JPH06140833A - 平面アンテナ - Google Patents

平面アンテナ

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JPH06140833A
JPH06140833A JP28828492A JP28828492A JPH06140833A JP H06140833 A JPH06140833 A JP H06140833A JP 28828492 A JP28828492 A JP 28828492A JP 28828492 A JP28828492 A JP 28828492A JP H06140833 A JPH06140833 A JP H06140833A
Authority
JP
Japan
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waveguide
feeding
antenna
parallel
feed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP28828492A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuya Tsukamoto
活也 塚本
Iwakuni Ujiyama
岩邦 宇治山
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】分岐部分を持たず設計製造が容易な並列給電型
の導波管を用いて給電線損失を極めて小さくした平面ア
ンテナを提供するにある。 【構成】並列給電用導波管Bは中心より外方向へ90度
ずつの間隔で放射状に延びた4つの導波管部bを突設
し、水平断面の外形状が4弁の花びらのようになってい
る。各導波管部bの水平断面形状は楕円であって、その
楕円の第1の焦点を導波管Bの中心位置に配置して各楕
円形状の一部が隣接するもの同士で重複する形となって
いる。アンテナ体Aはアパーチャ4を形成した放射回路
板3と、アパーチャ4に電磁気的に結合させた給電プロ
ーブ5aを持つ給電回路5を設けた給電回路板2と、地
導体板1とでトリプレート型の平面アンテナを構成して
いる。給電回路板2の給電回路5の給電点6は地導体板
1に設けた給電部7を介して導波管部bの第2の焦点に
位置するアンテナ結合用給電点に結合している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放送衛星からの電波や
通信衛星からの電波の受信に対応する平面アンテナに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の放送衛星受信用平面アンテナはス
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した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であって300
〜400MHzに亘る放送帯域全体で充分な性能を持つ
ことが困難であった。更には、給電線からの損失も大き
く効率的な改善も困難であった。
【0003】そこで、高効率、広帯域化のために地導体
板、給電回路板、放射回路板からなるトリプレート型平
面アンテナや、導波管を給電部分に利用したラジアルラ
インスロットアンテナ、ヘリカルアレーアンテナ等が開
発され、パラボラアンテナと同等以上の受信性能を有す
るに至った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記ラジアル
スロットアンテナ、ヘリカルアレーアンテナは基本的に
は直列給電方式を採用せざるを得なく、帯域的に問題が
ある場合も生じた。またトリプレート型平面アンテナで
は、並列給電化が可能で帯域的な問題はないが、ラジア
ルスロットアンテナ、ヘリカルアレーアンテナに比較す
ると給電線損失が大きく大型化すれば性能劣化を引き起
こす場合があった。
【0005】一方、給電線損失の改善のためには導波管
との複合が良く知られている。この導波管複合構成のア
ンテナとしては例えば4つのパッチアレーアンテナをH
形状の導波管で結合した結合したものや、X形状の導波
管で結合したものであるが、並列給電の導波管は分岐部
分に均等に給電するために、分岐部分の交差点の精度を
非常に高くしなけばならず、実際上の製造は困難を極め
た。
【0006】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分岐部分を持たず、設計
製造が容易な並列給電型の導波管を用いることにより給
電線損失を極めて小さくした平面アンテナを提供するに
ある。
【0007】
【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の発明は、地導体と、給電回路と、放射回
路とを下方から順次積層するとともに各層を互いに空間
層若しくは誘電体で隔離し、放射回路の放射素子には給
電回路から導かれた給電プローブを電磁気的に結合して
アンテナ部を構成するともに、このアンテナ部を複数備
えて各アンテナ部をサブアンテナ部としたアンテナ体
と、上、下に並行し対向面が平面状の金属部分及び並行
金属部分の周囲を囲繞する金属部分で箱状に形成され、
内部には中心から放射状に分かれた同形状の複数の導波
管部を形成し、上記中心位置に給電点を設け、各導波管
部の端部内にアンテナ結合用給電点を設けた並列給電用
導波管とを用い、上記アンテナ体の各サブアンテナ部に
対応する上記地導体下面に上記並列給電用導波管を配置
して各導波管部のアンテナ結合用給電点をアンテナ体の
各サブアンテナ部の給電回路に結合したものである。
【0008】請求項2の発明は、並列給電用導波管の各
導波管部の水平断面形状を楕円とするとともに、各導波
管部の第1の焦点を並列給電用導波管の中心に位置させ
てこの第1の焦点の位置に給電点を設け、各導波管部の
第2の焦点の位置にアンテナ結合用給電点を設けたもの
である。請求項3記載の発明は、並列給電用導波管の中
心の給電点に対して、並列給電用導波管の下方に配置し
た一乃至複数の別の並列給電用導波管を介して給電を行
うようにしたものである。
【0009】
【作用】請求項1の発明の構成によれば、並列給電用導
波管によりアンテナ体のサブアンテナに給電するため給
電線損失を少なくすることができ、その上トリプレート
型平面アンテナの従来の性能を加えることができるた
め、広帯域でしかも給電線損失が少ないトリプレート型
平面アンテナを得られる。
【0010】更に用いる並列給電用導波管は、その中心
位置の給電点と、各導波管部のアンテナ結合用給電点と
の間の給電が分岐部分を介さずに行えるものであるた
め、複雑な調整手段等を設ける必要がなく、また設計製
造が容易であり、しかも各導波管部が放射状に形成され
るためアンテナサイズが大きいものにも容易に採用でき
るものである。
【0011】請求項2の発明の構成によれば、並列給電
用導波管の各導波管部の水平断面形状を楕円とするとと
もに、各導波管部の第1の焦点を並列給電用導波管の中
心に位置させてこの第1の焦点の位置に給電点を設け、
各導波管部の第2の焦点の位置にアンテナ結合用給電点
を設けるため、中心の給電点から導波管部の内面で反射
した電波は第2の焦点位置のアンテナ結合用給電点に等
距離で給電されるため、各導波管部への給電が均等に行
なわれ、且つ損失も少ない。
【0012】請求項3の発明の構成によれば、並列給電
用導波管の中心の給電点に対して、並列給電用導波管の
下方に配置した一乃至複数の別の並列給電用導波管を介
して給電を行うので、アンテナサイズが大型化しても容
易に対処でき、アンテナサイズが大型のものでも給電線
損失の少ないトリプレート型平面アンテナを実現するこ
とができる。
【0013】
【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は本実施例の位置部を省略した分解斜
視図を示し、図2はその断面図を示している。本実施例
は例えば0.4mm厚のアルミニウムのような金属板に
放射素子を構成するアパーチャ4を複数等間隔に打ち抜
き(若しくは切り抜き)形成した放射回路板3と、放射
回路板3の各アパーチャ4に電磁気的にカップリングす
る給電プローブ5aを設けた給電回路5をエッチングに
よって形成したフイルム状のプリント基板からなる給電
回路板2と、市販のアルミニウム板(例えば2mm厚)
のような金属板からなる地導体板1とを夫々一定間隔離
して配置したトリプレート型のアンテナ体Aを用いたも
ので、アンテナ体Aの地導体板1の下方には後述する並
列給電用導波管Bを配置している。
【0014】アンテナ体Aの放射回路板3に形成せるア
パーチャ4は図4に示すように一辺が14mmの正方形
の孔からなり、22mm間隔で4×4個放射回路板3に
設けられている。給電回路板2は給電回路5を2×2個
のアパーチャ4に対して一つずつ設けており、図1に示
す4×4個のアパーチャ4に対しては4つの給電回路5
が設けられることになる。また給電回路5は4つのアパ
ーチャ4に対応するように4つの給電プローブ5aを設
けるとともに、各給電プローブ5aに対して等距離の位
置に給電点6を設けてある。
【0015】地導体板1は給電回路板2の給電回路5の
給電点6に対応する箇所にピン、スロットのようなもの
からなる給電部7を地導体板1に対して絶縁する形で貫
設している。地導体板1、給電回路板2、放射回路板3
の間には図2に示すように発泡プラスチックシートから
なる誘電体11を介在させているが、勿論空間であって
も良い。
【0016】而してアンテナ体Aは2×2個のアパーチ
ャ4と、これに対応する給電回路5及び地導体板1とで
サブアンテナ部を構成し、地導体板1の各給電部7の上
端を対応するサブアンテナ部の給電回路5の給電点6に
結合させる。並列給電用導波管Bは、上、下に並行する
平板金属部分と、周囲を遮蔽する金属部分とを持つ深さ
が約4mmの箱状に形成されたのもので、上側の平板金
属部分は上記地導体板1を用い、その他の部分はアルミ
ダイキャストにより形成されたもので、中心より外方向
へ90度ずつの間隔で放射状に4つの導波管部bを外方
向へ突設して、全体の水平断面の外形状が図3に示すよ
うに4弁の花びらのようになっている。また各導波管部
bの水平断面形状は楕円に形成し、その楕円の第1の焦
点を導波管Bの中心位置に位置させ各楕円形状の一部が
隣接するもの同士重複する形となっている。
【0017】そして並列給電用導波管Bは上記中心に給
電点10を設け、更に各導波管bの第2の焦点にアンテ
ナ結合用給電点を設け、給電点10には図2に示すよに
LNB9と結合させ、各アンテナ結合用給電点には地導
体板1の下面より突出した給電部7の下端を配置して結
合させ、この給電部7を介して対応するサブアンテナ部
に給電するようになっている。
【0018】而して、導波管Bの内面で反射して導波管
Bの中心にある給電点10と、各アンテナ結合用給電点
とを結ぶ距離L1 、L2 …は全て等距離であるため各サ
ブアンテナ部に対する給電が何らの調整なしに均等に行
うことができることになる。上述のように構成された得
られた本実施例の平面アンテナのVSWR、ゲイン、交
差偏波特性を測定したところ、11.5〜11.5GH
zの広帯域(1GHz)に亘り、90%以上の効率と、
25dB以上の交差偏波特性が得られた。
【0019】更に従来から問題になっているた給電線損
失によるアンテナ雑音温度が約30パーセント改善され
ていることが明らかとなった。上記本実施例でのサブア
ンテアンナ部の放射素子数を256素子とし、このサブ
アンテナ部を4つ用いて図3に示す並列導波管Bで結合
して全体で1024素子の平面アンテナを構成し、その
VSWR、ゲイン、交差偏波特性を測定したところ、1
1.5〜11.5GHzの広帯域(1GHz)に亘り、
80%以上の効率と、25dB以上の交差偏波特性が得
られた。更に給電線損失によるアンテナ雑音温度が約5
0パーセント改善されていることが明らかとなった。
【0020】つまりアンテナサイズが大きくなるとそれ
だけ効果的になることが分かった。尚アパーチャ4の形
状は図5(a)乃至(h)に示すように円形孔、二つの
弦状の孔、並行する二つのスロット、更に複数のスロッ
ト、また縮退分離部を設けた正方形、円系等各種形状の
ものでも良く、これらアパーチャ4の形状でも同様な効
果が得られたことが確認できた。
【0021】(実施例2)本実施例は実施例1に於ける
並列給電用導波管Bの給電点10に別の並列給電用導波
管B’の導波管部bのアンテナ結合用給電点をピン8に
より結合して、結果的に実施例1におけるアンテナ体A
を4枚用いた64素子の平面アンテナを構成したもので
ある。図6は本実施例の一部省略した分解斜視図を示
し、下方に配置される導波管B’の天井面は金属板で被
蔽してある。
【0022】尚本実施例の平面アンテナのVSWR、ゲ
イン、交差偏波特性を測定したところ、11.5〜1
1.5GHzの広帯域(1GHz)に亘り、90%以上
の効率と、25dB以上の交差偏波特性が得られた。更
に給電線損失によるアンテナ雑音温度が約50パーセン
ト改善されていることが明らかとなった。つまり並列給
電用導波管を複数個結合すると更に効果的であることが
分かった。
【0023】
【発明の効果】請求項1の発明は、地導体と、給電回路
と、放射回路とを下方から順次積層するとともに各層を
互いに空間層若しくは誘電体で隔離し、放射回路の放射
素子には給電回路から導かれた給電プローブを電磁気的
に結合してアンテナ部を構成するともに、このアンテナ
部を複数備えて各アンテナ部をサブアンテナ部としたア
ンテナ体と、上、下に並行し対向面が平面状の金属部分
及び並行金属部分の周囲を囲繞する金属部分で箱状に形
成され、内部には中心から放射状に分かれた同形状の複
数の導波管部を形成し、上記中心位置に給電点を設け、
各導波管部の端部内にアンテナ結合用給電点を設けた並
列給電用導波管とを用い、上記アンテナ体の各サブアン
テナ部に対応する上記地導体下面に上記並列給電用導波
管を配置して各導波管部のアンテナ結合用給電点をアン
テナ体の各サブアンテナ部の給電回路に結合したので、
並列給電用導波管によりアンテナ体のサブアンテナに給
電するため給電線損失を少なくすることができ、その上
トリプレート型平面アンテナの従来の性能を加えること
ができるため、広帯域でしかも給電線損失が少ないトリ
プレート型平面アンテナを得られ、更に用いる並列給電
用導波管は、その中心位置の給電点と、各導波管部のア
ンテナ結合用給電点との間の給電が分岐部分を介さずに
行えるものであるため、複雑な調整手段等を設ける必要
がなく、また設計製造が容易であり、しかも各導波管部
が放射状に形成されるためアンテナサイズが大きいもの
にも容易に採用できるという効果がある。
【0024】また請求項2の発明は、並列給電用導波管
の各導波管部の水平断面形状を楕円とするとともに、各
導波管部の第1の焦点を並列給電用導波管の中心に位置
させてこの第1の焦点の位置に給電点を設け、各導波管
部の第2の焦点の位置にアンテナ結合用給電点を設ける
ため、中心の給電点から導波管部の内面で反射した電波
は第2の焦点位置のアンテナ結合用給電点に等距離で給
電されるため、各導波管部への給電が均等に行なわれ、
且つ損失も少ないという効果がある。
【0025】請求項3の発明は、並列給電用導波管の中
心の給電点に対して、並列給電用導波管の下方に配置し
た一乃至複数の別の並列給電用導波管を介して給電を行
うためアンテナサイズが大型化しても容易に対処でき、
アンテナサイズが大型のものでも給電線損失の少ないト
リプレート型平面アンテナを実現することができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の一部省略した分解斜視図で
ある。
【図2】同上の断面図である。
【図3】同上に使用の並列給電用導波管の構成説明図で
ある。
【図4】同上に使用の放射回路板のアパーチャの形状説
明図である。
【図5】放射回路板のアパーチャの他の形状の説明図で
ある。
【図6】本発明の実施例1の一部省略した分解斜視図で
ある。
【符号の説明】
1 地導体板 2 給電回路板 3 放射回路板 4 アパーチャ 5 給電回路 5a 給電プローブ 6 給電点 7 給電部 A アンテナ体 B 並列給電用導波管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地導体と、給電回路と、放射回路とを下方
    から順次積層するとともに各層を互いに空間層若しくは
    誘電体で隔離し、放射回路の放射素子には給電回路から
    導かれた給電プローブを電磁気的に結合してアンテナ部
    を構成するともに、このアンテナ部を複数備えて各アン
    テナ部をサブアンテナ部としたアンテナ体と、上、下に
    並行し対向面が平面状の金属部分及び並行金属部分の周
    囲を囲繞する金属部分で箱状に形成され、内部には中心
    から放射状に分かれた同形状の複数の導波管部を形成
    し、上記中心位置に給電点を設け、各導波管部の端部内
    にアンテナ結合用給電点を設けた並列給電用導波管とを
    用い、上記アンテナ体の各サブアンテナ部に対応する上
    記地導体下面に上記並列給電用導波管を配置して各導波
    管部のアンテナ結合用給電点をアンテナ体の各サブアン
    テナ部の給電回路に結合したことを特徴とする平面アン
    テナ。
  2. 【請求項2】並列給電用導波管の各導波管部の水平断面
    形状を楕円とするとともに、各導波管部の第1の焦点を
    並列給電用導波管の中心に位置させてこの第1の焦点の
    位置に給電点を設け、各導波管部の第2の焦点の位置に
    アンテナ結合用給電点を設けたことを特徴とする平面ア
    ンテナ。
  3. 【請求項3】並列給電用導波管の中心の給電点に対し
    て、並列給電用導波管の下方に配置した一乃至複数の別
    の並列給電用導波管を介して給電を行うことを特徴とす
    る請求項1又は2記載の平面アンテナ。
JP28828492A 1992-10-27 1992-10-27 平面アンテナ Withdrawn JPH06140833A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508749A (ja) * 2000-08-31 2004-03-18 レイセオン・カンパニー 機械的ステアリング可能なアレイアンテナ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508749A (ja) * 2000-08-31 2004-03-18 レイセオン・カンパニー 機械的ステアリング可能なアレイアンテナ
JP4698121B2 (ja) * 2000-08-31 2011-06-08 レイセオン カンパニー 機械的ステアリング可能なアレイアンテナ

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