JPH066128A - 誘電体レンズアンテナおよびその製造方法 - Google Patents
誘電体レンズアンテナおよびその製造方法Info
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- JPH066128A JPH066128A JP4186075A JP18607592A JPH066128A JP H066128 A JPH066128 A JP H066128A JP 4186075 A JP4186075 A JP 4186075A JP 18607592 A JP18607592 A JP 18607592A JP H066128 A JPH066128 A JP H066128A
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- Japan
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- dielectric lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型かつ軽量でしかも高効率の誘電体アンテ
ナおよびその製造方法を提供することである。 【構成】 誘電体レンズ１と１次放射器２との間には、
絶縁部材４が略均一に充填されている。この誘電体部材
４は、従来の誘電体レンズアンテナにおけるホルダーの
代わりとなるもので、誘電体レンズ１と１次放射器２と
を一体的に保持する。このようにホルダーが不要となる
ため、アンテナ効率の向上化が図れる。また、電波が誘
電体部材４の中を伝搬するため、誘電体レンズ１の厚み
を薄くできる。
ナおよびその製造方法を提供することである。 【構成】 誘電体レンズ１と１次放射器２との間には、
絶縁部材４が略均一に充填されている。この誘電体部材
４は、従来の誘電体レンズアンテナにおけるホルダーの
代わりとなるもので、誘電体レンズ１と１次放射器２と
を一体的に保持する。このようにホルダーが不要となる
ため、アンテナ効率の向上化が図れる。また、電波が誘
電体部材４の中を伝搬するため、誘電体レンズ１の厚み
を薄くできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、誘電体レンズアンテ
ナおよびその製造方法に関し、より特定的には、マイク
ロ波の通信用に用いられる誘電体レンズアンテナおよび
その製造方法に関する。
ナおよびその製造方法に関し、より特定的には、マイク
ロ波の通信用に用いられる誘電体レンズアンテナおよび
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘電体レンズアンテナは、例えば衛星放
送アンテナのようにマイクロ波帯での通信に用いられる
高周波用アンテナである。従来の誘電体レンズアンテナ
は、図５に示すように、誘電体（樹脂材またはセラミッ
クスまたは樹脂材とセラミックス粉末との混合物）をレ
ンズ状に形成した誘電体レンズ１と、誘電体レンズ１の
焦点に配置される１次放射器２とを備えている。１次放
射器２は、誘電体レンズ１により集められた電波をピッ
クアップし、または誘電体レンズ１に電波を放射する。
従来の誘電体レンズアンテナは、さらにホルダー３を備
えている。このホルダー３は、１次放射器１の前方にお
ける所定の位置に誘電体レンズ１を固定させる役目を果
たしている。
送アンテナのようにマイクロ波帯での通信に用いられる
高周波用アンテナである。従来の誘電体レンズアンテナ
は、図５に示すように、誘電体（樹脂材またはセラミッ
クスまたは樹脂材とセラミックス粉末との混合物）をレ
ンズ状に形成した誘電体レンズ１と、誘電体レンズ１の
焦点に配置される１次放射器２とを備えている。１次放
射器２は、誘電体レンズ１により集められた電波をピッ
クアップし、または誘電体レンズ１に電波を放射する。
従来の誘電体レンズアンテナは、さらにホルダー３を備
えている。このホルダー３は、１次放射器１の前方にお
ける所定の位置に誘電体レンズ１を固定させる役目を果
たしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
誘電体レンズアンテナでは、ホルダー３によって誘電体
レンズ１を保持しなければならないが、このホルダー３
が電波を不所望に吸収したり偏向させるため、アンテナ
特性に影響を与え、アンテナ特性（特に、アンテナ利
得）が劣化するという問題点があった。例えば、図５
（ａ）のようなホルダー形状を有する誘電体レンズアン
テナでは、アンテナ効率が最高効率から９５％に低下す
る。また、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）のようなホルダ
ー形状を有する誘電体レンズアンテナでは、アンテナ効
率が最高効率から、それぞれ、９０％，８５％，８０％
に低下する。
誘電体レンズアンテナでは、ホルダー３によって誘電体
レンズ１を保持しなければならないが、このホルダー３
が電波を不所望に吸収したり偏向させるため、アンテナ
特性に影響を与え、アンテナ特性（特に、アンテナ利
得）が劣化するという問題点があった。例えば、図５
（ａ）のようなホルダー形状を有する誘電体レンズアン
テナでは、アンテナ効率が最高効率から９５％に低下す
る。また、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）のようなホルダ
ー形状を有する誘電体レンズアンテナでは、アンテナ効
率が最高効率から、それぞれ、９０％，８５％，８０％
に低下する。
【０００４】また、従来の誘電体レンズアンテナでは、
高効率を得るために誘電体レンズ１の比誘電率を下げる
必要があるが、比誘電率を下げると誘電体レンズ１の厚
みが厚くなり、大型化するという問題点があった。
高効率を得るために誘電体レンズ１の比誘電率を下げる
必要があるが、比誘電率を下げると誘電体レンズ１の厚
みが厚くなり、大型化するという問題点があった。
【０００５】それゆえに、この発明の目的は、高効率で
しかも誘電体レンズの厚みが薄い小型の誘電体レンズア
ンテナおよびその製造方法を提供することである。
しかも誘電体レンズの厚みが薄い小型の誘電体レンズア
ンテナおよびその製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
誘電体レンズと、この誘電体レンズにより集められた電
波をピックアップするためのおよび／または誘電体レン
ズに電波を放射するための１次放射器とを備える誘電体
レンズアンテナであって、誘電体レンズと１次放射器と
の間には、誘電体レンズよりも低い比誘電率を有する誘
電体部材が略均一に充填され、それによって誘電体レン
ズと１次放射器とが誘電体部材によって保持されている
ことを特徴とする。
誘電体レンズと、この誘電体レンズにより集められた電
波をピックアップするためのおよび／または誘電体レン
ズに電波を放射するための１次放射器とを備える誘電体
レンズアンテナであって、誘電体レンズと１次放射器と
の間には、誘電体レンズよりも低い比誘電率を有する誘
電体部材が略均一に充填され、それによって誘電体レン
ズと１次放射器とが誘電体部材によって保持されている
ことを特徴とする。
【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明においてさらに以下のことを特徴としている。すなわ
ち、請求項２に係る発明では、誘電体部材として発泡性
の樹脂を用いている。
明においてさらに以下のことを特徴としている。すなわ
ち、請求項２に係る発明では、誘電体部材として発泡性
の樹脂を用いている。
【０００８】請求項３に係る発明は、誘電体レンズアン
テナの製造方法であって、誘電体レンズと、この誘電体
レンズにより集められた電波をピックアップするための
および／または誘電体レンズに電波を放射するための１
次放射器とを所定の間隔を隔てて固定し、誘電体レンズ
と１次放射器との間に、誘電体レンズよりも低い比誘電
率を有する誘電体部材を略均一に充填することを特徴と
する。
テナの製造方法であって、誘電体レンズと、この誘電体
レンズにより集められた電波をピックアップするための
および／または誘電体レンズに電波を放射するための１
次放射器とを所定の間隔を隔てて固定し、誘電体レンズ
と１次放射器との間に、誘電体レンズよりも低い比誘電
率を有する誘電体部材を略均一に充填することを特徴と
する。
【０００９】
【作用】請求項１に係る発明においては、誘電体レンズ
と１次放射器との間に充填された誘電体部材によって、
従来の誘電体レンズアンテナにおけるホルダーの代わり
をさせている。したがって、ホルダーが不要となり、ア
ンテナ効率の低下を防止することができる。また、誘電
体レンズと１次放射器との間における電波の伝搬が誘電
体部材を介して行われるので、従来の誘電体レンズアン
テナのように空気を介して電波の伝搬を行う場合に比べ
て、誘電体レンズの厚みを薄くできる。したがって、小
型で軽量な誘電体レンズアンテナが得られる。
と１次放射器との間に充填された誘電体部材によって、
従来の誘電体レンズアンテナにおけるホルダーの代わり
をさせている。したがって、ホルダーが不要となり、ア
ンテナ効率の低下を防止することができる。また、誘電
体レンズと１次放射器との間における電波の伝搬が誘電
体部材を介して行われるので、従来の誘電体レンズアン
テナのように空気を介して電波の伝搬を行う場合に比べ
て、誘電体レンズの厚みを薄くできる。したがって、小
型で軽量な誘電体レンズアンテナが得られる。
【００１０】請求項２に係る発明においては、誘電体部
材として発泡性の樹脂を用いることにより、誘電体部材
の比誘電率を誘電体レンズの比誘電率よりも容易に低下
させることができる。また、発泡性樹脂は、軽量である
ため、アンテナ全体の軽量化が図れる。
材として発泡性の樹脂を用いることにより、誘電体部材
の比誘電率を誘電体レンズの比誘電率よりも容易に低下
させることができる。また、発泡性樹脂は、軽量である
ため、アンテナ全体の軽量化が図れる。
【００１１】請求項３に係る発明においては、誘電体レ
ンズと１次放射器との間に、誘電体レンズよりも低い比
誘電率を有する誘電体部材を略均一に充填することによ
り、小型かつ軽量で、しかも高効率の誘電体レンズアン
テナを製造するようにしている。
ンズと１次放射器との間に、誘電体レンズよりも低い比
誘電率を有する誘電体部材を略均一に充填することによ
り、小型かつ軽量で、しかも高効率の誘電体レンズアン
テナを製造するようにしている。
【００１２】
【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る誘電体レ
ンズアンテナの構成を示す断面図である。図１におい
て、誘電体レンズ１と１次放射器２との間には、誘電体
部材４が配置されている。この誘電体部材４は、従来の
誘電体レンズアンテナ（図５参照）におけるホルダーの
代わりをするものであり、誘電体レンズ１と１次放射器
２とを所定の間隔を隔てて保持している。誘電体部材４
には、好ましくは発泡性の樹脂（発泡ポリウレタン，発
泡ポリプロピレン，発泡ポリスチレン等）が用いられ
る。
ンズアンテナの構成を示す断面図である。図１におい
て、誘電体レンズ１と１次放射器２との間には、誘電体
部材４が配置されている。この誘電体部材４は、従来の
誘電体レンズアンテナ（図５参照）におけるホルダーの
代わりをするものであり、誘電体レンズ１と１次放射器
２とを所定の間隔を隔てて保持している。誘電体部材４
には、好ましくは発泡性の樹脂（発泡ポリウレタン，発
泡ポリプロピレン，発泡ポリスチレン等）が用いられ
る。
【００１３】上記のように、図１に示す実施例では、誘
電体部材４によって誘電体レンズ１および１次放射器２
をホールドできるので、別途ホルダーを設ける必要がな
い。また、ホルダーを設けたとしても、極めて簡単で小
さなものでよい。したがって、誘電体レンズ１と１次放
射器２との間の電波の伝搬が乱されず、アンテナ効率の
向上化が図れる。
電体部材４によって誘電体レンズ１および１次放射器２
をホールドできるので、別途ホルダーを設ける必要がな
い。また、ホルダーを設けたとしても、極めて簡単で小
さなものでよい。したがって、誘電体レンズ１と１次放
射器２との間の電波の伝搬が乱されず、アンテナ効率の
向上化が図れる。
【００１４】なお、誘電体部材４には、誘電体レンズ１
よりも低い比誘電率を有する材質のものが用いられてい
る。これは、誘電体部材４の比誘電率を誘電体レンズ１
の比誘電率よりも高くすると、アンテナ効率が逆に低下
するためである。誘電体部材４として発泡性の樹脂を使
用した場合、誘電体レンズ１よりも低い比誘電率を有す
る誘電体部材４を容易に実現できる。
よりも低い比誘電率を有する材質のものが用いられてい
る。これは、誘電体部材４の比誘電率を誘電体レンズ１
の比誘電率よりも高くすると、アンテナ効率が逆に低下
するためである。誘電体部材４として発泡性の樹脂を使
用した場合、誘電体レンズ１よりも低い比誘電率を有す
る誘電体部材４を容易に実現できる。
【００１５】次に、図１に示す誘電体レンズアンテナの
製造方法について説明する。まず、誘電体レンズ１およ
び１次放射器２が、型枠内に収納される。誘電体部材４
としてポリウレタンを用いる場合は、上記型枠内にポリ
ウレタンを生成するための所定の２液を混合しながら注
入する。注入された２液は、型枠内部で化合して発泡
し、ポリウレタンを生成する。また、誘電体部材４とし
て発泡ポリプロピレンを用いる場合は、上記型枠内に発
泡剤を添加したポリプロピレンをいわゆるインサートモ
ールドの手法により射出して成形する。また、誘電体部
材４として発泡ポリスチレンを用いる場合は、上記型枠
内に発泡剤の添加されたポリスチレンペレットを入れ、
熱を加えて発泡させる。誘電体部材４の形成が終了する
と、上記型枠が取り外される。このとき、誘電体レンズ
１および１次放射器２は、誘電体部材４に固着されて一
体化されている。
製造方法について説明する。まず、誘電体レンズ１およ
び１次放射器２が、型枠内に収納される。誘電体部材４
としてポリウレタンを用いる場合は、上記型枠内にポリ
ウレタンを生成するための所定の２液を混合しながら注
入する。注入された２液は、型枠内部で化合して発泡
し、ポリウレタンを生成する。また、誘電体部材４とし
て発泡ポリプロピレンを用いる場合は、上記型枠内に発
泡剤を添加したポリプロピレンをいわゆるインサートモ
ールドの手法により射出して成形する。また、誘電体部
材４として発泡ポリスチレンを用いる場合は、上記型枠
内に発泡剤の添加されたポリスチレンペレットを入れ、
熱を加えて発泡させる。誘電体部材４の形成が終了する
と、上記型枠が取り外される。このとき、誘電体レンズ
１および１次放射器２は、誘電体部材４に固着されて一
体化されている。
【００１６】次に、上記実施例における誘電体レンズ１
の厚みと、従来の誘電体レンズアンテナにおける誘電体
レンズ１の厚みとを比較する。今、上記実施例における
誘電体レンズ１の焦点距離をＦ０’，開口径をＲ０’，
厚みをＤ０’，比誘電率をεｒとし、誘電体部材４の比
誘電率をε１とする。一方、図２に示すように、従来の
誘電体レンズアンテナにおける誘電体レンズ１の焦点距
離をＦ０，開口径をＲ０，厚みをＤ０，比誘電率をε１
とする。また、空気の比誘電率をε０（＝１）とする。
なお、上記実施例および従来の誘電体レンズアンテナに
おける誘電体レンズ１の焦点距離および開口径は、共に
等しいものとする。
の厚みと、従来の誘電体レンズアンテナにおける誘電体
レンズ１の厚みとを比較する。今、上記実施例における
誘電体レンズ１の焦点距離をＦ０’，開口径をＲ０’，
厚みをＤ０’，比誘電率をεｒとし、誘電体部材４の比
誘電率をε１とする。一方、図２に示すように、従来の
誘電体レンズアンテナにおける誘電体レンズ１の焦点距
離をＦ０，開口径をＲ０，厚みをＤ０，比誘電率をε１
とする。また、空気の比誘電率をε０（＝１）とする。
なお、上記実施例および従来の誘電体レンズアンテナに
おける誘電体レンズ１の焦点距離および開口径は、共に
等しいものとする。
【００１７】１次放射器２において電波の位相を同位相
にする条件から、次式（１）が成立する。 ε０1/2 ・Ｆ０＋εｒ1/2 ・Ｄ０＝ε１1/2 ・Ｆ０’＋εｒ1/2 ・Ｄ０’ …（１） ここで、Ｒ０＝Ｒ０’，Ｆ０＝Ｆ０’であるから、上式
（１）は、 （ε０1/2 −ε１1/2 ）Ｆ０＝εｒ1/2 （Ｄ０’−Ｄ０） …（２） となる。ε１＞ε０であるため、（２）式から、 Ｄ０＞Ｄ０’ が導き出される。したがって、上記実施例における誘電
体レンズ１の厚みの方が従来の誘電体レンズアンテナに
おける誘電体レンズ１の厚みよりも薄くなる。
にする条件から、次式（１）が成立する。 ε０1/2 ・Ｆ０＋εｒ1/2 ・Ｄ０＝ε１1/2 ・Ｆ０’＋εｒ1/2 ・Ｄ０’ …（１） ここで、Ｒ０＝Ｒ０’，Ｆ０＝Ｆ０’であるから、上式
（１）は、 （ε０1/2 −ε１1/2 ）Ｆ０＝εｒ1/2 （Ｄ０’−Ｄ０） …（２） となる。ε１＞ε０であるため、（２）式から、 Ｄ０＞Ｄ０’ が導き出される。したがって、上記実施例における誘電
体レンズ１の厚みの方が従来の誘電体レンズアンテナに
おける誘電体レンズ１の厚みよりも薄くなる。
【００１８】一例として、誘電体レンズ１の比誘電率が
２．３で、Ｆ／Ｄ比が０．５の誘電体レンズアンテナ
に、比誘電率が１．５の誘電体部材４を用いると、誘電
体レンズアンテナの厚みを１５ｍｍ薄くできる。ただ
し、誘電体レンズ１の直径は、１８０ｍｍとした。
２．３で、Ｆ／Ｄ比が０．５の誘電体レンズアンテナ
に、比誘電率が１．５の誘電体部材４を用いると、誘電
体レンズアンテナの厚みを１５ｍｍ薄くできる。ただ
し、誘電体レンズ１の直径は、１８０ｍｍとした。
【００１９】なお、誘電体レンズ１の表面に電波の反射
防止用の誘電体膜を形成するようにしてもよい。図３に
示す実施例では誘電体レンズ１の片面に反射防止用の誘
電体膜５がコーティングされており、図４に示す実施例
では誘電体レンズ１の両面に反射防止用の誘電体膜５が
コーティングされている。
防止用の誘電体膜を形成するようにしてもよい。図３に
示す実施例では誘電体レンズ１の片面に反射防止用の誘
電体膜５がコーティングされており、図４に示す実施例
では誘電体レンズ１の両面に反射防止用の誘電体膜５が
コーティングされている。
【００２０】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば誘電体レン
ズと１次放射器との間に充填された誘電体部材によっ
て、従来の誘電体レンズアンテナにおけるホルダーの代
わりをさせているので、ホルダーが不要となり、アンテ
ナ効率を向上させることができる。また、誘電体レンズ
と１次放射器との間における電波の伝搬が誘電体部材を
介して行われるので、従来の誘電体レンズアンテナのよ
うに空気を介して電波の伝搬を行う場合に比べて、誘電
体レンズの厚みを薄くできる。したがって、小型で軽量
な誘電体レンズアンテナが得られる。
ズと１次放射器との間に充填された誘電体部材によっ
て、従来の誘電体レンズアンテナにおけるホルダーの代
わりをさせているので、ホルダーが不要となり、アンテ
ナ効率を向上させることができる。また、誘電体レンズ
と１次放射器との間における電波の伝搬が誘電体部材を
介して行われるので、従来の誘電体レンズアンテナのよ
うに空気を介して電波の伝搬を行う場合に比べて、誘電
体レンズの厚みを薄くできる。したがって、小型で軽量
な誘電体レンズアンテナが得られる。
【００２１】請求項２に係る発明によれば、誘電体部材
として発泡性の樹脂を用いるので、誘電体部材の比誘電
率を誘電体レンズの比誘電率よりも容易に低下させるこ
とができる。また、発泡性樹脂は、軽量であるため、ア
ンテナ全体の軽量化が図れる。
として発泡性の樹脂を用いるので、誘電体部材の比誘電
率を誘電体レンズの比誘電率よりも容易に低下させるこ
とができる。また、発泡性樹脂は、軽量であるため、ア
ンテナ全体の軽量化が図れる。
【００２２】請求項３に係る発明によれば、誘電体レン
ズと１次放射器との間に、誘電体レンズよりも低い比誘
電率を有する誘電体部材を略均一に充填するようにして
いるので、小型かつ軽量で、しかも高効率の誘電体レン
ズアンテナを製造することができる。
ズと１次放射器との間に、誘電体レンズよりも低い比誘
電率を有する誘電体部材を略均一に充填するようにして
いるので、小型かつ軽量で、しかも高効率の誘電体レン
ズアンテナを製造することができる。
【図１】この発明の一実施例に係る誘電体レンズアンテ
ナの構造を示す断面図である。
ナの構造を示す断面図である。
【図２】従来の誘電体レンズアンテナの等価モデルを示
す模式図である。
す模式図である。
【図３】この発明の他の実施例に係る誘電体レンズアン
テナの構造を示す断面図である。
テナの構造を示す断面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施例に係る誘電体レン
ズアンテナの構造を示す断面図である。
ズアンテナの構造を示す断面図である。
【図５】従来の誘電体アンテナの構造を示す断面図であ
る。
る。
１： 誘電体レンズ ２： １次放射器 ４： 誘電体部材 ５： 反射防止用の誘電体膜
Claims (3)
- 【請求項１】 誘電体レンズと、この誘電体レンズによ
り集められた電波をピックアップするためのおよび／ま
たは誘電体レンズに電波を放射するための１次放射器と
を備える誘電体レンズアンテナであって、 前記誘電体レンズと前記１次放射器との間には、誘電体
レンズよりも低い比誘電率を有する誘電体部材が略均一
に充填され、それによって前記誘電体レンズと前記１次
放射器とが当該誘電体部材によって保持されていること
を特徴とする、誘電体レンズアンテナ。 - 【請求項２】 前記誘電体部材は、発泡性の樹脂であ
る、請求項１に記載の誘電体レンズアンテナ。 - 【請求項３】 誘電体レンズと、この誘電体レンズによ
り集められた電波をピックアップするためのおよび／ま
たは誘電体レンズに電波を放射するための１次放射器と
を所定の間隔を隔てて固定し、前記誘電体レンズと前記
１次放射器との間に、前記誘電体レンズよりも低い比誘
電率を有する誘電体部材を略均一に充填することを特徴
とする、誘電体レンズアンテナの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4186075A JPH066128A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 誘電体レンズアンテナおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4186075A JPH066128A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 誘電体レンズアンテナおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH066128A true JPH066128A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=16181951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4186075A Pending JPH066128A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 誘電体レンズアンテナおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066128A (ja) |
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