JPH06291547A

JPH06291547A - 円偏波アレーアンテナ

Info

Publication number: JPH06291547A
Application number: JP7474693A
Authority: JP
Inventors: Hisao Iwasaki; 久雄岩崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JP3329879B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、利得が高く、アイソレーションに
優れた円偏波アレーアンテナを提供することを目的とす
る。【構成】本発明の円偏波アレーアンテナは、直線偏波
アンテナ素子をＮ（３≦Ｎ≦５若しくはＮ≧６）個、円
周上の略正Ｎ角形となる位置に配列すると共に、各アン
テナ素子の向きを順次、３６０／Ｎ度ずつ回転させ、更
に、３６０／Ｎ度ずつの位相差で給電し、誘電率を１．
５以上の基板に各素子を形成し、円形アレーの半径を約
０．４５波長以下（Ｎ≧６のときは、０．６波長以上）
に配列し、かつ、各素子の偏波方向を円形アレーの中心
を各素子を結んだ線上に一致するように偏波方向を設定
したことを要旨とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、利得の向上を図った
同時送受信ができる円偏波アレーアンテナに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の移動体と固定局又は移動体と
移動体との間を衛星を介して通信する移動体衛星通信シ
ステムにおいて、この移動体に設けられるアンテナとし
ては、小形・軽量で、利得が高くかつ円偏波による電波
を異なる周波数で送受信できることが要求されている。
このため、出力がはるかに大きい送信チャネルから受信
チャネルを分離する。すなわち、送信信号が受信信号に
漏れ込むことを防ぐためには、一般的には、送受信共用
のアンテナ素子を用いた場合はダイプレクサが用いら
れ、送受分離型のアンテナ素子を用いた場合はフィルタ
が用いられる。

【０００３】ダイプレクサやフィルタなどの送受信分離
素子は、一般にアンテナ素子よりかさばり、重量も重
い。素子数が多くなるにつれ重量が重くなり、体積が増
すためアンテナの空間的占有領域が大きくなる。このま
までは移動体用には適さない。そのため。送受信間のア
イソレーションをアンテナ素子間でとり、フィルタやダ
イプレクサへの要求を低減する必要がある。

【０００４】この問題に対する解決法を示す従来例とし
て、円偏波同時送受信複合アンテナ（特開平２−１１６
２０２号公報）がある。このアンテナは、図２６に示す
ように矩形パッチアンテナ１０３と同一面上に形成され
たマイクロストリップ線路１０９で直接アンテナ端面１
０３Ｔを給電し、水平偏波である周波数ｆ１を発生さ
せ、また、マイクロストリップ線路１０７で直接アンテ
ナ端面１０３Ｔを給電し、垂直偏波である周波数ｆ２を
発生させる。

【０００５】また、図２６では、この矩形パッチアンテ
ナ１０３を４素子用い、右回りに空間的に９０度回転さ
せた配置をとり、かつ、９０度の位相差で給電する構成
を示す。この構成を用いるこで円偏波同時送受信複合ア
ンテナを実現している。このようにアンテナ素子単位で
周波数が異なる直交偏波を作り、対の素子を用いること
で、円偏波を実現している。このため送信アンテナと受
信アンテナを分離することができる。このアンテナは、
構成が簡単である。更に、アンテナ素子と給電線路同一
の基板上に形成することができる。

【０００６】この発明で得られる特性としては、同発明
者による文献ＡＰ−Ｓ９０ｐｐ．８０３−８０６，SELP
DIPLEXING CIRCULARLY POLARIZED ANTENNA ，で報告さ
れているように、送信と受信のアイソレーションは、２
０から２３ｄＢしか得られない。通信で要求されるアイ
ソレーションは、６０〜９０ｄＢであるので、要求値を
満足するアイソレーションを得るためには、フィルタを
具備することが必要である。

【０００７】また、送信や受信において利得が高いと送
信ではＨＰＡへの要求出力を低減でき、受信ではＬＮＡ
のＮＦへの要求を低減でき、放熱や効率等の問題が解決
できるので送受信機全体の低価格化や小形化が実現でき
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のアンテナは、構造は簡単であるが、十分な送受信間
のアイソレーションが得られない。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、Ｎ素子（Ｎ≧３）からなるアレーアンテナの配列と
給電方法により、利得が高く、かつ、送信信号が受信信
号に漏れ込む値を十分に低く抑えることができる円偏波
アレーアンテナを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第１の発明は、直線偏波アンテナ素子をＮ（３≦Ｎ
≦５）個、円周上の略正Ｎ角形となる位置に配列すると
共に、各アンテナ素子の向きを順次、３６０／Ｎ度ずつ
回転させ、更に、３６０／Ｎ度ずつの位相差で給電し、
誘電率を１．５以上の基板に各素子を形成し、円形アレ
ーの半径を約０．４５波長以下に配列し、かつ、各素子
の偏波方向を円形アレーの中心を各素子を結んだ線上に
一致するように偏波方向を設定したことを要旨とする。

【００１１】また、本願第２の発明は、直線偏波アンテ
ナ素子のＮ個（Ｎ≧６）を円周上に配列したアレーアン
テナであって、前記直線偏波アンテナ素子を略正Ｎ角形
となる位置に配列すると共に、各アンテナ素子の向きを
順次、３６０／Ｎ度ずつ回転させ、更に、３６０／Ｎ度
ずつの位相差で給電し、誘電率を１．５以上の基板に各
素子を形成し、円形アレーの半径を約０．６波長以上に
配列し、かつ、各素子の偏波方向を円形アレーの中心を
各素子を結んだ線と直交するように偏波方向を設定した
ことを要旨とする。

【００１２】また、本願第３の発明は、直交する直線偏
波を発生し、かつ、それぞれの偏波が異なる第１の周波
数及び第２の周波数で共振する構造を有するアンテナ素
子Ｎ個を円周上の略正Ｎ角形となる位置に配列すると共
に、第１のアンテナ素子の第１の周波数及び第２の周波
数のいずれかの偏波方向を配列の円の中心と第１のアン
テナ素子を結ぶ線と一致するように固定し、第２のアン
テナ素子から第Ｎのアンテナ素子に対して３６０／Ｎ度
ずつ時計回り若しくは反時計回りに各素子の向きが回転
するように配列し、この向きに対応した３６０／Ｎ度ず
つの位相差を生ずるように異なる共振周波数である第１
の周波数及び第２の周波数をそれぞれの給電点に給電
し、同旋円偏波を発生させることを要旨とする。

【００１３】望ましくは、前記請求項１記載の円偏波ア
レーアンテナと前記請求項２記載の円偏波アレーアンテ
ナと前記請求項３記載の円偏波アレーアンテナとを適宜
組み合わせた円偏波アレーアンテナが良い。

【００１４】

【作用】本願第１の発明及び第２の発明の円偏波アレー
アンテナは、同時に異なる周波数及び円偏波で送信と受
信が行えるＮ素子アレーアンテナを実現でき、かつ、送
信信号が受信信号に漏れ込む相互結合量を−５０ｄＢ以
下に抑圧でき、フィルタやダイフレクサに要求されるア
イソレーションの値を低減できる。このため、送受信と
も良好な円偏波特性を得ることができる。更に、アンテ
ナの利得を１ｄＢ以上高くできるためアンテナの送受信
機の小形化とコストの低下が図れる。

【００１５】本願第３の発明の円偏波アレーアンテナ
は、同時に異なる周波数及び円偏波で送信と受信が行え
るＮ素子（Ｎ≧３）アレーアンテナを実現でき、かつ、
送信信号が受信信号に漏れ込む相互結合量を−３４ｄＢ
以下に抑圧できる。このため、フィルタやダイフレクサ
に要求されるアイソレーションレベルの値を低減でき
る。このため、送受信とも良好な円偏波特性を得ること
ができる。更に、アンテナの送受信の給電系の小形化と
コストの低下が図れる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例を図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係る円偏波アレーアンテナ
の構成を示した図である。

【００１７】図１に、本発明の一実施例である３素子円
偏波セルフダイプレキシングアレーアンテナのアンテナ
面から見た平面図（ａ）及び側面図（ｂ）を示す。所定
厚の誘電体基板１上に、直交偏波２周波数共振スロット
付き円形パッチアンテナである第１のアンテナ素子３
ａ，第２のアンテナ素子３ｂ，第３のアンテナ素子３ｃ
がその円形中心が正三角形となるような位置にそれぞれ
配設される。Ｃはその円形配列の中心である。また、受
信用のマイクロストリップ給電線路７と送信用のマイク
ロストリップ給電線路９がそれぞれ直交して設けられ、
それぞれに受信ポート（第１の周波数ｆ１）と送信ポー
ト（第２の周波数ｆ２）が設けられている。

【００１８】すなわち、第１のアンテナ素子３ａ，第２
のアンテナ素子３ｂ，第３のアンテナ素子３ｃは、点Ｃ
を中心とする円の円周上に正３角形配列され、更に、ス
ロット付き円形パッチアンテナ３を送信用のマイクロス
トリップ給電線路９で給電した場合の偏波方向を実線の
矢印で示し、受信用のマイクロストリップ給電線路７で
給電した場合の円形配列の中心Ｃと第１のアンテナ素子
３ａを結ぶ線と一致させている。また、各スロット５
ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれ第１のアンテナ素子３ａ，
第２のアンテナ素子３ｂ，第３のアンテナ素子３ｃの中
央に設けられ、その向きは送信用のマイクロストリップ
給電線路９の向き、具体的には円形配列の中心Ｃと各ア
ンテナ素子３の中心とを結ぶ方向に一致する。

【００１９】このアンテナの動作について以下、詳細に
説明する。図２に、直交偏波で２周波数共振するパッチ
アンテナの一例として、スロット付き円形パッチアンテ
ナを示す。３０は円形パッチ、３１はスロットで、送信
用のマイクロストリップ給電線路４と同じ線上にあり、
受信用のマイクロストリップ給電線路５と直交してい
る。スロット長Ｌｓを２０ｍｍ、給電線路長をそれぞれ
−２５ｍｍとした場合の給電線路４、５から見た反射損
失を図３に示す。これらの結果より、給電線路４から見
た共振周波数は、１．６６ＧＨｚ，給電線路５から見た
共振周波数は１．５６ＧＨｚである。また、送受信間の
アイソレーションとして、−３２ｄＢが得られた。これ
らの結果より、このアンテナ方式を用いることで、直線
線波の２周波共用パッチアンテナが得られていることが
判る。

【００２０】次に、図２に示したアンテナ素子を３個用
い、右回りに空間的に１２０度ずつ回転させ、かつ、３
分配器を用いて送受信とも１２０度ずつ給電位相を遅ら
せるような給電回路を図４に示す。この場合、送信の直
線偏波の方向は、円形配列の中心Ｃに対し、放射状とな
るように外向きにし、受信ポート及び給電回路は、アン
テナの外側に設ける。図４のアレーアンテナに対し、送
信と受信とも同旋円偏波となるように給電した場合の送
受信間の相互結合を図５に示す。図５に示すマーカ２
（図中下向きの三角形で示す）が送信信号が受信信号に
漏れ込む値であるので、約−４８ｄＢのアイソレーショ
ンが得られていることが判る。

【００２１】図４に示した本発明の一実施例で、良好な
送受信間のアイソレーションが得られる理由を以下に述
べる。図４において、送信の給電線路に流れる信号をａ
ｔ１，ａｔ２，ａｔ３とし、受信の給電線路から出力さ
れる信号をｂｒ１，ｂｒ２，ｂｒ３とする。

【００２２】また、第１のアンテナ素子から第３のアン
テナ素子までの相互結合をＳパラメータで表すと、以下
の関係が得られる。

【００２３】

【数１】ここで、送信と受信のアンテナを同旋の円偏波で動作さ
せるために

【数２】ａｔ１＝１，ａｔ２＝ｅ^-j120，ａｔ３＝ｅ^-j240 （２）ｂｒ１＝１，ｂｒ２＝ｅ^-j120，ｂｒ３＝ｅ^-j240 （３）と給電すると、送信信号が受信ポートの結合するアイソ
レーションｂｒは、

【数３】ｂｒ＝Ｓ₁₁ ＋Ｓ₂₂ｅ^-j240 ＋Ｓ₃₃ｅ^-j120 ＋Ｓ₁₂ｅ^-j120 ＋Ｓ₂₃ ＋Ｓ₃₁ｅ^-j240 ＋Ｓ₁₃ｅ^-j240 ＋Ｓ₂₃ｅ^-j120 ＋ｓ₃₂ （４）となる。

【００２４】ここで、Ｓ₁₁、Ｓ₂₂、Ｓ₃₃は、各素子での
送信信号が受信端子に漏れ込む値で、素子アンテナが同
じであればすべて同じ値になる。また、Ｓ₁₂、Ｓ₂₃、Ｓ
₃₁は、送信（ｆ２）と受信（ｆ１）との偏波がなす角度
が３０度で、Ｓ₁₃、Ｓ₂₃、Ｓ₃₂は、送信（ｆ２）と受信
（ｆ１）との偏波がなす角度が１５０度の場合である。
従って、３０度の場合のＳパラメータはすべて同じであ
る。一方、１５０度の場合のＳパラメータはすべて同じ
くなる。よって、（４）式は、以下のようになる。

【数４】ｂｒ＝Ｓ₁₁（１＋ｅ^-j120 ＋ｅ^-j240）＋Ｓ₁₂（１＋ｅ^-j120 ＋ｅ^-j240）Ｓ₁₃（１＋ｅ^-j120 ＋ｅ^-j240）（５）ここで、１＋ｅ^-j120 ＋ｅ^-j240 ＝０である
ので、ｂｒ＝０となる。即ち、無限大のアイソレーショ
ンが得られることになる。

【００２５】このことは、素子間の相互結合に対し、送
信（ｆ２）と受信（ｆ１）の偏波の関係を利用すること
で、互の結合を同じくしている。更に、給電の位相差を
利用することで無限大のアイソレーションを実現してい
る。図６乃至図１４に、素子間の相互結合の実験結果を
示す。

【００２６】すなわち、図６は第１のアンテナ素子の送
信から第１のアンテナ素子の受信における相互結合の実
験結果を、図７は第２のアンテナ素子の送信から第２の
アンテナ素子の受信における相互結合の実験結果を、図
８は第３のアンテナ素子の送信から第３のアンテナ素子
の受信における相互結合の実験結果を、図９は第１のア
ンテナ素子の送信から第２のアンテナ素子の受信におけ
る相互結合の実験結果を、図１０は第２のアンテナ素子
の送信から第３のアンテナ素子の受信における相互結合
の実験結果を、図１１は第３のアンテナ素子の送信から
第１のアンテナ素子の受信における相互結合の実験結果
を、図１２は第１のアンテナ素子の送信から第３のアン
テナ素子の受信における相互結合の実験結果を、図１３
は第２のアンテナ素子の送信から第１のアンテナ素子の
受信における相互結合の実験結果を、図１４は第３のア
ンテナ素子の送信から第２のアンテナ素子の受信におけ
る相互結合の実験結果を、それぞれ振幅と位相によって
示す図である。

【００２７】この結果より、上記で説明した本円偏波セ
ルフダイブレキシングアレーアンテナの動作原理が正し
いことがわかる。

【００２８】図６乃至図１４で得られたアイソレーショ
ンが無限大でない理由は、給電回路の振幅と位相誤差、
及び、図６乃至図１４より判るように各素子の相互結合
の発生誤差のためである。これ等を、改善することでア
イソレーションの向上が図れる。

【００２９】以上では、右旋円偏波で説明したが、左旋
円偏波でも同様な効果が得られる。更に、素子アンテナ
として、スロット付き円形パッチで説明したが、これに
限らずスロット付き正方形パッチ、矩形パッチ、楕円パ
ッチ等の直交した直線偏波で異なる共振周波数を有する
アンテナ形状であっても良い。

【００３０】次に、図１５に示す直線偏波素子である矩
形パッチを３個を正３角形に配列したアレーの偏波方向
Φｏを回転させた場合の利得を図１６、１７に示す。図
１６は円形アレーの半径を、図１７は、誘電率をパラメ
ータとした利得である。偏波方向Φｏにより利得が変化
することが判る。図１６、１７より、誘電率を１．５以
上、円形アレーの半径を０．４５波長以下にした場合、
各素子の偏波方向を円形パッチの中心を一致するように
設定することで、最も利得が高くなっていることが判
る。

【００３１】また、図１８に誘電率２．６における３素
子から８素子までの偏波方向Φｏが０度と９０度の場合
の利得の計算結果を示す。３、４素子ではΦｏ＝０度の
場合の方が利得が高くなるが、６素子以上ではΦｏ＝９
０度の場合の方が利得が高くなることが判る。例えば、
８素子アレーで円形アレーの半径ｄが１２０ｃｍでは、
Φｏ＝９０度で１２．７ｄＢｉ、Φｏ＝０度で１０．７
ｄＢｉとなり、約２ｄＢ利得が異なっていることが判
る。また、最大利得はｄ＝１８ｃｍで得られ、このとき
の半径は０．９８波長である。

【００３２】図１８より、６素子以上では、円形アレー
の半径ｄが０．６波長以上の場合に、円形アレーの中心
と素子の中心を結んだ線上と直交する方向に偏波方向を
設けることで利得の向上が図れることが判る。

【００３３】また、図１９に楕円パッチアンテナを素子
とし、４素子アレーと８素子アレーを組み合わせた１２
素子アレーを示す。この場合、送信の利得を高くするた
めに、４素子は、円形アレーの中心と素子の中心を結ん
だ線上偏波方向を一致させ、８素子は、逆に直交する方
向に偏波方向を設定してある。この場合の利得は、１
５．６ｄＢｉとなる。図２０、２１に８素子と１２素子
アレーの放射指向性を示す。この図より、両者を組み合
わせることで、サイドローブレベルを−２１ｄＢ以下に
交差偏波レベルを−１１ｄＢ以下に抑圧できることが判
る。一方、受信の利得を高めたい場合には、偏波方向を
４素子と８素子で逆にすればよい。更に、４素子と８素
子についてのべたが素子数は任意である。

【００３４】上述したように、本発明を適用することで
利得の向上が図れることが明らかである。これは、ＨＰ
Ａ、ＬＮＡ等への要求値の低減となり、送受信機の小形
化と低価格化が図られることを意味する。また、３素子
アレーは１０ｄＢ以下の低利得で十分なシステムである
携帯端末などに有効で、５素子以上では、１０ｄＢ以上
の車載用アンテナなどの移動体衛星通信に有利である。
また、ビームを走査する場合では、円形上に配列されて
いるので、四角配列で問題となるグレーティングローブ
の発生が顕著に生じないことも本発明のメリットであ
る。

【００３５】図２２は、半径ｄの円周上にシーケンシャ
ル配列したＮ素子円形アレーアンテナの構成を示す図で
ある。第１のアンテナ素子４３ａの中心と円形アレーの
中心Ｃとを結ぶ直線を半径を基準にして、第２のアンテ
ナ素子４３ｂから第Ｎのアンテナ素子４３Ｎまでのアン
テナ素子４３をφｎ＝２π（ｎ−１）／Ｎの角度で図
中、矢印の回転方向に順次配列した。この図２２におい
ては送信の偏波方向（Ｔｘ）を実線の矢印で、受信の偏
波方向（Ｒｘ）を点線の矢印でそれぞれ示す。

【００３６】また図２３に、このときの給電回路と各素
子の送受信端子における入出力信号を示す。ａｔｎ、ｂ
ｔｎ（ｎ＝１，Ｎ）が入力信号を表し、ａｒｎ、ｂｒｎ
（ｎ＝１，Ｎ）が出力信号を表す。ここでは、入力信号
の振幅を１対１に、位相を素子の空間的回転角度に対応
した位相差に分配し、かつ反射波は入力ポートに戻らず
抵抗等に吸収される理想的な分配器（合成器）を想定し
ている。

【００３７】図２４は、正三角形に配列された３素子ア
レーアンテナの構成を示す図である。送信の偏波方向を
変化させても空間を介した隣り合う素子間の相互結合は
ほとんど同じであり、偏波方向によらず各々の相互結合
はほとんど同じであることが判る。なお、円形アレーの
半径ｄは７０ｍｍであり、送信の共振周波数が１．６７
ＧＨｚ、受信の共振周波数が１．５６ＧＨｚとなるよう
に円形パッチの半径とスロットの寸法を決定した。

【００３８】また、図２５は、この図２４に示す３素子
アレーの、偏波方向を３０度に設定し、同旋円偏波及び
逆旋円偏波で励振した場合のアイソレーションを示す図
である。これから、送受信間のアイソレーションは、送
信周波数１．６６２ＧＨｚの送信信号が受信の給電点に
漏れ込む値で同旋円偏波で−４８ｄＢ、逆旋円偏波で−
２７ｄＢである。

【００３９】以上説明したように本実施例によれば、同
時に異なる周波数で送信と受信が行えるＮ素子（Ｎ≧
３）セルフダイプレキシングアレーアンテナを実現で
き、かつ、送信信号が受信信号に漏れ込む相互結合量を
約−４８ｄＢ以下に抑圧できる。このため、フィルタや
ダイフレクサに要求されるアイソレーションレベルの値
を低減できたり、または、これを不要とすることができ
る。このため、送受信とも良好な円偏波特性を得ること
ができる。更に、アンテナの利得を１ｄＢ以上向上させ
ることができるためアンテナ送受信の給電系の小形化と
コストの低下が図れる。

【００４０】更に、サイドロープレベルや交差偏差レベ
ルを抑圧することができるので、移動体衛星通信などに
用いる場合には、不要波の影響の抑圧も図ることができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、円
偏波アレーアンテナにおける各アンテナ素子の配置を最
適化することにより、送受信間の良好なアイソレーショ
ンを得ると共に良好な円偏波特性を得ることができる。
更に、アンテナの利得を向上させることができるためア
ンテナ送受信の給電系の小形化とコストの低下が図れる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る３素子円偏波アレーアンテナの一
実施例の構成を示す図である。

【図２】スロット付き円形パッチアンテナの構成を示す
図である。

【図３】図２に示すスロット付き円形パッチアンテナの
反射損失特性を示す図である。

【図４】図２に示すスロット付き円形パッチアンテナ素
子を３個用いたスロット付き３素子アレーの配置を示す
図である。

【図５】図４に示すスロット付き３素子アレーアンテナ
における送受信間の相互結合を示す図である。

【図６】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相に
よって示す図である。

【図７】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相に
よって示す図である。

【図８】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相に
よって示す図である。

【図９】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相に
よって示す図である。

【図１０】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相
によって示す図である。

【図１１】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相
によって示す図である。

【図１２】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相
によって示す図である。

【図１３】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相
によって示す図である。

【図１４】各素子間の相互結合の実験結果を振幅と位相
によって示す図である。

【図１５】直線偏波素子である矩形パッチアンテナ素子
を３個用いた３素子アレーの配置を示す図である。

【図１６】図１５に示す３素子アレーの利得を、半径を
パラメータにして示す図である。

【図１７】図１５に示す３素子アレーの利得を、誘電率
をパラメータにして示す図である。

【図１８】円形アレーアンテナの素子数が３、４、５、
８の場合の利得を示す図である。

【図１９】１２素子シーケンシャルアレーアンテナの構
成を示す図である。

【図２０】８素子シーケンシャルアレーアンテナの放射
指向性を示す図である

【図２１】図１９に示す１２素子シーケンシャルアレー
アンテナの放射指向性を示す図である。

【図２２】Ｎ素子円形アレーアンテナの構成を示す図で
ある。

【図２３】給電回路と各素子の送受信端子における入出
力信号を説明するための図である。

【図２４】正三角形に配列された３素子アレーアンテナ
の構成を示す図である。

【図２５】３素子アレーの同旋円偏波及び逆旋円偏波で
励振した場合のアイソレーションを示す図である。

【図２６】従来の円偏波同時送受信複合アンテナの構成
を示す図である。

【符号の説明】

１誘電板基板３直交偏波２周波数共振パッチ６送信ポート７受信ポートＣ配列できる円の中心Ｔ送信用給電線路Ｒ受信用給電線路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線偏波アンテナ素子をＮ（３≦Ｎ≦
５）個、円周上の略正Ｎ角形となる位置に配列すると共
に、各アンテナ素子の向きを順次、３６０／Ｎ度ずつ回
転させ、更に、３６０／Ｎ度ずつの位相差で給電し、誘
電率を１．５以上の基板に各素子を形成し、円形アレー
の半径を約０．４５波長以下に配列し、かつ、各素子の
偏波方向を円形アレーの中心を各素子を結んだ線上に一
致するように偏波方向を設定したことを特徴とする円偏
波アレーアンテナ。
【請求項２】直線偏波アンテナ素子のＮ個（Ｎ≧６）
を円周上に配列したアレーアンテナであって、前記直線偏波アンテナ素子を略正Ｎ角形となる位置に配
列すると共に、各アンテナ素子の向きを順次、３６０／
Ｎ度ずつ回転させ、更に、３６０／Ｎ度ずつの位相差で
給電し、誘電率を１．５以上の基板に各素子を形成し、
円形アレーの半径を約０．６波長以上に配列し、かつ、
各素子の偏波方向を円形アレーの中心を各素子を結んだ
線と直交するように偏波方向を設定したことを特徴とす
る円偏波アレーアンテナ。
【請求項３】直交する直線偏波を発生し、かつ、それ
ぞれの偏波が異なる第１の周波数及び第２の周波数で共
振する構造を有するアンテナ素子Ｎ個を円周上の略正Ｎ
角形となる位置に配列すると共に、第１のアンテナ素子
の第１の周波数及び第２の周波数のいずれかの偏波方向
を配列の円の中心と第１のアンテナ素子を結ぶ線と一致
するように固定し、第２のアンテナ素子から第Ｎのアン
テナ素子に対して３６０／Ｎ度ずつ時計回り若しくは反
時計回りに各素子の向きが回転するように配列し、この
向きに対応した３６０／Ｎ度ずつの位相差を生ずるよう
に異なる共振周波数である第１の周波数及び第２の周波
数をそれぞれの給電点に給電し、同旋円偏波を発生させ
ることを特徴とする円偏波アレーアンテナ。
【請求項４】前記請求項１記載の円偏波アレーアンテ
ナと前記請求項２記載の円偏波アレーアンテナと前記請
求項３記載の円偏波アレーアンテナとを適宜組み合わせ
たことを特徴とする円偏波アレーアンテナ。