JPH0722838A - 平面アンテナの給電部 - Google Patents

平面アンテナの給電部

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JPH0722838A
JPH0722838A JP18327093A JP18327093A JPH0722838A JP H0722838 A JPH0722838 A JP H0722838A JP 18327093 A JP18327093 A JP 18327093A JP 18327093 A JP18327093 A JP 18327093A JP H0722838 A JPH0722838 A JP H0722838A
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JP
Japan
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feeding
antenna
rectangular waveguide
power
pin
Prior art date
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Pending
Application number
JP18327093A
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English (en)
Inventor
Motoki Oshima
元樹 大嶋
Mikio Kuwako
幹夫 桑子
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Nippon Antenna Co Ltd
Original Assignee
Nippon Antenna Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 BS用平面アンテナの給電部をロスのないよ
うに構成して、アンテナの性能を向上すること。 【構成】 クランク型アンテナ素子を多数誘電体の基板
3上に形成し、このアンテナ素子2の給電点に給電ピン
5を植立し、この給電ピン5を1本の短い導波管からな
る給電部1内に挿入し、給電部1に給電された電力を給
電ピン5により受信して各アンテナ素子2に分配して給
電する。なお、給電ピン5の相互の間隔は約1波長とさ
れ、給電ピン5の長さを端部に向かうに従い長く設定す
るようにして、各アンテナ素子2に同相・同振幅で給電
できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平面アンテナの給電部
に関するものであり、特にクランク型マイクロストリッ
プラインを用いた平面アンテナに適用して好適なもので
ある。
【0002】
【従来の技術】最近、衛星を用いたBS放送やCS放送
が行われるようになり、この衛星放送を受信するBSア
ンテナあるいはCSアンテナが各家庭に設置されつつあ
る。このBSアンテナやCSアンテナはいわゆるオフセ
ットパラボラアンテナが従来から一般に用いられていた
が、パラボラアンテナは重量が大きいこと及び風により
受ける風圧が大きいことから、支持手段が大掛かりとな
ってその設置作業は大変であった。
【0003】そこで、重量が軽く設置作業の容易な平面
状のアンテナが開発された。この平面アンテナの従来の
一例を図3に示す。この図に示すアンテナはBS放送の
円偏波を受信できるアンテナであり、クランク型マイク
ロストリップアンテナと称されている。このマイクロス
トリップアンテナはその名のように、裏に地導体が設け
られた誘電体の基板上にクランク型に設けられたマイク
ロストリップラインによるアンテナ素子が多数形成され
ている。このアンテナは進行波アンテナの一種であり、
一方の端部に給電点が設けられている。この給電点に給
電する給電部は図示するように、いわゆるトーナメント
方式と云われる構造となっている。
【0004】すなわち、1本の給電ラインが分岐点で2
本の給電ラインに順次分岐されるが、分岐された給電ラ
インの長さは2本とも等しくなるように分岐されていく
のである。このように分岐していくことにより複数本の
クランク型マイクロストリップラインの各アンテナ素子
に同位相・同振幅で給電出来るようにしている。このク
ランク型マイクロストリップラインアンテナにより円偏
波を受信あるいは励振できることを、図4を用いて次に
説明する。
【0005】この図(a)には、1本のクランク型のア
ンテナ素子を示す。このアンテナ素子のaの部分の長さ
は1波長の電気長とされ、bの部分の長さは1/2波長
の電気長とされ、cの部分の長さは1/4波長の電気長
とそれぞれされている。このアンテナ素子は時刻t0
おいて、同図(b)に示すような電流が流れているとす
る。この時刻t0 の時に、アンテナの面に垂直な軸上の
無限遠点で各辺a,b,cに流れる電流による輻射を観
測すると、辺aには互いに逆方向に電流が流れているた
め、辺aからの輻射は相殺され、同様に辺bからの輻射
も相殺される。但し、辺cには同方向に電流が流れてい
るため、辺cからの輻射だけが観測されるようになり、
結局図の右側に示す上の方向の電界Eが発生する。
【0006】次に、時刻が1/4fだけ経過しt1 の時
刻となると、進行波アンテナであるため、同図(c)に
示すように電流の位相が進む。すると、辺aからの輻射
と辺cからの輻射は相殺されるようになり、辺bからの
輻射だけが観測されるようになる。従って、この時の電
界Eの方向は図に示すように左向きとなる。すなわち、
時刻が経過するに従って上向きの電界から左向きの電界
になるまで電界Eの方向が回転したことになる。
【0007】さらに、時刻が1/2fまで経過しt2
時刻になると、アンテナの電流はさらに進み、同図
(d)に示すようになる。すると、図に示されるように
辺aからの輻射及び辺bからの輻射は相殺されるように
なり、辺cからの輻射だけが観測されるようになる。従
って、この時の電界Eの方向は下向きとなる。時刻がさ
らに進んで3/4fの時刻t3 となると、アンテナの電
流は図(e)に示すように進み、辺aからの輻射及び辺
cからの輻射は相殺され、辺bからの輻射だけが観測さ
れるようになる。この時の電界Eの方向は右向きとな
る。
【0008】また、時刻が進んで1/fの時刻t4 とな
ると、アンテナの電流は図(f)に示すように図(b)
に示す電流と等しくなるため、辺aからの輻射及び辺b
からの輻射は相殺され、辺cからの輻射だけが観測され
るようになる。この時の電界の方向は図(b)に示す方
向と同じとなり、電界の方向は一回転右回りに回転した
ことになる。従って、このアンテナからは1周期の期間
で1回転右方向に回転する右旋の円偏波が励振されるよ
うになる。そして、アンテナの可逆性から、このクラン
ク型アンテナは右旋の円偏波を受信することが可能とな
る。
【0009】従来は、このようなクランク型のアンテナ
素子を多数基板上に形成して図3に示すような平面アン
テナとしていたが、図3に示す平面アンテナにおいては
トーナメント方式の給電部の給電ラインから電波が輻射
されアンテナ指向性に悪影響を与えていた。この欠点を
改善した従来のクランク型マイクロストリップラインア
ンテナを図5に示す。
【0010】この図において、110はアンテナ本体で
あり、120はアンテナ110に電力を分配あるいはア
ンテナ110からの電力を合成する給電基板であり、両
者を結合する前の状態を示している。アンテナ本体11
0は、誘電体の基板121と、この基板121の裏面全
体に蒸着等により形成された地導体122と、基板12
1の表面に蒸着等により形成された複数のマイクロスト
リップラインアンテナ素子111,112,113,1
14とからなっている。各アンテナの給電点には給電ピ
ン131,132,133,134が基板121及び地
導体122を貫通して設けられており、これらの給電ピ
ンはアンテナ素子にハンダ123により接続されてい
る。また給電ピン131〜134は地導体122とは絶
縁して設けられている。
【0011】この給電基板120はダイカスト等により
一体に成型されており、地導体122を一面として導波
管を形成するトーナメント状の溝125が形成されてい
る。この溝125の出力ポートとなる端部141,14
2,143,144は、アンテナ本体110と給電基板
120とを重ね合わせたとき、その中心部に給電ピン1
31〜134が位置するように形成されている。また、
溝125の他端126は入力ポートとなる部分である。
【0012】図6はアンテナ本体110と給電基板12
0とを結合した状態を示しており、アンテナ素子11
1,112に給電ピン131,132がハンダ123に
より接続されている。この給電ピン131,132は基
板121および地導体122を貫通しているが、絶縁体
124によって地導体122とは絶縁されて導波管の端
部141,142に臨んでいる様子が分かる。
【0013】このような構造のクランク型マイクロスト
リップラインアンテナにおいて、入力ポート126に供
給された電力は給電基板120に形成された導波管12
5を経て出力ポート141〜144に伝播され、さらに
給電ピン131〜134によりアンテナ素子111〜1
14に給電されて、これから円偏波が放射される。ま
た、このアンテナにより円偏波を受信する時は、各アン
テナ素子111〜114により受信された円偏波は給電
ピン131〜134により導波管の端部141〜144
に給電され、導波管により合成されて入力ポート126
から受信電力を取り出すことが出来る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】このような給電部とす
ると、給電部は導波管により構成されているため、給電
部からの不要輻射は防止される。しかしながら、給電路
は低損失の導波管により形成されているとは云え、その
給電路は導波管によりトーナメント状に形成した長い給
電路となるために、入力ポートから給電ピンまでの給電
路の通過ロスは無視できない値となる。さらに、各アン
テナ素子を同相で給電するためには導波管による給電路
の長さを等しくする必要がある。このため、給電路の製
作を精密に行わなければならないことからその製作が困
難になると云う問題点があった。そこで、本発明は給電
部によるロスを低減できると共に不要輻射を防止出来る
と共に、容易に製作することのできるクランク型マイク
ロストリップラインを用いた平面アンテナの給電部を提
供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は1本の短い導波管を用いて平面アンテナの
給電部を構成するようにしたものである。
【0016】
【作用】本発明によれば、給電部の導波管の長さが短い
ため、給電部のロスを低減できると共に不要輻射を防止
することが出来る。従って、アンテナの電気性能を向上
することが出来ると共に、コストも下げることが出来
る。また、導波管は1本しか用いていないため給電部の
製作を容易に行うことができるようになる。
【0017】
【実施例】本発明の実施例を図1に示す。この図におい
て、1は1本の導波管からなる給電部であり、2は誘電
体の基板3上に蒸着等により形成された多数のクランク
型アンテナ素子であり、円偏波を受信あるいは励振され
るようになされている。この基板3の裏面には地導体
(アース板)が設けられている。さらに、アンテナ素子
2の給電点に設けられた給電ピン5は、基板3を貫通し
て導波管内に挿入されている。
【0018】図1のa−a’線で給電部1を切断した断
面図を図2に示す。この図において、給電部1は底面1
1と側面12及び上面13からなる1本の矩形導波管に
より構成されており、この矩形導波管の中に各アンテナ
素子2の給電点にハンダ付けにより接続された給電ピン
5が誘電体の基板3及び上面13を貫通して挿入されて
いる。
【0019】この給電ピン5の相互の間隔は約1波長の
電気長とされて、各給電ピン5に同位相の電磁波が供給
されるようにされている。また、給電部1の中央には給
電プローブが設けられて、電力がここから矩形導波管内
に給電されている。この場合の給電プローブ7と隣接す
る給電ピン5との間隔は約1/2波長の電気長とされて
いる。さらに、矩形導波管の端部に位置する給電ピン5
と矩形導波管の短絡面との間隔は約1/4波長の電気長
とされている。そして、各給電ピン5に同振幅の信号を
供給するために、給電ピン5は矩形導波管の端部に行く
にしたがって長く設定されている。このように矩形導波
管の端部に行くにしたがって給電ピン5を長く設定した
ので、途中の給電ピン5により信号が減衰しても端部の
給電ピン5には同じ振幅の信号を供給することが出来る
ようになる。
【0020】なお、給電ピン5と矩形導波管とを絶縁す
るため、及び給電ピン5の支持のために給電ピン5の周
囲には誘電体筒6が設けられている。また、給電プロー
ブ7の周囲にも同様の理由により誘電体筒8が設けられ
ている。このような給電部を有するクランク型マイクロ
ストリップラインアンテナにおいて、給電プローブ7に
供給された電力は給電部1に形成された矩形導波管を経
て給電ピン5にそれぞれ給電され、この給電ピン5から
各アンテナ素子2に同相・同振幅で給電されて、このア
ンテナ素子2から円偏波が放射される。また、このアン
テナにより受信する時は、各アンテナ素子2により受信
された円偏波は給電ピン5により矩形導波管内に給電さ
れ、導波管内を伝播しながら合成されて給電プローブ7
から受信電力を取り出すことが出来るようになる。
【0021】
【発明の効果】本発明のクランク型マイクロストリップ
ラインを用いたBS用平面アンテナは以上のように構成
したので、給電部を1本の短い導波管により構成するこ
とが出来る。このため、給電ロスを低減することが出来
ると共に、不要輻射を防止することが出来る。さらに、
導波管を1本として給電部を構成したのでその製作を容
易に行うことができる。従って、アンテナの性能を向上
することが出来ると共に、コストを下げることも出来る
ようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の平面アンテナの給電部を示す図であ
る。
【図2】本発明の平面アンテナの給電部の断面を示す図
である。
【図3】従来の平面アンテナを示す図である。
【図4】クランク型アンテナの動作を示す図である。
【図5】従来の平面型アンテナの給電部を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 給電部 2,111,112,113,114 クランク型アン
テナ素子 3,121 誘電体の基板 4,122 地導体 5,8,131,132,133,134 給電ピン 6 誘電体筒 7 給電プローブ 11 底面 12 側面 13 上面 110 アンテナ本体 120 給電基板 123 ハンダ付け 125 導波管 126 入力ポート 141,142,143,144 出力ポート
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】 従来の他の平面アンテナを示す図で
ある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図6
【補正方法】追加
【補正内容】
【図6】 従来の他の平面アンテナの給電部を
示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体の基板の表面に設けられた複数のク
    ランク型マイクロストリップラインアンテナ素子と、 該アンテナ素子の端部に一端が接続された給電ピンと、 該給電ピンの他端が挿入されている矩形導波管と、 該矩形導波管に電力を供給する給電プローブとを備え、 上記給電ピンは約1波長の電気長の間隔をもって上記矩
    形導波管内に挿入され、上記給電プローブは上記矩形導
    波管のほぼ中央に配置されていると共に、両側に位置す
    る上記給電ピンから約1/2波長の電気長をもって配置
    され、上記給電ピンの長さを上記矩形導波管の中央から
    端部に行くに従い長くすることにより、複数の上記給電
    ピンに同相・同振幅で給電するようにしたことを特徴と
    する平面アンテナの給電部。
  2. 【請求項2】上記矩形導波管の最外側に配置されている
    上記給電ピンと上記矩形導波管の終端との間隔を、約1
    /4波長の電気長としたことを特徴とする請求項1記載
    の平面アンテナの給電部。
JP18327093A 1993-06-30 1993-06-30 平面アンテナの給電部 Pending JPH0722838A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20021001