JPH06334434A - Planar antenna system - Google Patents

Planar antenna system

Info

Publication number
JPH06334434A
JPH06334434A JP12429493A JP12429493A JPH06334434A JP H06334434 A JPH06334434 A JP H06334434A JP 12429493 A JP12429493 A JP 12429493A JP 12429493 A JP12429493 A JP 12429493A JP H06334434 A JPH06334434 A JP H06334434A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
patch
probe
waveguide
antenna
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12429493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunitoshi Nishikawa
訓利 西川
Eiji Teramoto
英二 寺本
Toshiaki Watanabe
俊明 渡辺
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.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP12429493A priority Critical patent/JPH06334434A/en
Publication of JPH06334434A publication Critical patent/JPH06334434A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To facilitate the manufacture of the planar antenna comprising plural patch antenna elements and to uniformize power supply to each antenna element by adjusting a coupling position of a coupling probe (feeding point) with respect to a patch to adjust the supplied power to each antenna element. CONSTITUTION:Plural antenna elements 24 are arranged to an upper H plane of a waveguide 10. Each element 24 is provided a metallic plate (patch) 28 provided on the upper H plane of the waveguide 10 acting like a ground plate via a dielectric layer 26 and a leg (coupling probe) 30 extended downward from the patch 28. The probe 30 is projected in the waveguide 10 through a small hole 32 provided on the H plane and coupled electromagnetically with the waveguide 10 thereby. The coupling coefficient of power of a predetermined frequency sent from the waveguide 10 to the patch 28 depends on a ratio of an impedance of the probe 30 and an impedance of the patch 28. The difference from the power supplied to the elements 24 caused by a difference from the installed position with respect to the probe 20 is corrected by setting a coupling degree of each antenna element 24 in response to a distance from the feeding probe 20 to excite all the elements 24 at an equal amplitude.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、衛星通信等の電波を受
信するための平面アンテナ装置、特に複数のパッチアン
テナを有するものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat antenna device for receiving radio waves such as satellite communication, and more particularly to a flat antenna device having a plurality of patch antennas.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、通信技術の進歩に伴い衛星を利用
した衛星通信や自動車等における移動体通信等が普及し
てきている。そこで、衛星放送を移動体において受信す
ることについても検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, satellite communications using satellites, mobile communications in automobiles, etc. have become widespread with the progress of communications technology. Therefore, receiving satellite broadcasts in mobile units is also being considered.

【0003】ここで、衛星放送を受信するためには、衛
星からの電波が微弱であるために、アンテナは高利得で
なければならない。一方、移動体に搭載するアンテナ
は、なるべく小型であることが好ましく、特に自動車等
では、アンテナは屋根の上に配置される場合が多く、低
姿勢であることが要求される。
In order to receive satellite broadcasting, the antenna must have a high gain because the radio waves from the satellite are weak. On the other hand, it is preferable that the antenna mounted on the moving body be as small as possible. Particularly in an automobile or the like, the antenna is often placed on the roof and is required to have a low posture.

【0004】このようなアンテナとしては、円偏波受信
用の平面アンテナが好ましいと考えられる。例えば、特
開平2−235409号公報には、アンテナ素子として
パッチ素子やスロット素子等を用い、給電用線路とし
て、マイクロストリップ線路やトリプレート線路を用い
たものが示されている。このようなアンテナによれば、
アンテナを低姿勢すなわち横長構造とすることができ、
車載用として好適である。また、素子や給電線路を印刷
やエッチングにより製作することができるため、製作が
容易でかつ組み立てが簡単であるという利点がある。
As such an antenna, a plane antenna for receiving circularly polarized waves is considered preferable. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-235409 discloses an antenna element that uses a patch element, a slot element, or the like, and a feeding line that uses a microstrip line or a triplate line. According to such an antenna,
The antenna can have a low profile, that is, a horizontally long structure,
Suitable for in-vehicle use. Further, since the element and the power feeding line can be manufactured by printing or etching, there is an advantage that the manufacturing is easy and the assembly is easy.

【0005】このような平面アンテナでは、アンテナ素
子を複数設け、高い利得を得るようにしている。しか
し、アンテナ素子数の増加に伴い、給電線の損失が増大
し、アンテナの効率低下をまねくという問題がある。こ
れに対し特開平4−35401号公報には、導波管を用
いた平面アンテナであり、複数のヘリカルアンテナ素子
またはパッチアンテナ素子を配置したものが示されてい
る。この平面アンテナでは、各アンテナ素子の脚を導波
管内に突出させ、導波管の給電点と各アンテナ素子を結
合している。そして、導波管の給電点からの距離に応じ
て複数のアンテナ素子の導波管内への脚長を変更するこ
とにより、各アンテナ素子の導波管に対する結合係数を
変化させ、平面アンテナの電界分布を均一にしている。
このような構成により、導波管を用いた平面アンテナで
あって、給電線路を低減し、高効率のものが得られる。
In such a planar antenna, a plurality of antenna elements are provided to obtain a high gain. However, as the number of antenna elements increases, there is a problem that the loss of the feeder line increases and the efficiency of the antenna decreases. On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-35401 discloses a planar antenna using a waveguide in which a plurality of helical antenna elements or patch antenna elements are arranged. In this planar antenna, the legs of each antenna element are projected into the waveguide to couple the feeding point of the waveguide to each antenna element. Then, by changing the leg length of the plurality of antenna elements into the waveguide according to the distance from the feeding point of the waveguide, the coupling coefficient of each antenna element to the waveguide is changed, and the electric field distribution of the planar antenna is changed. Is uniform.
With such a configuration, it is possible to obtain a planar antenna using a waveguide, which has a reduced number of feed lines and high efficiency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
よると、各アンテナ素子の脚長をそれぞれ給電点からの
距離に応じて、精密に調整しなければならない。このた
め、ヘリカルアンテナ素子では、その脚部の長さを所定
のものにした後、導波管内への突出量が設定通りになる
ように正確に固定しなければならない。また、パッチ素
子であれば、所定の長さの脚部をそれぞれ作成し、金属
平板に取り付けなければならない。そして、このような
作業を各アンテナ素子毎に行わなければならず、その作
業が面倒であり、かつ難しいという問題点があった。
However, according to the above conventional example, the leg length of each antenna element must be precisely adjusted according to the distance from the feeding point. Therefore, in the helical antenna element, it is necessary to set the length of the leg portion to a predetermined length and then accurately fix it so that the amount of protrusion into the waveguide is as set. Further, in the case of a patch element, it is necessary to create leg portions each having a predetermined length and attach them to a metal flat plate. Then, such work has to be performed for each antenna element, which is a troublesome and difficult task.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、1つの給電プ
ローブによって給電される導波管に対し複数のアンテナ
素子が結合された平面アンテナ装置であって、上記アン
テナ素子の少なくとも1つは、金属平板からなるパッチ
と、このパッチに一端が接合され垂直方向に伸びる棒状
の結合プローブとを含み、上記パッチと結合プローブと
の接合点の金属平板中心からの距離は各パッチアンテナ
の給電プローブからの位置に応じて設定されていること
を特徴とする。
The present invention is a planar antenna device in which a plurality of antenna elements are coupled to a waveguide fed by one feeding probe, and at least one of the antenna elements is A patch consisting of a metal plate and a rod-shaped coupling probe whose one end is joined to this patch and extends in the vertical direction, and the distance from the center of the metal plate at the junction point between the patch and the coupling probe is from the feeding probe of each patch antenna. It is set according to the position of.

【0008】アンテナ素子は、例えば方形の導波管の上
面に整列配置される。導波管は、方形の導波管を2つ接
合し、その中央部に窓を設け、ここに給電プローブを配
置した形状とすることができ、これによって2列のアン
テナ素子に電力を供給することができる。パッチは、フ
ォトエッチングなどによって一度に形成するのが好適で
ある。
The antenna elements are aligned on the upper surface of the rectangular waveguide, for example. The waveguide can have a shape in which two rectangular waveguides are joined, a window is provided in the center thereof, and a feeding probe is arranged therein, whereby power is supplied to the two rows of antenna elements. be able to. The patches are preferably formed at once by photoetching or the like.

【0009】[0009]

【作用】結合プローブのインピーダンスは、プローブの
長さ、太さなどによって変化する。一方、パッチの入力
インピーダンスは結合プローブの接合点(給電点の位
置)によって異なる。そして、結合プローブのインピー
ダンスとパッチのインピーダンスが等しい場合に両者の
結合が最も大きくなり、それ以外では結合が小さくな
る。
Operation: The impedance of the coupled probe changes depending on the length and thickness of the probe. On the other hand, the input impedance of the patch differs depending on the junction point (position of the feeding point) of the coupling probe. Then, when the impedance of the coupled probe and the impedance of the patch are equal, the coupling between the two becomes maximum, and the coupling becomes smaller in other cases.

【0010】本発明では、接合点の位置を変更すること
で、アンテナ素子における結合プローブの長さおよび太
さを同一したまま各アンテナ素子における結合度を調整
する。そして、各アンテナ素子における結合度を給電プ
ローブからの距離に応じて設定することで、給電プロー
ブからの距離の違いによって生じるアンテナ素子に供給
される電力の相違を補正し、すべてのアンテナ素子を等
振幅励振することができる。
In the present invention, by changing the position of the junction point, the degree of coupling in each antenna element is adjusted while keeping the length and thickness of the coupling probe in the antenna element the same. Then, by setting the degree of coupling in each antenna element according to the distance from the feeding probe, the difference in the power supplied to the antenna element caused by the difference in the distance from the feeding probe is corrected, and all antenna elements are equalized. Amplitude can be excited.

【0011】従って、パッチ、結合プローブはそれぞれ
同一の材料で構成でき、製造が容易であると共に、各ア
ンテナ素子間の正確な電力調整ができる。また、製造コ
ストも抑えることができる。
Therefore, the patch and the coupling probe can be made of the same material, are easy to manufacture, and can accurately adjust the power between the antenna elements. Also, the manufacturing cost can be suppressed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。ここでは送信アンテナ装置として説明を
行うが、受信アンテナの場合も同じである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Although a transmission antenna device will be described here, the same applies to a reception antenna device.

【0013】第1実施例 図1は、第1実施例の導波管および給電プローブの構成
を示す斜視図であり、矩形の導波管10は金属製であ
り、金属製の仕切り部12によって2つの導波管14、
16に分けられている。従って、2つの導波管14、1
6が1つの幅狭面(以下E面という)同士で接合された
形になっている。そして、仕切り部12の中央部が切除
され、窓12aが設けられている。この窓12aの中心
部付近には、導波管10の幅広面(以下H面という)の
裏側(下側)から給電プローブ20が突出されている。
この給電プローブ20は、給電用の同軸線路22の中心
導体の延長部によって構成されており、図2(A)に示
すようにその先端部22aを太くしたり、図2(B)に
示すように誘電体のスリーブ22bによって周囲を覆う
と良い。給電プローブ20をこのようにな構成にするこ
とのよって、ここにおけるインピーダンスを調整するこ
とができ、導波管10と給電プローブ20とのインピー
ダンス整合を広帯域でとることができる。なお、窓12
aの位置は仕切り部12の中心付近であるが、必ずしも
中心付近である必要はない。また、窓12aを設けたこ
とにより生じた仕切り部12の端部は面取りを施すこと
が好ましい。なお、同軸線路22の外導体が導波管10
に接続されている。また、導波管10の両端は、状況に
応じて、短絡、開放、整合終端等の処置が施される。
First Embodiment FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a waveguide and a feeding probe according to a first embodiment. A rectangular waveguide 10 is made of metal, and a partition 12 made of metal is used. Two waveguides 14,
It is divided into 16. Therefore, the two waveguides 14, 1
6 has a shape in which one narrow surface (hereinafter referred to as E surface) is joined. And the central part of the partition part 12 is cut off and the window 12a is provided. In the vicinity of the central portion of the window 12a, the feeding probe 20 is projected from the back side (lower side) of the wide surface (hereinafter referred to as H surface) of the waveguide 10.
The feeding probe 20 is composed of an extension of the central conductor of the feeding coaxial line 22, and has a thickened tip portion 22a as shown in FIG. 2 (A) or as shown in FIG. 2 (B). In addition, it is preferable to cover the circumference with a dielectric sleeve 22b. By configuring the power feeding probe 20 in this way, the impedance here can be adjusted, and impedance matching between the waveguide 10 and the power feeding probe 20 can be achieved in a wide band. The window 12
The position of a is near the center of the partition 12, but it does not necessarily have to be near the center. Further, it is preferable to chamfer the end portion of the partition portion 12 generated by providing the window 12a. The outer conductor of the coaxial line 22 is the waveguide 10.
It is connected to the. Further, both ends of the waveguide 10 are subjected to treatment such as short-circuiting, opening, matching termination, etc. depending on the situation.

【0014】導波管10の上部H面には、図3に示すよ
うに、複数のアンテナ素子24が整列配置される。すな
わち、導波管14、16のそれぞれに1列ずつアンテナ
素子24が配置されている。このアンテナ素子24は、
マイクロストリップパッチアンテナ素子であり、図4に
示すように、グランド板として機能する導波管10の上
部H面上に誘電体層26を介し設けられた金属板(パッ
チ)28と、このパッチ28から下方に向けて伸びる脚
部(結合プローブ)30からなっている。この結合プロ
ーブ30は、導波管10の上部H面に設けられた小孔3
2を貫通し導波管10内に突出しており、これによって
導波管10と電磁結合される。パッチ28はフォトエッ
チングや印刷等の手法で誘電体層26上に形成される。
従って、複数のパッチ28を同時に形成することができ
る。
On the upper surface H of the waveguide 10, a plurality of antenna elements 24 are arranged in line, as shown in FIG. That is, the antenna elements 24 are arranged in one row in each of the waveguides 14 and 16. This antenna element 24 is
As shown in FIG. 4, this is a microstrip patch antenna element, and a metal plate (patch) 28 provided on the upper H surface of the waveguide 10 functioning as a ground plate via a dielectric layer 26, and this patch 28. It consists of a leg portion (coupling probe) 30 extending downward from the. This coupling probe 30 has a small hole 3 provided on the upper surface H of the waveguide 10.
It penetrates 2 and protrudes in the waveguide 10, and thereby is electromagnetically coupled to the waveguide 10. The patch 28 is formed on the dielectric layer 26 by a method such as photo etching or printing.
Therefore, a plurality of patches 28 can be formed simultaneously.

【0015】パッチ28は、全体として円形であり、対
称な位置に一対の切り欠きを有している。そして、パッ
チ28の所定の位置(接合点)に、結合プローブ30が
接合される。この接合点とパッチ中心を結ぶ線は、切り
欠きを結ぶ線に対し45度に設定されている。そして、
本実施例では、この接合点のパッチ中心からの距離をア
ンテナ素子24の設置位置に応じて設定している。
The patch 28 has a circular shape as a whole and has a pair of notches at symmetrical positions. Then, the binding probe 30 is joined to a predetermined position (joint point) of the patch 28. The line connecting the joining point and the patch center is set at 45 degrees with respect to the line connecting the notches. And
In the present embodiment, the distance from the patch center of this junction is set according to the installation position of the antenna element 24.

【0016】導波管10からパッチ28に伝送される所
定周波数の電力(共振時とする)の電力の結合係数α
は、パッチ28より導波管10内に挿入されている結合
プローブ30自体のインピーダンスとパッチ28のイン
ピーダンスの比で決まる。ここで、結合プローブ30の
インピーダンスは、例えば結合プローブ30の長さ、太
さなどにより任意のインピーダンスに設定することがで
きる。なお、アンテナ全体の形状から結合プローブ30
の寸法には所定の制約があり、実際に変更可能な結合プ
ローブ30のインピーダンスは数10Ω〜数100Ω程
度である。また、パッチ28の入力インピーダンスは、
誘電体層26の比誘電率および厚さによって異なった値
となる。従って、各アンテナ素子24を等振幅で励振す
るための結合係数αの組み合わせは無数にある。
Coupling coefficient α of the power of a predetermined frequency (which is assumed to be at resonance) transmitted from the waveguide 10 to the patch 28.
Is determined by the ratio of the impedance of the coupling probe 30 itself inserted in the waveguide 10 from the patch 28 and the impedance of the patch 28. Here, the impedance of the coupling probe 30 can be set to an arbitrary impedance depending on, for example, the length and thickness of the coupling probe 30. In addition, from the shape of the entire antenna
There is a predetermined restriction on the size of the above, and the impedance of the coupling probe 30 that can be actually changed is about several tens Ω to several hundreds Ω. The input impedance of the patch 28 is
The value varies depending on the relative permittivity and the thickness of the dielectric layer 26. Therefore, there are innumerable combinations of the coupling coefficients α for exciting each antenna element 24 with equal amplitude.

【0017】ここで、パッチ28に対する給電点の位置
と結合係数αの関係の例を図5、図6に示す。図5およ
び図6は、結合プローブ30のインピーダンスをパッチ
28のエッジでの入力インピーダンスのそれぞれ1/2
および1/3とした場合の結合係数αを示している。こ
のように、給電点の位置を変更することにより、結合係
数αを所望のものにすることができる。
Here, examples of the relationship between the position of the feeding point with respect to the patch 28 and the coupling coefficient α are shown in FIGS. 5 and 6 show that the impedance of the coupling probe 30 is 1/2 of the input impedance at the edge of the patch 28, respectively.
And the coupling coefficient α when 1/3 is shown. In this way, the coupling coefficient α can be set to a desired value by changing the position of the feeding point.

【0018】すなわち、結合プローブ30のインピーダ
ンスとパッチ28のインピーダンスが等しい場合に両者
の結合度が最も大きくなり、それ以外では結合度が小さ
くなる。そこで、本実施例では、接合点の位置を変更す
ることで、アンテナ素子24における結合プローブ30
の長さおよび太さを同一としたまま各アンテナ素子24
における結合度を調整する。
That is, when the impedance of the coupling probe 30 and the impedance of the patch 28 are equal, the degree of coupling between the two becomes maximum, and otherwise the degree of coupling becomes small. Therefore, in this embodiment, by changing the position of the joining point, the coupling probe 30 in the antenna element 24 is changed.
Each antenna element 24 with the same length and thickness
Adjust the degree of coupling at.

【0019】そして、図7に示すように、各アンテナ素
子24における結合度を給電プローブ20からの距離に
応じて設定することで、給電プローブ20に対する設置
位置の違いによって生じるアンテナ素子24に供給され
る電力の相違を補正し、すべてのアンテナ素子24を等
振幅励振することができる。
Then, as shown in FIG. 7, by setting the degree of coupling in each antenna element 24 according to the distance from the feeding probe 20, the antenna element 24 is supplied to the antenna element 24 caused by the difference in the installation position with respect to the feeding probe 20. It is possible to correct the difference in the electric power to be generated and to excite all the antenna elements 24 with an equal amplitude.

【0020】さらに、給電プローブ20からの距離によ
って、各アンテナ素子における電流の位相が異なる。本
例では、アンテナ素子24の向きを変更する(機械的に
回転して配置する)ことで位相を調整し、各アンテナ素
子の電力合成の際の位相を合わせている。すなわち、各
アンテナ素子24のパッチ28における切り欠きを結ぶ
線の方向を給電プローブ20からの距離によって変更
し、位相を調整する。
Furthermore, the phase of the current in each antenna element differs depending on the distance from the feeding probe 20. In this example, the phase is adjusted by changing the orientation of the antenna element 24 (arranged by rotating mechanically), and the phases at the time of power combining of the antenna elements are matched. That is, the direction of the line connecting the notches in the patch 28 of each antenna element 24 is changed according to the distance from the power supply probe 20, and the phase is adjusted.

【0021】なお、円偏波発生のためのアンテナ素子2
4のパッチ28の形状は、図8に示すように、円形や方
形に切り欠き、突起またはその両者を設けたものや楕円
等が採用可能である。
The antenna element 2 for generating the circularly polarized wave
As the shape of the patch 28 of No. 4, as shown in FIG. 8, it is possible to adopt a notch in a circular shape or a square shape, a projection provided with both, an ellipse, or the like.

【0022】このように、本実施例のアンテナでは、複
数のアンテナ素子の電力および位相を調整することがで
きる。従って、複数のアンテナ素子の電力を合成して、
高感度の衛星通信用のアンテナを構成することができ
る。また、矩形の導波管を用いたため、導波管における
電力損失が少なく、開口効率の高いアレーアンテナを実
現することができる。さらに、矩形の導波管を用いたた
め、横長構造とすることができ、車載に適した低姿勢の
アンテナを実現できる。そして、結合プローブがすべて
同一の長さ、太さであるため、結合プローブ材料を複数
種類作る必要がなくなり、特性のばらつきが少なくな
り、また生産コストが低減され、生産性に優れている。
また、パッチ28をフォトエッチング等で、一度に作成
することもでき、回転角の設定等が容易に正確に行え
る。また、この際の給電点位置のマークを作成すること
により、結合プローブ30の接合位置も容易に正確に設
定することができる。
As described above, in the antenna of this embodiment, the power and phase of the plurality of antenna elements can be adjusted. Therefore, combining the power of multiple antenna elements,
A highly sensitive antenna for satellite communication can be configured. Further, since the rectangular waveguide is used, it is possible to realize an array antenna with a small power loss in the waveguide and a high aperture efficiency. Furthermore, since a rectangular waveguide is used, a horizontally long structure can be obtained, and a low-profile antenna suitable for vehicle mounting can be realized. Since all the binding probes have the same length and thickness, there is no need to make a plurality of binding probe materials, the variation in characteristics is reduced, the production cost is reduced, and the productivity is excellent.
Further, the patch 28 can be formed at once by photoetching or the like, and the rotation angle can be set easily and accurately. In addition, by creating a mark of the feeding point position at this time, the joining position of the coupling probe 30 can be easily and accurately set.

【0023】また、導波管の形状は、上述のようのよう
なものに限られるものではない。例えば、1つの給電プ
ローブ20に対するアンテナ素子24の数を多くする場
合には、図9に示すように、直線状であった導波管10
を折り曲げ2倍の長さとすることができる。なお、この
場合においても、各アンテナ素子24の給電点位置は、
すべてのアンテナ素子24における電力が同一になるよ
うに調整する。しかし、この実施例の場合、電力の差が
大きいため、結合プローブ30の太さおよび/または長
さを2種類とし、これを列毎に配置し、それぞれ列の中
で給電点の位置を変更して、各アンテナ素子24におけ
る電力を均一としても良い。なお、図9(A)は、導波
管10を給電プローブ20の両側共折り曲げた例であ
り、(B)は片側のみ折り曲げた例である。
The shape of the waveguide is not limited to the above-mentioned one. For example, when increasing the number of antenna elements 24 for one feeding probe 20, as shown in FIG. 9, the waveguide 10 having a linear shape is used.
Can be folded and doubled in length. Even in this case, the feeding point position of each antenna element 24 is
The powers of all the antenna elements 24 are adjusted to be the same. However, in the case of this embodiment, since the difference in power is large, the thickness and / or the length of the coupling probe 30 are set to two types, which are arranged in each row, and the position of the feeding point is changed in each row. Then, the power in each antenna element 24 may be made uniform. 9A shows an example in which the waveguide 10 is bent on both sides of the feeding probe 20, and FIG. 9B shows an example in which only one side is bent.

【0024】さらに、図10に示したのは、導波管10
を4つ接合した例であり、上述の実施例のアンテナを4
つ接合した形になっている。すなわち、4つの給電プロ
ーブ20のそれぞれに対し同一のアンテナ素子24が割
り当てられている。また、図11に示したのは、1つの
給電プローブによって給電されるアンテナ素子24の列
(導波管10の列)を3列以上とした例である。この場
合、何等工夫をしないと中央の列へ供給される電力が他
の列より大きくなってしまう。このため、図11(A)
の例では、中央の列の導波管10の入り口(窓)12a
を小さくしている。また、(B)の例では、給電プロー
ブ20に対し、各列の窓12aが同心円状に配置される
ようにしている。これらの例によっても給電プローブ2
0から各列に供給される電力を同一にすることができ
る。
Further, FIG. 10 shows the waveguide 10
This is an example in which four antennas are joined, and the antenna of the above-described embodiment is
The two are joined together. That is, the same antenna element 24 is assigned to each of the four feeding probes 20. Further, FIG. 11 shows an example in which the rows of the antenna elements 24 (rows of the waveguide 10) fed by one feed probe are three rows or more. In this case, the electric power supplied to the central row becomes larger than that of the other rows unless some measures are taken. Therefore, FIG. 11 (A)
, The entrance (window) 12a of the waveguide 10 in the central row is
Is small. Further, in the example of (B), the windows 12a of each row are arranged concentrically with respect to the power feeding probe 20. The power supply probe 2 is also used in these examples.
The power supplied from 0 to each column can be the same.

【0025】そして、これらの例においても各列内のア
ンテナ素子24のパッチ28に対する結合プローブ30
の接合位置(給電点)を給電プローブ20からの距離に
応じて変更して、各アンテナ素子24のおける電力を均
一なものにしている。そこで、上述の実施例と同様の効
果を得ることができる。
Also in these examples, the coupling probe 30 for the patch 28 of the antenna element 24 in each row is used.
The joint position (feeding point) is changed according to the distance from the feeding probe 20 to make the power in each antenna element 24 uniform. Therefore, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

【0026】図12に、さらに他の実施例を示す。この
例では、アンテナ素子24の上方に誘電率の低い誘電体
(この例では空気)を介し、送信する電波の波長に比べ
て十分薄い金属層からなる導波器32を設けている。ま
た、この導波管10の上部に機械的な強度を持つ誘電体
基板34を所定間隔をおいて設置し、その上に形成され
ている。また、誘電体基板34の強度に応じ、所定数の
誘電体スペーサ36で誘電体基板34を支持している。
導波器32は、各アンテナ素子24の上方に設けられ、
例えば図13に示すような円形、方形、十字等の形状が
好適である。また、導波器32の大きさ、アンテナ素子
24からの高さは、取り扱う電波の波長等に基づいて適
宜設定される。なお、導波器32は、誘電体基板34上
にエッチングなどによって成形すると良い。
FIG. 12 shows still another embodiment. In this example, a director 32 made of a metal layer that is sufficiently thinner than the wavelength of the radio wave to be transmitted is provided above the antenna element 24 via a dielectric material (air in this example) having a low dielectric constant. In addition, a dielectric substrate 34 having mechanical strength is installed on the upper portion of the waveguide 10 at a predetermined interval and is formed thereon. The dielectric substrate 34 is supported by a predetermined number of dielectric spacers 36 according to the strength of the dielectric substrate 34.
The director 32 is provided above each antenna element 24,
For example, a shape such as a circle, a square, or a cross as shown in FIG. 13 is suitable. Further, the size of the director 32 and the height from the antenna element 24 are appropriately set based on the wavelength of radio waves to be handled and the like. The director 32 may be formed on the dielectric substrate 34 by etching or the like.

【0027】このように、各アンテナ素子24上に導波
器32を設けることにより、各アンテナ素子24の指向
性を鋭くすることができ、アンテナを大型化することな
く高い感度を得ることができる。
As described above, by providing the director 32 on each antenna element 24, the directivity of each antenna element 24 can be sharpened, and high sensitivity can be obtained without increasing the size of the antenna. .

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る平面
アンテナ装置によれば、パッチに対する結合プローブの
接合位置(給電点)を調整することによって、各アンテ
ナ素子に対する供給電力を調整する。従って、パッチ、
結合プローブはそれぞれ同一の材料で構成でき、製造が
容易であると共に、各アンテナ素子間の正確な電力調整
ができる。また、製造コストも抑えることができる。
As described above, according to the planar antenna device of the present invention, the power supplied to each antenna element is adjusted by adjusting the joint position (feeding point) of the coupling probe to the patch. So the patch,
The coupled probes can be made of the same material, are easy to manufacture, and allow accurate power adjustment between the antenna elements. Also, the manufacturing cost can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例の概略構成を示す一部切り欠き斜視図で
ある。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a schematic configuration of an embodiment.

【図2】給電プローブ20の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a power supply probe 20.

【図3】実施例の全体構成を示す一部切り欠き斜視図で
ある。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the overall configuration of the embodiment.

【図4】アンテナ素子24の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an antenna element 24.

【図5】給電点位置と結合係数の関係を示す特性図の例
である。
FIG. 5 is an example of a characteristic diagram showing a relationship between a feeding point position and a coupling coefficient.

【図6】給電点位置と結合係数の関係を示す特性図の例
である。
FIG. 6 is an example of a characteristic diagram showing a relationship between a feeding point position and a coupling coefficient.

【図7】アンテナ素子24の配置および電力供給状態を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement of antenna elements 24 and a power supply state.

【図8】パッチ28の形状の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the shape of a patch 28.

【図9】導波管の折り曲げた例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a bent example of a waveguide.

【図10】4つのアンテナを接合した例を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing an example in which four antennas are joined.

【図11】3列以上接合した導波管の例を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a waveguide in which three or more rows are joined.

【図12】導波器32を設けた例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example in which a director 32 is provided.

【図13】導波器32の形状の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of the shape of a director 32.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 導波管 20 給電プローブ 28 パッチ 30 結合プローブ 32 導波器 10 Waveguide 20 Feed probe 28 Patch 30 Coupling probe 32 Waveguide

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1つの給電プローブによって給電される
導波管に対し複数のアンテナ素子が結合された平面アン
テナ装置であって、 上記アンテナ素子の少なくとも1つは、 金属平板からなるパッチと、 このパッチに一端が接合され垂直方向に伸びる棒状の結
合プローブと、 を含み、 上記パッチと結合プローブとの接合点の金属平板中心か
らの距離は各パッチアンテナの給電プローブからの位置
に応じて設定されていることを特徴とする平面アンテナ
装置。
1. A planar antenna device in which a plurality of antenna elements are coupled to a waveguide which is fed by one feeding probe, wherein at least one of the antenna elements is a patch made of a metal flat plate. A rod-shaped coupling probe with one end joined to the patch and extending in the vertical direction is included.The distance from the center of the metal plate at the junction between the patch and the coupling probe is set according to the position of each patch antenna from the feeding probe. A planar antenna device characterized in that.
JP12429493A 1993-05-26 1993-05-26 Planar antenna system Pending JPH06334434A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12429493A JPH06334434A (en) 1993-05-26 1993-05-26 Planar antenna system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12429493A JPH06334434A (en) 1993-05-26 1993-05-26 Planar antenna system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06334434A true JPH06334434A (en) 1994-12-02

Family

ID=14881776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12429493A Pending JPH06334434A (en) 1993-05-26 1993-05-26 Planar antenna system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06334434A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501436B1 (en) 1998-12-25 2002-12-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna apparatus and wireless apparatus and radio relaying apparatus using the same
US6573874B1 (en) 1998-06-04 2003-06-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna and radio device
US7505011B2 (en) 2004-11-30 2009-03-17 Panasonic Corporation Antenna apparatus
JP2015204495A (en) * 2014-04-11 2015-11-16 三菱電機株式会社 Waveguide patch array antenna
KR20210096916A (en) 2020-01-29 2021-08-06 주식회사 로보터스 Assembly for generating water dissolved gas and shower apparatus having the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573874B1 (en) 1998-06-04 2003-06-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna and radio device
US6501436B1 (en) 1998-12-25 2002-12-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna apparatus and wireless apparatus and radio relaying apparatus using the same
US7505011B2 (en) 2004-11-30 2009-03-17 Panasonic Corporation Antenna apparatus
JP2015204495A (en) * 2014-04-11 2015-11-16 三菱電機株式会社 Waveguide patch array antenna
KR20210096916A (en) 2020-01-29 2021-08-06 주식회사 로보터스 Assembly for generating water dissolved gas and shower apparatus having the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3085524B2 (en) Dipole antenna with reflector
US6759990B2 (en) Compact antenna with circular polarization
US6839039B2 (en) Antenna apparatus for transmitting and receiving radio waves to and from a satellite
US4554549A (en) Microstrip antenna with circular ring
US6177911B1 (en) Mobile radio antenna
US7075486B2 (en) Circularly polarized wave antenna made of sheet metal with high reliability
EP1826868A2 (en) Circularly polarized dielectric resonator antenna
US8766866B2 (en) Log periodic antenna
JP2004343531A (en) Compound antenna
JP4073130B2 (en) Cross dipole antenna
JPS6141205A (en) Antenna for wide-band transmission line
EP1033782B1 (en) Monopole antenna
JP3063826B2 (en) Multi-frequency antenna
JPH05275918A (en) Circulary polarized wave linear antenna
US20050231437A1 (en) Dipole antenna
US6535179B1 (en) Drooping helix antenna
JP4516246B2 (en) antenna
JPH06334434A (en) Planar antenna system
JP3804878B2 (en) Dual-polarized antenna
JP3782278B2 (en) Beam width control method of dual-polarized antenna
JP4347002B2 (en) Dual polarization antenna
JPH07307613A (en) Circular polarized wave microstrip antenna
JP3923329B2 (en) Compound antenna
JP3483096B2 (en) Monopole antenna
JPH01236703A (en) Microwave antenna system