さらに、ダイポールの大きさを増していくとリ
アクタンス分Ｘは急激に減少し続け、マイナスのピーク
を境に再び増加し、一方、抵抗分Ｒは減少することもわ
かる。
【００１８】図１１に示したリアクタンス分Ｘの影響に
よりダイポールから放射される電波の位相は、自由空間
における位相より進んだり、遅れたりする。この遅れ位
相、進み位相を考慮した波長λgと自由空間波長λとの
比を遅波率ζとすると、ダイポールの大きさと遅波率ζ
との関係は、図１２に示すようになる。すなわち遅波率
ζは、ダイポールの大きさが半波長以下の時は減少し半
波長付近を境に急増し、さらにダイポールの大きさが増
すと再び減少する。このように、ダイポールの大きさに
よって遅波率ζを変化させることによってアンテナ開口
面状の位相を一様にすることができる。よって、ダイポ
ール長によって、遅波率を最適に制御し、より同相な位
相を得てアンテナの高能率化を図ることができる。ま
た、振幅もダイポール長である程度、制御できるので、
反射板のところで振幅の大きさを一様にできれば、より
高効率化できる。そのときの位相関係を表したのが、図
９である。
よりダイポールから放射される電波の位相は、自由空間
における位相より進んだり、遅れたりする。この遅れ位
相、進み位相を考慮した波長λgと自由空間波長λとの
比を遅波率ζとすると、ダイポールの大きさと遅波率ζ
との関係は、図１２に示すようになる。すなわち遅波率
ζは、ダイポールの大きさが半波長以下の時は減少し半
波長付近を境に急増し、さらにダイポールの大きさが増
すと再び減少する。このように、ダイポールの大きさに
よって遅波率ζを変化させることによってアンテナ開口
面状の位相を一様にすることができる。よって、ダイポ
ール長によって、遅波率を最適に制御し、より同相な位
相を得てアンテナの高能率化を図ることができる。ま
た、振幅もダイポール長である程度、制御できるので、
反射板のところで振幅の大きさを一様にできれば、より
高効率化できる。そのときの位相関係を表したのが、図
９である。
【００１９】以上の説明から、アンテナ面にダイポール
５を配設し、その長さを電波の波長に対応して調節する
ことにより、受信ピックアップ部における位相、振幅を
より最適に制御することができる。そして、ダイポール
の形状としては、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、
十字ダイポール型、ループ型、直線ダイポール四合配
設、直線一列ダイポール型などが考えられる。このよう
なダイポール配列をアンテナ面にしたものを、図３〜図
６に第１実施例およびその変形例として示した。
５を配設し、その長さを電波の波長に対応して調節する
ことにより、受信ピックアップ部における位相、振幅を
より最適に制御することができる。そして、ダイポール
の形状としては、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、
十字ダイポール型、ループ型、直線ダイポール四合配
設、直線一列ダイポール型などが考えられる。このよう
なダイポール配列をアンテナ面にしたものを、図３〜図
６に第１実施例およびその変形例として示した。
【００２０】次に第二実施例を説明する。この第二実施
例が上述の第一実施例と異なる点は、第一実施例のもの
が反射型であるのに対し第二実施例のものが透過型であ
る点で相違する。すなわち、図１４，図１５において、
アンテナ面３が、発泡スチロールあるいは発泡ポリエチ
レンのような発泡樹脂を素材とする板体２'がその表面
を平面状に形成されて構成されるとともに、受信用ピッ
クアップ部４が、電波の到来方向とアンテナ面３を隔て
た反対側に配設されている点で相違する。電波は、板体
２'を透過して電波の到来方向とアンテナ面３を隔てた
反対側に配設された受信用ピックアップ部４（焦点）
に、上述の第一実施例の場合と同様に、ダイポール列あ
るいはループ列の作用で集結する。
例が上述の第一実施例と異なる点は、第一実施例のもの
が反射型であるのに対し第二実施例のものが透過型であ
る点で相違する。すなわち、図１４，図１５において、
アンテナ面３が、発泡スチロールあるいは発泡ポリエチ
レンのような発泡樹脂を素材とする板体２'がその表面
を平面状に形成されて構成されるとともに、受信用ピッ
クアップ部４が、電波の到来方向とアンテナ面３を隔て
た反対側に配設されている点で相違する。電波は、板体
２'を透過して電波の到来方向とアンテナ面３を隔てた
反対側に配設された受信用ピックアップ部４（焦点）
に、上述の第一実施例の場合と同様に、ダイポール列あ
るいはループ列の作用で集結する。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の平面型位
相補償レンズアンテナによれば、反射鏡部分を平面化で
きるので風圧及び雪害の影響がなく、したがって、アン
テナ特性の気象条件による影響がないという効果が得ら
れる。
相補償レンズアンテナによれば、反射鏡部分を平面化で
きるので風圧及び雪害の影響がなく、したがって、アン
テナ特性の気象条件による影響がないという効果が得ら
れる。
【図１】本発明の第一実施例としての平面型位相補償レ
ンズアンテナの概観図である。
ンズアンテナの概観図である。
【図２】図１のレンズアンテナの断面図である。
【図３】図１の正面図である。
【図４】第一実施例の第一変形例の正面図である。
【図５】第一実施例の第二変形例の正面図である。
【図６】第一実施例の第三変形例の正面図である。
【図７】平面型位相補償レンズアンテナのない状態での
給電点での位相関係を表した図である。
給電点での位相関係を表した図である。
【図８】反射型平面型位相補償アンテナアンテナの給電
点での位相関係を表した図である。
点での位相関係を表した図である。
【図９】平面型位相補償アンテナアンテナの給電点での
位相関係を表した図である。
位相関係を表した図である。
【図１０】(a) 図３のダイポール配設部の拡大図であ
る。 (b) 図４のダイポール配設部の拡大図である。 (c) 図５のダイポール配設部の拡大図である。 (d) 図６のダイポール配設部の拡大図である。
る。 (b) 図４のダイポール配設部の拡大図である。 (c) 図５のダイポール配設部の拡大図である。 (d) 図６のダイポール配設部の拡大図である。
【図１１】周波数を一定としたときの、半波長付近にお
けるダイポールの大きさとインピーダンスとの関係を示
す図である。
けるダイポールの大きさとインピーダンスとの関係を示
す図である。
【図１２】ダイポールの大きさと遅波率ζとの関係を示
す図である。
す図である。
【図１３】本発明の原理を説明するための模式図であ
る。
る。
【図１４】本発明の第二実施例としての平面型位相補償
レンズアンテナの概観図である。
レンズアンテナの概観図である。
【図１５】同レンズアンテナの断面図である。
１ 反射板 ２ スペーサー ３ アンテナ面 ４ 受信用ピックアップ部 ５ ダイポール
Claims (2)
- 【請求項１】 レンズアンテナにおいて、金属反射板と
同金属反射板の表面に貼着されその表面が平面状に形成
されてアンテナ面を構成するスペーサと、上記アンテナ
面に配列されたダイポール列またはループ列とをそな
え、同ダイポール列またはループ列の直線または交直あ
るいは円偏波を放射する素子の共振周波数の近辺の特性
を用い上記ダイポール列またはループ列を構成する各ダ
イポールまたは各ループの長さを電波の波長に対応して
調節することにより上記各ダイポールまたは各ループを
容量的、誘導的に動作させると共に、電波をレンズ効果
により屈折させて焦点に集結させるべく上記ダイポール
列またはループ列を、上記レンズアンテナの中心をｘ−
ｙ座標の原点としたとき ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 但し ｆ ： レンズアンテナの焦点距離 λ0： 設計の波長 ｋ ： 任意の整数（１，２……ｎ） で表わされる複数の同心円に沿って円周方向にかつ上記
原点に対し点対称に配設したことを特徴とする、平面型
位相補償レンズアンテナ。 - 【請求項２】 レンズアンテナにおいて、電波を透過可
能な材料でその表面が平面状に形成されてアンテナ面を
構成する板体と、上記アンテナ面に配列されたダイポー
ル列またはループ列とをそなえ、同ダイポール列または
ループ列の直線または交直あるいは円偏波を放射する素
子の共振周波数の近辺の特性を用い上記ダイポール列ま
たはループ列を構成する各ダイポールまたは各ループの
長さを電波の波長に対応して調節することにより上記各
ダイポールまたは各ループを容量的、誘導的に動作させ
ると共に、電波をレンズ効果により屈折させ電波の到来
方向に対しアンテナ面を隔てた反対側で焦点に集結させ
るべく上記ダイポール列またはループ列を、上記レンズ
アンテナの中心をｘ−ｙ座標の原点としたとき ｘ2＋ｙ2＝（ｆ＋λ0・ｋ)2−ｆ2 但し ｆ ： レンズアンテナの焦点距離 λ0： 設計の波長 ｋ ： 任意の整数（１，２……ｎ） で表わされる複数の同心円に沿って円周方向にかつ上記
原点に対し点対称に配設したことを特徴とする、平面型
位相補償レンズアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2467092A JPH05191136A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 平面型位相補償レンズアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2467092A JPH05191136A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 平面型位相補償レンズアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05191136A true JPH05191136A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=12144578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2467092A Pending JPH05191136A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 平面型位相補償レンズアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05191136A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6473049B2 (en) | 2000-12-07 | 2002-10-29 | Asahi Glass Company, Limited | Antenna device |
| CN1327234C (zh) * | 2003-11-18 | 2007-07-18 | 电子科技大学 | 一种测量微波介质透镜天线焦斑焦距的装置 |
| JP2010063051A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Ryukoku Univ | レンズアンテナ |
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| JP2011519251A (ja) * | 2008-04-28 | 2011-06-30 | ハリス コーポレイション | アンテナ及びアンテナを作成する方法 |
| JP2012049769A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd | アンテナ |
| WO2013013466A1 (zh) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | 深圳光启高等理工研究院 | 后馈式雷达天线 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP2467092A patent/JPH05191136A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6473049B2 (en) | 2000-12-07 | 2002-10-29 | Asahi Glass Company, Limited | Antenna device |
| CN1327234C (zh) * | 2003-11-18 | 2007-07-18 | 电子科技大学 | 一种测量微波介质透镜天线焦斑焦距的装置 |
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| US8368608B2 (en) | 2008-04-28 | 2013-02-05 | Harris Corporation | Circularly polarized loop reflector antenna and associated methods |
| JP2010063051A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Ryukoku Univ | レンズアンテナ |
| JP2010226695A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-10-07 | Ntt Docomo Inc | リフレクトアレイ |
| US8390531B2 (en) | 2008-09-30 | 2013-03-05 | Ntt Docomo, Inc. | Reflect array |
| JP2012049769A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd | アンテナ |
| WO2013013466A1 (zh) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | 深圳光启高等理工研究院 | 后馈式雷达天线 |
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