JPH07326921A - Microstrip array antenna - Google Patents
Microstrip array antennaInfo
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- JPH07326921A JPH07326921A JP6117851A JP11785194A JPH07326921A JP H07326921 A JPH07326921 A JP H07326921A JP 6117851 A JP6117851 A JP 6117851A JP 11785194 A JP11785194 A JP 11785194A JP H07326921 A JPH07326921 A JP H07326921A
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- Y02B60/50—
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば衛星放送、通信
放送、移動体通信、または移動体受信等に用いて好適な
マイクロストリップアレイアンテナに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microstrip array antenna suitable for use in satellite broadcasting, communication broadcasting, mobile communication, mobile reception and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１４は、例えば、衛星放送、通信放
送、移動体通信、または移動体受信等のアンテナ装置と
して用いられる、従来の矩形のシールド型マイクロスト
リップアレイアンテナ（アンテナ）の一例の構成を示す
斜視図である。また、図１５は、図１４に示したアンテ
ナのＹ141−Ｙ142線断面図である。2. Description of the Related Art FIG. 14 shows an example of a conventional rectangular shield type microstrip array antenna (antenna) used as an antenna device for satellite broadcasting, communication broadcasting, mobile communication, mobile reception, or the like. FIG. 15 is a cross-sectional view of the antenna shown in FIG. 14 taken along the line Y 141 -Y 142 .
【０００３】図１４または図１５に示したシールド型マ
イクロストリップアレイアンテナは、給電線路から放射
される不要な放射を抑制する円形または、矩形のシール
ドケース（シールド板）９を有している。また、アレイ
アンテナの素子である複数の矩形の放射導体板１と、導
体地板４とが、ガラス繊維強化フッ素樹脂、発泡フッ素
樹脂、または空気層のいずれかからなる低損失の誘電体
板３を介して積層配設されている。また、矩形の各放射
導体板１は、第１給電線路２（インピーダンスを変化さ
せるインピーダンス変成器（図示せず）を含む場合もあ
る）を介して、第２給電線路５に接続され、さらに、高
周波電源６に接続される。また、高周波電源６は、アー
ス７により接地されている。The shield type microstrip array antenna shown in FIG. 14 or FIG. 15 has a circular or rectangular shield case (shield plate) 9 which suppresses unnecessary radiation from the feed line. In addition, a plurality of rectangular radiating conductor plates 1 that are elements of the array antenna and a conductor ground plate 4 form a low-loss dielectric plate 3 made of either glass fiber reinforced fluororesin, foamed fluororesin, or air layer. It is arranged in a laminated manner. In addition, each rectangular radiation conductor plate 1 is connected to the second power supply line 5 via a first power supply line 2 (which may include an impedance transformer (not shown) that changes impedance), and It is connected to the high frequency power supply 6. Further, the high frequency power supply 6 is grounded by a ground 7.
【０００４】このように、アレイアンテナの各素子（放
射導体板）１は、図１４に示したＸ軸方向またはＹ軸方
向に、それぞれ所定の素子間隔ｄＸまたはｄＹだけおい
て、所定の数だけ配設されている。図１６は、このアレ
イアンテナをＺ軸方向から観察した図である。各放射導
体板１は、隣接する放射導体板１のそれぞれの中央が互
いに、Ｘ軸方向、またはＹ軸方向に、所定の素子間隔ｄ
Ｘ、またはｄＹだけ離れるように配設されている。As described above, each element (radiation conductor plate) 1 of the array antenna is arranged in the X-axis direction or the Y-axis direction shown in FIG. It is arranged. FIG. 16 is a view of the array antenna observed from the Z-axis direction. In each radiating conductor plate 1, the centers of the adjacent radiating conductor plates 1 are separated from each other by a predetermined element spacing d in the X-axis direction or the Y-axis direction.
It is arranged so as to be separated by X or dY.
【０００５】図１６に示したアンテナにおいて、Ｘ軸方
向の放射導体板１の数を所定数Ｘnとし、Ｙ軸方向の放
射導体板１の数を所定数Ｙnとすると、アレイアンテナ
を構成する全素子数は、Ｘn×Ｙnで表される。In the antenna shown in FIG. 16, when the number of radiation conductor plates 1 in the X-axis direction is a predetermined number X n and the number of radiation conductor plates 1 in the Y-axis direction is a predetermined number Y n , an array antenna is constructed. The total number of elements to be formed is represented by X n × Y n .
【０００６】上述した構成を有するアンテナの上面に
は、第１給電線路２からの電磁波の放射を抑制する（後
方から給電する後方給電の場合は、アンテナを衝撃等か
ら防ぐ）とともに、アレイアンテナの素子である各放射
導体板１からの電波が放射されるように、適当な大きさ
（各辺の長さＥ1，Ｅ2）の矩形の放射開口部８が各素子
に対応して設けられた、例えばアルミニウム製のシール
ドケース９が装荷される。On the upper surface of the antenna having the above-mentioned structure, the emission of electromagnetic waves from the first feeding line 2 is suppressed (in the case of rear feeding in which the power is fed from the rear, the antenna is prevented from a shock) and the array antenna A rectangular radiation opening 8 having an appropriate size (length of each side E 1 , E 2 ) is provided corresponding to each element so that the radio wave from each radiation conductor plate 1 as an element is radiated. Further, a shield case 9 made of, for example, aluminum is loaded.
【０００７】なお、図中の各放射導体板１の一方の辺の
長さＤ2は、所望の周波数および励振モード（例えば、
１モード対応）により決定される共振長であり、 Ｄ2＝（Ｃ／２）×ｆｒ×（ｅｒ）1/2 で表される。ここで、定数Ｃは光速であり、定数ｆｒは
所望の周波数（共振周波数）であり、定数ｅｒは誘電体
板３の誘電率である。It should be noted that the length D 2 of one side of each radiation conductor plate 1 in the figure is set to a desired frequency and excitation mode (for example,
The resonance length is determined by (corresponding to one mode), and is represented by D 2 = (C / 2) × fr × (er) 1/2 . Here, the constant C is the speed of light, the constant fr is the desired frequency (resonance frequency), and the constant er is the dielectric constant of the dielectric plate 3.
【０００８】また、図中の各放射導体板１の他方の辺の
長さＤ1は、通常、下記の式により決定される。即ち、 Ｄ1＝（Ｃ／２）×ｆｒ×｛（ｅｒ＋１）／２｝1/2 で表される。１２ＧＨｚ帯での使用の場合、アレイアン
テナの素子である各放射導体板１の各辺の長さＤ1およ
びＤ2、シールドケース９までの距離ｈ、シールドケー
ス９のアレイアンテナの素子毎に設けられた放射開口部
８の各辺の長さＥ1およびＥ2、並びに、各素子のＸ軸方
向の素子間隔ｄＸおよびＹ軸方向の素子間隔ｄＹは、例
えば、 Ｄ1＝６．９４ミリメートル Ｄ2＝７．９４ミリメート
ル ｈ＝１．００ミリメートル Ｅ1＝Ｅ2＝１１．００ミ
リメートル ｄＸ＝１９.２ミリメートル ｄＹ＝１９.５ミリメート
ル に設定することができる。The length D 1 of the other side of each radiation conductor plate 1 in the figure is usually determined by the following equation. That is, it is expressed by D 1 = (C / 2) × fr × {(er + 1) / 2} 1/2 . When used in the 12 GHz band, the lengths D 1 and D 2 of each side of each radiating conductor plate 1 which is an element of the array antenna, the distance h to the shield case 9, and the array antenna element of the shield case 9 are provided. The lengths E 1 and E 2 of the respective sides of the radiation opening 8 formed, and the element spacing dX in the X axis direction and the element spacing dY in the Y axis direction of each element are, for example, D 1 = 6.94 mm D it can be set to 2 = 7.94 mm h = 1.00 millimeters E 1 = E 2 = 11.00 millimeters dX = 19.2 millimeters dY = 19.5 millimeters.
【０００９】また、放射効率、アンテナ利得、およびア
ンテナ電力半値角は、誘電体板３の誘電正接および誘電
率に依存し、その値が大きいほど、小さくなる。例え
ば、誘電体板３の誘電正接が０．０００５、誘電率が
１．８５、Ｘ軸方向のアレイアンテナの素子数Ｘnが１
０、Ｙ軸方向の素子数Ｙnが２の場合、ボアサイト方向
（主軸方向）のアンテナ利得（絶対利得）Ｇは２０．９
（ｄＢｉ（デシベル））、Ｙ軸方向のアンテナ電力半値
角θHは３３．５度となる。The radiation efficiency, the antenna gain, and the half-power angle of the antenna power depend on the dielectric loss tangent and the dielectric constant of the dielectric plate 3, and the smaller the value, the smaller the value. For example, the dielectric tangent of the dielectric plate 3 is 0.0005, the dielectric constant is 1.85, and the number of elements X n of the array antenna in the X-axis direction is 1.
0, and the number of elements Y n in the Y-axis direction is 2, the antenna gain (absolute gain) G in the boresight direction (main axis direction) is 20.9.
(DBi (decibel)), the antenna power half-value angle θ H in the Y-axis direction is 33.5 degrees.
【００１０】従って、所望の比較的大きいアンテナ利得
を得るためには、使用する誘電体板３の誘電正接および
誘電率を低くすることが必要となる。Therefore, in order to obtain a desired relatively large antenna gain, it is necessary to reduce the dielectric loss tangent and the dielectric constant of the dielectric plate 3 used.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来のシールド型マイ
クロストリップアレイアンテナは、このように、その放
射効率、アンテナ利得、およびアンテナ電力半値角が、
誘電体板の誘電正接および誘電率に依存する。従って、
所望のアンテナ利得およびアンテナ電力半値角を得るた
めには、使用する誘電体板の誘電正接および誘電率を低
くすることが必要となる。しかしながら、低誘電正接、
低誘電率であるガラス繊維強化フッ素樹脂または発泡フ
ッ素樹脂などは高価であるため、それらの材料からなる
誘電体板を使用する場合、材料コストの上昇を招く課題
があった。In the conventional shield type microstrip array antenna, the radiation efficiency, the antenna gain, and the half-power angle of the antenna power are as follows.
It depends on the dielectric loss tangent and the dielectric constant of the dielectric plate. Therefore,
In order to obtain the desired antenna gain and antenna half-power angle, it is necessary to lower the dielectric loss tangent and dielectric constant of the dielectric plate used. However, low dielectric loss tangent,
Since the glass fiber reinforced fluororesin or foamed fluororesin having a low dielectric constant is expensive, there is a problem that the material cost is increased when the dielectric plate made of those materials is used.
【００１２】また、誘電体板の誘電正接および誘電率を
低くすることにも限界があり、所望のアンテナ利得およ
びアンテナ電力半値角を得ることができない課題があっ
た。Further, there is a limit in reducing the dielectric loss tangent and the dielectric constant of the dielectric plate, and there is a problem that the desired antenna gain and antenna half-power angle cannot be obtained.
【００１３】また、所望のアンテナ利得が得られないた
め、システムの電力増幅器の利得を向上させる必要があ
り、その結果、消費電力の増大を招く課題があった。Further, since the desired antenna gain cannot be obtained, it is necessary to improve the gain of the power amplifier of the system, resulting in an increase in power consumption.
【００１４】さらに、所望のアンテナ電力半値角が得ら
れないため、外部からのノイズまたはマルチパスフェー
ジングにより、通信が不安定となる課題があった。Further, since the desired antenna power half-value angle cannot be obtained, there is a problem that communication becomes unstable due to external noise or multipath fading.
【００１５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、低コストで所望のアンテナ利得、および電
力半値角を安定して得ることができるようにするもので
ある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to make it possible to stably obtain a desired antenna gain and a half-power angle at a low cost.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロストリ
ップアレイアンテナは、実現すべき周波数および励振モ
ードで共振する円形、円環形、矩形、環状矩形のいずれ
かの形状をなしたマイクロストリップアレイアンテナの
上面に、給電線路からの不要放射を抑制するためのシー
ルド手段（例えば、図１のシールドケース９）を設けた
シールド型マイクロストリップアレイアンテナにおい
て、シールド手段の上面に、アレイアンテナの各素子に
それぞれ対応する導電性の開口部を有する電界集束手段
（例えば、図１のキャビティ２２）を備えることを特徴
とする。The microstrip array antenna of the present invention is a microstrip array antenna having any one of a circular shape, an annular shape, a rectangular shape, and an annular rectangular shape that resonates at a frequency and an excitation mode to be realized. In a shielded microstrip array antenna having a shield means (for example, the shield case 9 in FIG. 1) for suppressing unnecessary radiation from the feed line on the upper surface, the shield microstrip array antenna is provided on the upper surface of each element of the array antenna. It is characterized by the provision of electric field focusing means (eg cavity 22 of FIG. 1) having a corresponding electrically conductive opening.
【００１７】また、電界集束手段（例えば図１および図
３のキャビティ２２）の開口部を、スルー形状の矩形柱
状の（断面の形状が矩形であり、その形状および大きさ
が一方の端から他方の端に向かって同一の）形状とする
ことができる。Further, the opening of the electric field focusing means (for example, the cavity 22 in FIGS. 1 and 3) is shaped like a through-shape rectangular column (the cross section is rectangular, and the shape and size are from one end to the other). Can have the same shape (towards the edge).
【００１８】また、電界集束手段（例えば図４のキャビ
ティ３２）の開口部を、ホーン形状の矩形柱状の（断面
の形状が矩形であり、その大きさが一方の端から他方の
端に向かって不連続的に増大する）形状とすることがで
きる。Further, the opening of the electric field focusing means (for example, the cavity 32 in FIG. 4) is formed in the shape of a horn-shaped rectangular column (the shape of the cross section is a rectangle, and its size is from one end to the other end). The shape can be discontinuously increased).
【００１９】また、電界集束手段（例えば図５のキャビ
ティ４２）の開口部を、テーパ形状の矩形柱状の（断面
の形状が矩形であり、その大きさが一方の端から他方の
端に向かって連続的に増大する）形状とすることができ
る。Further, the opening of the electric field focusing means (for example, the cavity 42 in FIG. 5) is formed in a tapered rectangular column shape (having a rectangular cross section, and the size thereof is from one end to the other end). The shape can be continuously increasing).
【００２０】また、電界集束手段（例えば図８のキャビ
ティ５２）の開口部を、スルー形状の角の丸い矩形柱状
の（断面の形状が角の丸い矩形であり、その形状および
大きさが一方の端から他方の端に向かって同一の）形状
とすることができる。Further, the opening of the electric field focusing means (for example, the cavity 52 in FIG. 8) is formed in the shape of a rectangular column having a through shape with rounded corners (the cross-sectional shape is a rectangle with rounded corners, and its shape and size are The shape can be the same from one end to the other end.
【００２１】また、電界集束手段（例えば図９のキャビ
ティ６２）の開口部を、ホーン形状の角の丸い矩形柱状
の（断面の形状が角の丸い矩形であり、その大きさが一
方の端から他方の端に向かって不連続的に増大する）形
状とすることができる。Further, the opening of the electric field focusing means (for example, the cavity 62 in FIG. 9) is formed in the shape of a horn-shaped rectangular column with rounded corners (the cross-sectional shape is a rectangle with rounded corners, the size of which is from one end). The shape may increase discontinuously toward the other end).
【００２２】また、電界集束手段（例えば図１０のキャ
ビティ７２）の開口部を、テーパ形状の角の丸い矩形柱
状の（断面の形状が角の丸い矩形であり、その大きさが
一方の端から他方の端に向かって連続的に増大する）形
状とすることができる。Further, the opening of the electric field converging means (for example, the cavity 72 in FIG. 10) is formed in the shape of a tapered rectangular column with rounded corners (the cross-sectional shape is a rectangle with rounded corners, the size of which is from one end). The shape can be continuously increased toward the other end).
【００２３】また、電界集束手段（例えば図１１のキャ
ビティ８２）の開口部を、スルー形状の円形柱状の（断
面の形状が円形であり、その形状および大きさが一方の
端から他方の端に向かって同一の）形状とすることがで
きる。Further, the opening of the electric field converging means (for example, the cavity 82 in FIG. 11) is formed into a through-shaped circular column (the cross section is circular, and the shape and size are from one end to the other end). Toward the same).
【００２４】また、電界集束手段（例えば図１２のキャ
ビティ９２）の開口部を、ホーン形状の円形柱状の（断
面の形状が円形であり、その大きさが一方の端から他方
の端に向かって不連続的に増大する）形状とすることが
できる。Further, the opening of the electric field focusing means (for example, the cavity 92 in FIG. 12) is formed into a horn-shaped circular columnar shape (having a circular cross section, and its size is from one end to the other end). The shape can be discontinuously increased).
【００２５】また、電界集束手段（例えば図１３のキャ
ビティ１０２）の開口部を、テーパ形状の円形柱状の
（断面の形状が円形であり、その大きさが一方の端から
他方の端に向かって連続的に増大する）形状とすること
ができる。Further, the opening of the electric field converging means (for example, the cavity 102 in FIG. 13) is formed into a tapered circular column shape (having a circular cross section, and its size is from one end to the other end). The shape can be continuously increasing).
【００２６】[0026]
【作用】本発明のマイクロストリップアレイアンテナに
おいては、シールド型マイクロストリップアレイアンテ
ナの上部に、アレイアンテナの各素子に対応するキャビ
ティ放射開口部２１を有するキャビティ２２を装荷する
ようにした。従って、所望の周波数及び励振モードにお
いて、低コストで所望の比較的高いアンテナ利得および
比較的小さいアンテナ電力半値角を得ることができる。
このように、アンテナ利得を高くすることができるの
で、到来する微弱の電波の受信も可能となる。また、放
射電力を小さくすることができるため、送信電力を節約
することができる。また、アンテナ電力半値角を小さく
することができるので、到来する方向の電波を強く受信
することができ、他の方向からの妨害波を受け難くする
ことができる。さらに、マルチパスフェージングを少な
くすることができるため、安定した通信が可能となる。In the microstrip array antenna of the present invention, a cavity 22 having a cavity radiation opening 21 corresponding to each element of the array antenna is loaded on top of the shield type microstrip array antenna. Therefore, it is possible to obtain a desired relatively high antenna gain and a relatively small antenna half-power angle at low cost in the desired frequency and excitation mode.
In this way, since the antenna gain can be increased, it is possible to receive weak incoming radio waves. Further, since the radiated power can be reduced, the transmission power can be saved. In addition, since the antenna power half-value angle can be made small, it is possible to strongly receive the radio waves in the incoming direction and make it difficult to receive the interfering waves from other directions. Furthermore, since multipath fading can be reduced, stable communication can be performed.
【００２７】[0027]
【実施例】図１は、本発明のマイクロストリップアレイ
アンテナ（アンテナ）の一実施例の構成を示す斜視図で
ある。また、図２は、図１に示したアンテナのＹ11−Ｙ
12線断面図である。1 is a perspective view showing the structure of an embodiment of a microstrip array antenna (antenna) of the present invention. In addition, FIG. 2 shows Y 11 -Y of the antenna shown in FIG.
FIG. 12 is a sectional view taken along line 12 .
【００２８】アレイアンテナを構成する素子である矩形
（各辺の長さＤ1，Ｄ2）の放射導体板１と導体地板４
は、ガラス繊維強化フッ素樹脂、発泡フッ素樹脂、また
は空気層のうちのいずれかからなる低損失の誘電体板３
を介して、積層配設されている。また、矩形の放射導体
板１は、それぞれ第１給電線路２を介して、第２給電線
路５に接続され、第２給電線路５は高周波電源６に接続
されている。また、高周波電源６は、アース７により接
地されている。The rectangular radiating conductor plate 1 and the conductor ground plate 4 (the lengths of each side are D 1 and D 2 ) which are the elements constituting the array antenna.
Is a low-loss dielectric plate 3 made of glass fiber reinforced fluororesin, foamed fluororesin, or air layer.
Are stacked one on top of the other. The rectangular radiation conductor plate 1 is connected to the second feeding line 5 via the first feeding line 2, and the second feeding line 5 is connected to the high frequency power source 6. Further, the high frequency power supply 6 is grounded by a ground 7.
【００２９】この積層体１０の上部には、第１給電線路
２からの放射を抑制するために、または後方から給電す
る後方給電の場合、アンテナを衝撃から防ぐために、例
えば、アルミニウムからなるシールドケース９が装荷さ
れる。このシールドケース９には、電波が放射される所
定の大きさの矩形（各辺の長さＥ1，Ｅ2）の放射開口部
８が、各素子（放射導体板）１に対応して設けられてい
る。A shield case made of aluminum, for example, is provided on the upper part of the laminated body 10 in order to suppress radiation from the first power feeding line 2 or to prevent the antenna from being impacted in the case of rear power feeding in which power is fed from the rear. 9 is loaded. The shield case 9 is provided with a radiating opening 8 of a predetermined size (each side length E 1 , E 2 ) for radiating radio waves, corresponding to each element (radiating conductor plate) 1. Has been.
【００３０】さらに、シールドケース９の上部に、導電
性を有するキャビティ２２が装荷されている。キャビテ
ィ２２には、例えば、スルー形状で矩形柱状のキャビテ
ィ放射開口部２１が、各素子に対応して設けられてい
る。また、キャビティ２２は、各キャビティ放射開口部
２１の中心が、シールドケース９の各放射開口部８の中
心とＺ軸上でそれぞれ一致するように、シールドケース
９と合面装荷されるようになされている。Further, a conductive cavity 22 is loaded on the shield case 9. The cavity 22 is provided with, for example, a through-hole-shaped rectangular column-shaped cavity radiation opening 21 corresponding to each element. Further, the cavity 22 is face-loaded with the shield case 9 so that the center of each cavity radiation opening 21 coincides with the center of each radiation opening 8 of the shield case 9 on the Z axis. ing.
【００３１】即ち、アレイアンテナの素子である各放射
導体板１の中心間のＸ軸方向の距離、各素子毎に設けら
れた各放射開口部８の中心間のＸ軸方向の距離、および
各素子毎に設けられた各キャビティ放射開口部２１の中
心間のＸ軸方向の距離は、それぞれ同一の距離ｄＸとさ
れる。同様に、アレイアンテナの素子である各放射導体
板１の中心間のＹ軸方向の距離、各素子毎に設けられた
各放射開口部８の中心間のＹ軸方向の距離、および各素
子毎に設けられた各キャビティ放射開口部２１の中心間
のＹ軸方向の距離は、それぞれ同一の距離ｄＹとされ
る。That is, the distance in the X-axis direction between the centers of the radiation conductor plates 1 that are the elements of the array antenna, the distance in the X-axis direction between the centers of the radiation openings 8 provided for each element, and The distances in the X-axis direction between the centers of the cavity radiation openings 21 provided for each element are the same distance dX. Similarly, the distance in the Y-axis direction between the centers of the radiation conductor plates 1 that are the elements of the array antenna, the distance in the Y-axis direction between the centers of the radiation openings 8 provided for each element, and for each element. The distances in the Y-axis direction between the centers of the respective cavity radiation openings 21 provided at are the same distance dY.
【００３２】次に、その動作について説明する。まず、
高周波電源６より発生された高周波電流は、第２給電線
路５、第１給電線路２を介して、各放射導体板１に供給
される。Next, the operation will be described. First,
The high frequency current generated from the high frequency power supply 6 is supplied to each radiation conductor plate 1 via the second power feeding line 5 and the first power feeding line 2.
【００３３】各放射導体板１は、そこに供給された高周
波電流の作用により、所定の周波数の電磁波を発生し、
主軸方向（図２において上方向）に向けて放射する。そ
の際、シールドケース９により電磁波の放射方向が制限
され、そのほとんどが主軸方向に放射される。また、シ
ールドケース９により、第１給電線路２による不要な電
磁波の放射が抑制される。Each radiation conductor plate 1 generates an electromagnetic wave of a predetermined frequency by the action of the high frequency current supplied thereto,
It radiates toward the main axis direction (upward in FIG. 2). At this time, the radiation direction of electromagnetic waves is limited by the shield case 9, and most of them are radiated in the main axis direction. Further, the shield case 9 suppresses the emission of unnecessary electromagnetic waves by the first power supply line 2.
【００３４】図３（ａ）は、キャビティ２２を上部から
観察した図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した
キャビティ２２のＸ31−Ｘ32線断面図である。この導電
性を有するキャビティ２２には、スルー形状の矩形柱状
のキャビティ放射開口部２１が所定数（この実施例の素
子数に対応して４つ）だけ設けられている。FIG. 3 (a) is a view of the cavity 22 observed from above, and FIG. 3 (b) is a sectional view taken along line X 31 -X 32 of the cavity 22 shown in FIG. 3 (a). The conductive cavity 22 is provided with a predetermined number (four corresponding to the number of elements of this embodiment) of cavity through openings 21 in the shape of a rectangular prism having a through shape.
【００３５】キャビティ２２の各辺の長さは、それぞれ
長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ２２は
例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ放射
開口部２１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向には間
隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように設けら
れている。The length of each side of the cavity 22 is represented by a length B 1 or a length B 2 , respectively. The cavity 22 is made of, for example, aluminum, and a predetermined number of cavity radiation openings 21 are formed in the central portion thereof. Are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００３６】キャビティ放射開口部２１の各辺の長さ
は、それぞれ長さＡ1または長さＡ2で表される。また、
キャビティ２２の高さは、高さＨで表される。The length of each side of the cavity radiation opening 21 is represented by length A 1 or length A 2 , respectively. Also,
The height of the cavity 22 is represented by the height H.
【００３７】このような構成のキャビティ２２が装荷さ
れたアンテナにおいては、各放射導体板１より放射され
る電界が、シールド型マイクロストリップアレイアンテ
ナの上面に合面装荷されたキャビティ２２のキャビティ
放射開口部２１を通過するとき集束されるため、アンテ
ナ利得を大きくするとともに、アンテナ電力半値角を小
さくすることができる。In the antenna loaded with the cavity 22 having such a structure, the electric field radiated from each radiating conductor plate 1 is subjected to the cavity radiation opening of the cavity 22 which is face-loaded with the upper surface of the shield type microstrip array antenna. Since the light is focused when passing through the portion 21, the antenna gain can be increased and the antenna power half-value angle can be reduced.
【００３８】図４は、本発明のアンテナの他の実施例の
構成を示す図である。ここでは、キャビティ３２だけを
図示し、その他の構成は、図１の場合と同様であるの
で、図示は省略してある。図４（ａ）は、キャビティ３
２を上部から観察した図であり、図４（ｂ）は、図４
（ａ）に示したキャビティ３２のＸ41−Ｘ42線断面図で
ある。この導電性を有するキャビティ３２には、矩形柱
状でホーン形状のキャビティ放射開口部３１が所定数
（この実施例の素子数に対応する４つ）だけ設けられて
いる。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the antenna of the present invention. Here, only the cavity 32 is shown, and other configurations are the same as those in the case of FIG. 1, so the illustration is omitted. FIG. 4A shows the cavity 3
2 is a view of FIG. 2 observed from above, and FIG.
It is X 41 -X 42 line cross-sectional view of the cavity 32 shown in (a). The cavity 32 having conductivity is provided with a predetermined number of rectangular columnar and horn-shaped cavity radiation openings 31 (four corresponding to the number of elements in this embodiment).
【００３９】キャビティ３２の各辺の長さは、それぞれ
長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ３２は
例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ放射
開口部３１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向には間
隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように設けら
れている。The length of each side of the cavity 32 is represented by a length B 1 or a length B 2 , respectively. The cavity 32 is made of, for example, aluminum, and a predetermined number of cavity radiating openings 31 are provided in the central portion thereof. Are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００４０】キャビティ放射開口部３１の各辺の長さ
は、最大寸法がそれぞれ長さＡ1または長さＡ2で表さ
れ、最小寸法がそれぞれ長さＣ1またはＣ2で表される。
また、キャビティ３２の高さは、スルー形状部分は高さ
Ｈ1、ホーン形状部分は高さＨ2で表される。Regarding the length of each side of the cavity radiation opening 31, the maximum dimension is represented by length A 1 or length A 2 , and the minimum dimension is represented by length C 1 or C 2 , respectively.
Further, the height of the cavity 32 is represented by the height H 1 for the through-shaped portion and the height H 2 for the horn-shaped portion.
【００４１】このような構成のキャビティ３２が装荷さ
れたアンテナにおいては、各放射導体板１より放射され
る電界が、シールド型マイクロストリップアレイアンテ
ナの上面に合面装荷されたキャビティ３２のキャビティ
放射開口部３１を通過するとき集束されるため、アンテ
ナ利得を大きくするとともに、アンテナ電力半値角を小
さくすることができる。In the antenna loaded with the cavity 32 having such a structure, the electric field radiated from each radiating conductor plate 1 is faced to the upper surface of the shield type microstrip array antenna, and the cavity radiating opening of the cavity 32 is loaded. Since the light is focused when passing through the portion 31, it is possible to increase the antenna gain and reduce the antenna power half-value angle.
【００４２】図５は、本発明のアンテナのさらに他の実
施例の構成を示す図である。ここでは、キャビティ４２
だけを図示し、その他の構成は、図１の場合と基本的に
同様であるので、図示は省略してあるが、この実施例に
おいては、アレイアンテナの素子数は、Ｘ軸方向に１０
個、Ｙ軸方向に２個の計２０個であるものとする。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of still another embodiment of the antenna of the present invention. Here, the cavity 42
1 is shown, and other configurations are basically the same as those in the case of FIG. 1, so the illustration is omitted.
It is assumed that there are 20 in total, that is, two in the Y-axis direction.
【００４３】この導電性を有するキャビティ４２には、
テーパ形状で矩形柱状のキャビティ放射開口部４１が所
定数（この実施例の場合の素子数に対応する数（Ｘ軸方
向に１０個、Ｙ軸方向に２個の計２０個））だけ設けら
れている。図５においては、それらのキャビティ放射開
口部４１うちの４つだけを図示し、その他は図示を省略
している。In the cavity 42 having conductivity,
A predetermined number of tapered rectangular column-shaped cavity radiation openings 41 (a number corresponding to the number of elements in this embodiment (10 in the X-axis direction, 20 in total in the Y-axis direction)) are provided. ing. In FIG. 5, only four of the cavity radiation openings 41 are shown and the others are omitted.
【００４４】キャビティ４２の各辺の長さは、それぞれ
長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ４２は
例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ放射
開口部４１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向には間
隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように設けら
れている。The length of each side of the cavity 42 is represented by a length B 1 or a length B 2 , respectively. The cavity 42 is made of, for example, aluminum, and a predetermined number of cavity radiation openings 41 are formed in the central portion thereof. Are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００４５】キャビティ放射開口部４１の各辺の長さ
は、最大寸法がそれぞれ長さＡ1または長さＡ2で表さ
れ、最小寸法がそれぞれ長さＣ1またはＣ2で表される。
また、キャビティ４２の高さは、高さＨで表される。Regarding the length of each side of the cavity radiation opening 41, the maximum dimension is represented by length A 1 or length A 2 , and the minimum dimension is represented by length C 1 or C 2 , respectively.
The height of the cavity 42 is represented by the height H.
【００４６】例えば、１２ＧＨｚ帯で、図１を参照して
上述した構成のシールド型マイクロストリップアレイア
ンテナに使用するキャビティ４２の外形寸法（各辺の長
さＢ1またはＢ2）、キャビティ４２の高さＨ、キャビテ
ィ放射開口部４１のそれぞれの最大寸法（各辺の長さＡ
1またはＡ2）、およびキャビティ放射開口部４１のそれ
ぞれの最小寸法（各辺の長さＣ1またはＣ2）は、例えば
次のような値に設定される。 長さＢ1＝２４０ミリメートル 長さＢ2＝８０ミリメートル 高さＨ＝６ミリメートル 長さＡ1＝Ａ2＝１６ミリメートル 長さＣ1＝Ｃ2＝１４ミリメートルFor example, in the 12 GHz band, the outer dimensions of the cavity 42 (length of each side B 1 or B 2 ) and the height of the cavity 42 used in the shielded microstrip array antenna configured as described above with reference to FIG. H, the maximum dimension of each cavity radiation opening 41 (length of each side A
1 or A 2 ) and the minimum dimension (length of each side C 1 or C 2 ) of the cavity radiation opening 41 are set to the following values, for example. Length B 1 = 240 mm Length B 2 = 80 mm Height H = 6 mm Length A 1 = A 2 = 16 mm Length C 1 = C 2 = 14 mm
【００４７】また、このとき、放射導体板１のＸ軸方向
の数およびキャビティ放射開口部４１のＸ軸方向の開口
数を１０とし、アレイアンテナの素子１のＹ軸方向の素
子数およびキャビティ放射開口部４１のＹ軸方向の開口
数を２とする。At this time, the number of the radiation conductor plate 1 in the X-axis direction and the numerical aperture of the cavity radiation opening 41 in the X-axis direction are set to 10, and the number of elements of the array antenna element 1 in the Y-axis direction and the cavity radiation are set. The numerical aperture of the opening 41 in the Y-axis direction is 2.
【００４８】また、放射導体板１のＸ軸方向の間隔ｄＸ
を１９．２ミリメートル、Ｙ軸方向の間隔ｄＹを１９．
５ミリメートル、シールドケース９の放射開口部８の各
辺の長さＥ1，Ｅ2を１１ミリメートル、放射導体板１の
各辺の長さＤ1またはＤ2をそれぞれ６．９ミリメートル
または７．７５ミリメートルとする。Further, the distance dX between the radiation conductor plates 1 in the X-axis direction.
Is 19.2 mm, and the distance dY in the Y-axis direction is 19.
5 mm, the lengths E 1 and E 2 of the radiation openings 8 of the shield case 9 are 11 mm, and the lengths D 1 or D 2 of the radiation conductor plate 1 are 6.9 mm or 7. 75 mm.
【００４９】図６は、図５に示した構造のキャビティ４
２が装荷されたアンテナの指向性特性を示した図であ
る。縦軸は相対利得（単位はデシベル）、即ち、ボアサ
イト方向での利得を１とした場合の相対値を表し、横軸
はボアサイト方向を角度０度としたとき、その方向から
のずれの角度（単位は度）を表している。FIG. 6 shows a cavity 4 having the structure shown in FIG.
It is the figure which showed the directivity characteristic of the antenna which 2 was loaded. The vertical axis represents the relative gain (unit is decibel), that is, the relative value when the gain in the boresight direction is set to 1, and the horizontal axis represents the deviation from the direction when the boresight direction is set to 0 degree. It represents an angle (unit is degree).
【００５０】実線は、従来のアンテナの指向性特性を表
し、黒丸がついた実線が、図５に示した構成のアンテナ
の指向性特性を表している。図５に示したアンテナのア
ンテナ電力半値角θH1は、２９．４度であり、従来のア
ンテナのアンテナ電力半値角θH2は、３３．５度であ
る。The solid line represents the directivity characteristic of the conventional antenna, and the solid line with a black circle represents the directivity characteristic of the antenna having the configuration shown in FIG. The antenna power half-value angle θ H1 of the antenna shown in FIG. 5 is 29.4 degrees, and the antenna power half-value angle θ H2 of the conventional antenna is 33.5 degrees.
【００５１】従って、図５に示したアンテナのアンテナ
電力半値角θH1は、従来のアンテナのアンテナ電力半値
角θH2より、４．１度だけ小さくなっている。Therefore, the antenna power half-value angle θ H1 of the antenna shown in FIG. 5 is smaller than the antenna power half-value angle θ H2 of the conventional antenna by 4.1 degrees.
【００５２】図７は、アンテナの絶対利得特性を表した
図である。縦軸は、絶対利得（単位は、ｄＢｉ）であ
り、横軸は、共振周波数（単位はギガヘルツ）である。
実線は、従来のアンテナの絶対利得特性を表し、黒丸が
ついた実線は、図５に示したアンテナの絶対利得特性を
表している。FIG. 7 is a diagram showing the absolute gain characteristic of the antenna. The vertical axis represents absolute gain (unit is dBi), and the horizontal axis represents resonance frequency (unit is gigahertz).
The solid line represents the absolute gain characteristic of the conventional antenna, and the solid line with a black circle represents the absolute gain characteristic of the antenna shown in FIG.
【００５３】例えば、共振周波数が１２．６３（ＧＨ
ｚ）の場合、図５に示したアンテナの絶対利得は、２
１．６（ｄＢｉ）であり、従来のアンテナの絶対利得
は、２０．９（ｄＢｉ）である。従って、この場合、本
発明のアンテナの絶対利得は、従来のアンテナの絶対利
得より、０．７０（ｄＢ）（相対利得）だけ大きくなっ
ている。For example, the resonance frequency is 12.63 (GH
z), the absolute gain of the antenna shown in FIG.
It is 1.6 (dBi), and the absolute gain of the conventional antenna is 20.9 (dBi). Therefore, in this case, the absolute gain of the antenna of the present invention is larger than the absolute gain of the conventional antenna by 0.70 (dB) (relative gain).
【００５４】このように、キャビティ４２をシールドケ
ース９の上面に装荷することにより、各放射導体板１よ
り放射される電界が、シールド型マイクロストリップア
レイアンテナの上面に合面装荷されたキャビティ４２の
キャビティ放射開口部４１を通過するとき集束されるた
め、アンテナ利得を大きくすることができるとともに、
アンテナ電力半値角を小さくすることができる。By thus loading the cavity 42 on the upper surface of the shield case 9, the electric field radiated from each radiating conductor plate 1 of the cavity 42 is face-loaded on the upper surface of the shield type microstrip array antenna. Since it is focused when passing through the cavity radiation opening 41, the antenna gain can be increased and
The half-power angle of the antenna power can be reduced.
【００５５】図８は、本発明のアンテナのさらに他の実
施例の構成を示す図である。ここでは、キャビティ５２
だけを図示し、その他の構成は、図１の場合と同様であ
るので、図示は省略してある。図８（ａ）は、キャビテ
ィ５２を上面から観察した図であり、図８（ｂ）は、図
８（ａ）に示したキャビティ５２のＸ81−Ｘ82線断面図
である。この導電性を有するキャビティ５２は例えばア
ルミニウムからなり、スルー形状の角の丸い（半径
Ｒ1）矩形柱状のキャビティ放射開口部５１が所定数
（この実施例の場合の素子数に対応して例えば４つ）だ
け設けられている。FIG. 8 is a diagram showing the configuration of still another embodiment of the antenna of the present invention. Here, the cavity 52
Only the structure is shown, and the other structures are the same as in the case of FIG. 8A is a view of the cavity 52 observed from the upper surface, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the cavity 52 shown in FIG. 8A taken along line X 81 -X 82 . Cavity 52 having a conductive is made of, for example, aluminum, rounded corners of the through-shaped (radius R 1) rectangular columnar cavity radiation opening 51 is a predetermined number (corresponding to the number of elements in the case of this embodiment example 4 Only one) is provided.
【００５６】キャビティ５２の各辺の長さは、それぞれ
長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ５２は
例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ放射
開口部５１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向には間
隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように設けら
れている。The length of each side of the cavity 52 is represented by a length B 1 or a length B 2 , respectively. The cavity 52 is made of, for example, aluminum, and a predetermined number of cavity radiation openings 51 are formed in the central portion thereof. Are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００５７】キャビティ放射開口部５１の各辺の長さ
は、それぞれ長さＡ1または長さＡ2で表される。また、
キャビティ５２の高さは、高さＨで表される。The length of each side of the cavity radiation opening 51 is represented by length A 1 or length A 2 , respectively. Also,
The height of the cavity 52 is represented by the height H.
【００５８】このような構成のキャビティ５２が装荷さ
れたアンテナにおいては、各放射導体板１より放射され
る電界が、シールド型マイクロストリップアレイアンテ
ナの上面に合面装荷されたキャビティ５２のキャビティ
放射開口部５１を通過するとき集束されるため、アンテ
ナ利得を大きくするとともに、アンテナ電力半値角を小
さくすることができる。In the antenna loaded with the cavity 52 having such a configuration, the electric field radiated from each radiating conductor plate 1 is faced to the upper surface of the shield type microstrip array antenna, and the cavity radiating opening of the cavity 52 is loaded. Since the light is focused when passing through the portion 51, the antenna gain can be increased and the antenna power half-value angle can be reduced.
【００５９】図９は、本発明のアンテナのさらに他の実
施例の構成を示す図である。ここでは、キャビティ６２
だけを図示し、その他の構成は、図１の場合と同様であ
るので、図示は省略してある。図９（ａ）は、キャビテ
ィ６２を上面から観察した図であり、図９（ｂ）は、図
９（ａ）に示したキャビティ６２のＸ91−Ｘ92線断面図
である。この導電性を有するキャビティ６２は例えばア
ルミニウムからなり、ホーン形状の角の丸い矩形柱状
（最大半径Ｒ1，最小半径Ｒ2）のキャビティ放射開口部
６１が所定数（この実施例の場合の素子数に対応して例
えば４つ）だけ設けられている。FIG. 9 is a diagram showing the configuration of still another embodiment of the antenna of the present invention. Here, the cavity 62
Only the structure is shown, and the other structures are the same as in the case of FIG. 9A is a view of the cavity 62 observed from above, and FIG. 9B is a sectional view taken along the line X 91 -X 92 of the cavity 62 shown in FIG. 9A. The conductive cavity 62 is made of, for example, aluminum, and has a predetermined number of cavity radiation openings 61 in the shape of a horn-shaped rectangular column with rounded corners (maximum radius R 1 , minimum radius R 2 ) (the number of elements in this embodiment). Corresponding to, for example, only 4) are provided.
【００６０】キャビティ６２の各辺の長さは、それぞれ
長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ６２は
例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ放射
開口部６１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向には間
隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように設けら
れている。The length of each side of the cavity 62 is represented by a length B 1 or a length B 2 , respectively. The cavity 62 is made of, for example, aluminum, and a predetermined number of cavity radiating openings 61 are formed in the central portion thereof. Are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００６１】キャビティ放射開口部６１の各辺の長さ
は、最大寸法がそれぞれ長さＡ1または長さＡ2で表さ
れ、最小寸法がそれぞれ長さＣ1またはＣ2で表される。
また、キャビティ６２の高さは、スルー形状部分が高さ
Ｈ1、ホーン形状部分が高さＨ2で表される。Regarding the length of each side of the cavity radiation opening 61, the maximum dimension is represented by length A 1 or length A 2 , and the minimum dimension is represented by length C 1 or C 2 , respectively.
The height of the cavity 62 is represented by a height H 1 in the through shape portion and a height H 2 in the horn shape portion.
【００６２】このような構成のキャビティ６２が装荷さ
れたアンテナにおいては、各放射導体板１より放射され
る電界が、シールド型マイクロストリップアレイアンテ
ナの上面に合面装荷されたキャビティ６２のキャビティ
放射開口部６１を通過するとき集束されるため、アンテ
ナ利得を大きくするとともに、アンテナ電力半値角を小
さくすることができる。In the antenna loaded with the cavity 62 having such a structure, the electric field radiated from each radiating conductor plate 1 is subjected to the cavity radiation opening of the cavity 62 face-loaded to the upper surface of the shield type microstrip array antenna. Since it is focused when passing through the portion 61, the antenna gain can be increased and the antenna power half-value angle can be reduced.
【００６３】図１０は、本発明のアンテナのさらに他の
実施例の構成を示す図である。ここでは、キャビティ７
２だけを図示し、その他の構成は、図１の場合と同様で
あるので、図示は省略してある。図１０（ａ）は、キャ
ビティ７２を上面から観察した図であり、図１０（ｂ）
は、図１０（ａ）に示したキャビティ７２のＸ101−Ｘ
102線断面図である。この導電性を有するキャビティ７
２は例えばアルミニウムからなり、テーパ形状の角の丸
い矩形柱状（最大半径Ｒ1，最小半径Ｒ2）のキャビティ
放射開口部７１が所定数（この実施例の場合の素子数に
対応して例えば４つ）だけ設けられている。FIG. 10 is a diagram showing the configuration of still another embodiment of the antenna of the present invention. Here, the cavity 7
2 is shown, and other configurations are the same as those in the case of FIG. 1, and therefore the illustration is omitted. FIG. 10A is a view of the cavity 72 observed from above, and FIG.
Is the X 101 -X of the cavity 72 shown in FIG.
FIG. 102 is a sectional view taken along line 102 . This conductive cavity 7
2 is made of, for example, aluminum, and has a predetermined number of cavity radiation openings 71 in the form of a tapered rectangular column (maximum radius R 1 , minimum radius R 2 ) (corresponding to the number of elements in this embodiment, for example, 4). Only one) is provided.
【００６４】キャビティ７２の各辺の長さは、それぞれ
長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ７２は
例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ放射
開口部７１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向には間
隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように設けら
れている。The length of each side of the cavity 72 is represented by a length B 1 or a length B 2 , respectively. The cavity 72 is made of, for example, aluminum, and a predetermined number of cavity radiation openings 71 are formed in the central portion thereof. Are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００６５】キャビティ放射開口部７１の各辺の長さ
は、最大寸法がそれぞれ長さＡ1または長さＡ2で表さ
れ、最小寸法がそれぞれ長さＣ1またはＣ2で表される。
また、キャビティ７２の高さは、高さＨで表される。Regarding the length of each side of the cavity radiation opening 71, the maximum dimension is represented by length A 1 or length A 2 , and the minimum dimension is represented by length C 1 or C 2 , respectively.
The height of the cavity 72 is represented by the height H.
【００６６】このような構成のキャビティ７２が装荷さ
れたアンテナにおいては、アレイアンテナの素子である
各放射導体板１より放射される電界が、シールド型マイ
クロストリップアレイアンテナの上面に合面装荷された
キャビティ７２のキャビティ放射開口部７１を通過する
とき集束されるため、アンテナ利得を大きくするととも
に、アンテナ電力半値角を小さくすることができる。In the antenna loaded with the cavity 72 having such a structure, the electric field radiated from each radiating conductor plate 1 which is an element of the array antenna is face-loaded on the upper surface of the shield type microstrip array antenna. Since the light is focused when passing through the cavity radiation opening 71 of the cavity 72, the antenna gain can be increased and the antenna power half-value angle can be reduced.
【００６７】図１１は、本発明のアンテナのさらに他の
実施例の構成を示す図である。ここでは、キャビティ８
２だけを図示し、その他の構成は、図１の場合と同様で
あるので、図示は省略してある。図１１（ａ）は、キャ
ビティ８２を上面から観察した図であり、図１１（ｂ）
は、図１１（ａ）に示したキャビティ８２のＸ111−Ｘ
112線断面図である。この導電性を有するキャビティ８
２は例えばアルミニウムからなり、スルー形状で円形柱
状（内直径φａ1）のキャビティ放射開口部８１が所定
数（この実施例の場合の素子数に対応して例えば４つ）
だけ設けられている。FIG. 11 is a diagram showing the configuration of still another embodiment of the antenna of the present invention. Here, the cavity 8
2 is shown, and other configurations are the same as those in the case of FIG. 1, and therefore the illustration is omitted. FIG. 11A is a view of the cavity 82 observed from above, and FIG.
Is, X 111 of the cavity 82 shown in FIG. 11 (a) -X
FIG. 112 is a sectional view taken along line 112 . This conductive cavity 8
2 is made of, for example, aluminum, and has a predetermined number of through-hole-shaped circular columnar (inner diameter φa 1 ) cavity radiation openings 81 (corresponding to the number of elements in this embodiment, for example, 4).
Only provided.
【００６８】キャビティ８２の各辺の長さは、それぞれ
長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ８２は
例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ放射
開口部８１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向には間
隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように設けら
れている。The length of each side of the cavity 82 is represented by a length B 1 or a length B 2 , respectively. The cavity 82 is made of, for example, aluminum, and a predetermined number of cavity radiation openings 81 are formed in the central portion thereof. Are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００６９】キャビティ放射開口部８１の内直径は長さ
φａ1で表される。また、キャビティ８２の高さは、高
さＨで表される。The inner diameter of the cavity radiation opening 81 is represented by the length φa 1 . The height of the cavity 82 is represented by the height H.
【００７０】このような構成のキャビティ８２が装荷さ
れたアンテナにおいては、アレイアンテナの素子である
各放射導体板１より放射される電界が、シールド型マイ
クロストリップアレイアンテナの上面に合面装荷された
キャビティ８２のキャビティ放射開口部８１を通過する
とき集束されるため、アンテナ利得を大きくするととも
に、アンテナ電力半値角を小さくすることができる。In the antenna loaded with the cavity 82 having such a structure, the electric field radiated from each radiating conductor plate 1 which is an element of the array antenna is face-loaded on the upper surface of the shield type microstrip array antenna. Since the light is focused when passing through the cavity radiation opening 81 of the cavity 82, the antenna gain can be increased and the antenna power half-value angle can be reduced.
【００７１】図１２は、本発明のアンテナのさらに他の
実施例の構成を示す図である。ここでは、キャビティ９
２だけを図示し、その他の構成は、図１の場合と同様で
あるので、図示は省略してある。図１２（ａ）は、キャ
ビティ９２を上面から観察した図であり、図１２（ｂ）
は、図１２（ａ）に示したキャビティ９２のＸ121−Ｘ
122線断面図である。この導電性を有するキャビティ９
２は例えばアルミニウムからなり、ホーン形状の円形柱
状（最大内直径φａ1，最小内直径φａ2）のキャビティ
放射開口部９１が所定数（この実施例の場合の素子数に
対応して例えば４つ）だけ設けられている。FIG. 12 is a diagram showing the configuration of still another embodiment of the antenna of the present invention. Here, the cavity 9
2 is shown, and other configurations are the same as those in the case of FIG. 1, and therefore the illustration is omitted. FIG. 12A is a view of the cavity 92 observed from above, and FIG.
Is the X 121 -X of the cavity 92 shown in FIG.
FIG. 122 is a sectional view taken along line 122 . This conductive cavity 9
2 is made of aluminum, for example, and has a horn-shaped circular columnar shape (maximum inner diameter φa 1 and minimum inner diameter φa 2 ) of a predetermined number of cavity radiation openings 91 (for example, four in accordance with the number of elements in this embodiment). ) Is only provided.
【００７２】キャビティ９２の各辺の長さは、それぞれ
長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ９２は
例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ放射
開口部９１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向には間
隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように設けら
れている。The length of each side of the cavity 92 is represented by a length B 1 or a length B 2 , respectively. The cavity 92 is made of, for example, aluminum, and a predetermined number of cavity radiation openings 91 are formed in the central portion thereof. Are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００７３】キャビティ放射開口部９１の最大内直径は
長さφａ1で表され、最小内直径は長さφａ2で表され
る。また、キャビティ９２の高さは、スルー形状部分が
高さＨ1、ホーン形状部分が高さＨ2で表される。The maximum inner diameter of the cavity radiation opening 91 is represented by the length φa 1 , and the minimum inner diameter is represented by the length φa 2 . Further, the height of the cavity 92 is represented by a height H 1 in the through shape portion and a height H 2 in the horn shape portion.
【００７４】このような構成のキャビティ９２が装荷さ
れたアンテナにおいては、アレイアンテナの素子である
各放射導体板１より放射される電界が、シールド型マイ
クロストリップアレイアンテナの上面に合面装荷された
キャビティ９２のキャビティ放射開口部９１を通過する
とき、集束される。従って、アンテナ利得を大きくする
ことができ、さらにアンテナ電力半値角を小さくするこ
とができる。In the antenna loaded with the cavity 92 having such a structure, the electric field radiated from each radiation conductor plate 1 which is an element of the array antenna is face-loaded on the upper surface of the shield type microstrip array antenna. As it passes through the cavity radiating opening 91 of the cavity 92, it is focused. Therefore, the antenna gain can be increased, and the antenna power half-value angle can be reduced.
【００７５】図１３は、本発明のアンテナのさらに他の
実施例の構成を示す図である。ここでは、キャビティ１
０２だけを図示し、その他の構成は、図１の場合と同様
であるので、図示は省略してある。図１３（ａ）は、キ
ャビティ１０２を上面から観察した図であり、図１３
（ｂ）は、図１３（ａ）に示したキャビティ１０２のＸ
131−Ｘ132線断面図である。この導電性を有するキャビ
ティ１０２は例えばアルミニウムからなり、テーパ形状
で円形柱状（最大内直径φａ1，最小内直径φａ2）のキ
ャビティ放射開口部１０１が所定数（この実施例の場合
の素子数に対応して例えば４つ）だけ設けられている。FIG. 13 is a diagram showing the configuration of still another embodiment of the antenna of the present invention. Here, cavity 1
No. 02 is shown, and other configurations are similar to those in the case of FIG. FIG. 13A is a view of the cavity 102 observed from above, and FIG.
13B shows the X of the cavity 102 shown in FIG.
It is a 131- X 132 sectional view taken on the line. This conductive cavity 102 is made of, for example, aluminum, and has a predetermined number of cavity radiation openings 101 each having a tapered circular columnar shape (maximum inner diameter φa 1 , minimum inner diameter φa 2 ) (the number of elements in this embodiment is the same). Correspondingly, for example, only 4) are provided.
【００７６】キャビティ１０２の各辺の長さは、それぞ
れ長さＢ1または長さＢ2で表され、このキャビティ１０
２は例えばアルミニウムからなり、所定数のキャビティ
放射開口部１０１が、それらの中央部が互いにＸ軸方向
には間隔ｄＸ、Ｙ軸方向には間隔ｄＹだけ離れるように
設けられている。The length of each side of the cavity 102 is represented by the length B 1 or the length B 2 , respectively.
2 is made of aluminum, for example, and a predetermined number of cavity radiation openings 101 are provided so that their central portions are separated from each other by a distance dX in the X-axis direction and a distance dY in the Y-axis direction.
【００７７】キャビティ放射開口部１０１の最大内直径
は、長さφａ1で表され、最小内直径は、長さφａ2で表
される。また、キャビティ１０２の高さは、高さＨで表
される。The maximum inner diameter of the cavity radiation opening 101 is represented by the length φa 1 , and the minimum inner diameter is represented by the length φa 2 . The height of the cavity 102 is represented by the height H.
【００７８】このような構成のキャビティ１０２が装荷
されたアンテナにおいては、アレイアンテナの素子であ
る各放射導体板１より放射される電界が、シールド型マ
イクロストリップアレイアンテナの上面に合面装荷され
たキャビティ１０２のキャビティ放射開口部１０１を通
過するとき、集束される。従って、アンテナの絶対利得
を大きくすることができ、さらにアンテナ電力半値角を
小さくすることができる。In the antenna loaded with the cavity 102 having such a structure, the electric field radiated from each radiation conductor plate 1 which is an element of the array antenna is face-loaded on the upper surface of the shield type microstrip array antenna. As it passes through the cavity radiating opening 101 of the cavity 102, it is focused. Therefore, the absolute gain of the antenna can be increased, and the antenna power half-value angle can be reduced.
【００７９】なお、上記各実施例においては、導体地板
４および誘電体板３の形状を矩形としたが、正方形、楕
円形、または円形としてもよい。同様に、各放射導体板
１の形状を、円形、円環形、楕円形、正方形、または環
状矩形としてもよい。Although the conductor ground plate 4 and the dielectric plate 3 are rectangular in the above embodiments, they may be square, elliptical, or circular. Similarly, the shape of each radiation conductor plate 1 may be a circle, an annulus, an ellipse, a square, or an annular rectangle.
【００８０】また、上記各実施例においては、シールド
ケース９およびキャビティ２２乃至１０２は、金属を加
工したものとしたが、ＡＢＳ樹脂等に導電性を持たせた
ものとしてもよい。Further, in each of the above embodiments, the shield case 9 and the cavities 22 to 102 are made of metal, but may be made of ABS resin or the like having conductivity.
【００８１】さらに、キャビティ２２乃至１０２のキャ
ビティ放射開口部２１乃至１０１を構成する部分だけ
が、導電性を有するように加工するようにしてもよい。Further, only the portions of the cavities 22 to 102 that form the cavity radiation openings 21 to 101 may be processed to have conductivity.
【００８２】また、上記各実施例においては、各放射導
体板１の端部に給電するマイクロストリップアレイアン
テナを用いたが、後方から給電するオフセット給電によ
るマイクロストリップアレイアンテナ、または導体地板
に形成されたスロットから給電するスロット給電による
マイクロストリップアレイアンテナを用いるようにする
こともできる。Further, in each of the above-mentioned embodiments, the microstrip array antenna which feeds the end portion of each radiation conductor plate 1 is used, but it is formed on the microstrip array antenna by the offset feeding which feeds from the rear or the conductor ground plane. It is also possible to use a microstrip array antenna by slot feeding, which feeds from different slots.
【００８３】また、上記各実施例においては、シールド
ケース９の各放射開口部８の形状を、矩形としたが、正
方形、円形、楕円形など、さまざまな形状とすることが
できる。Further, in each of the above-mentioned embodiments, the shape of each radiation opening 8 of the shield case 9 is rectangular, but it can be various shapes such as square, circular and elliptical.
【００８４】さらに、上記各実施例においては、簡単の
ためアレイアンテナのＸ軸方向の素子数およびキャビテ
ィ放射開口部の数を２または１０とし、Ｙ軸方向のアレ
イアンテナの素子数およびキャビティ放射開口部の数を
２としたが、これに限定されるものではなく適宜の数と
することができる。Further, in each of the above embodiments, for simplicity, the number of elements in the X-axis direction of the array antenna and the number of cavity radiation openings are set to 2 or 10, and the number of elements of the array antenna in the Y-axis direction and cavity radiation openings are set. Although the number of copies is two, the number is not limited to this and may be an appropriate number.
【００８５】[0085]
【発明の効果】本発明のマイクロストリップアレイアン
テナによれば、シールド型マイクロストリップアレイア
ンテナの上部に、導電性の開口部を有する電界集束手段
を設けるようにしたので、所望の周波数及び励振モード
において、低コストで所望のアンテナ利得およびアンテ
ナ電力半値角を得ることができる。また、アンテナ利得
を高くすることができるので、電力放射の無駄を少なく
することができ、到来する微弱の電波を受信することが
可能となる。また、放射電力を小さくすることができる
ので、送信電力を節約することができる。また、アンテ
ナ電力半値角を小さくすることができるので、到来する
方向の電波を強く受信することができ、妨害波を受け難
くすることができる。さらにマルチパスフェージングを
少なくすることができるため、安定した通信が可能とな
る。According to the microstrip array antenna of the present invention, the electric field focusing means having the conductive opening is provided on the upper part of the shield type microstrip array antenna, so that in the desired frequency and excitation mode. The desired antenna gain and antenna half-power angle can be obtained at low cost. Further, since the antenna gain can be increased, it is possible to reduce the waste of electric power radiation, and it is possible to receive an incoming weak radio wave. Further, since the radiated power can be reduced, the transmission power can be saved. Further, since the antenna power half-value angle can be reduced, it is possible to strongly receive the incoming radio waves and make it difficult to receive the interfering waves. Further, since multipath fading can be reduced, stable communication becomes possible.
【図１】本発明のアンテナの一実施例の構成を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an antenna of the present invention.
【図２】図１に示したアンテナのＹ11−Ｙ12線断面図で
ある。2 is a Y 11 -Y 12 line cross-sectional view of the antenna shown in FIG.
【図３】図１に示したアンテナのキャビティ２２の構成
を示す図である。3 is a diagram showing a configuration of a cavity 22 of the antenna shown in FIG.
【図４】本発明のアンテナの他の実施例のキャビティ３
２の構成を示す図である。FIG. 4 is a cavity 3 of another embodiment of the antenna of the present invention.
It is a figure which shows the structure of 2.
【図５】本発明のアンテナのさらに他の実施例のキャビ
ティ４２の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a cavity 42 according to still another embodiment of the antenna of the present invention.
【図６】従来のアンテナ、および図５に示した実施例の
アンテナのＹ軸方向の指向性特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing directivity characteristics in the Y-axis direction of the conventional antenna and the antenna of the embodiment shown in FIG.
【図７】従来のアンテナ、および図５に示した実施例の
アンテナのボアサイト方向の絶対利得周波数特性を示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing absolute gain frequency characteristics in the boresight direction of the conventional antenna and the antenna of the example shown in FIG.
【図８】本発明のアンテナのさらに他の実施例のキャビ
ティ５２の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a cavity 52 of still another embodiment of the antenna of the present invention.
【図９】本発明のアンテナのさらに他の実施例のキャビ
ティ６２の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a cavity 62 of still another embodiment of the antenna of the present invention.
【図１０】本発明のアンテナのさらに他の実施例のキャ
ビティ７２の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a cavity 72 of still another embodiment of the antenna of the present invention.
【図１１】本発明のアンテナのさらに他の実施例のキャ
ビティ８２の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a cavity 82 of still another embodiment of the antenna of the present invention.
【図１２】本発明のアンテナのさらに他の実施例のキャ
ビティ９２の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a cavity 92 of still another embodiment of the antenna of the present invention.
【図１３】本発明のアンテナのさらに他の実施例のキャ
ビティ１０２の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a cavity 102 of still another embodiment of the antenna of the present invention.
【図１４】従来のアンテナ（シールド型矩形マイクロス
トリップアレイアンテナ）の構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional antenna (shield type rectangular microstrip array antenna).
【図１５】図１４に示した従来のアンテナのＹ141−Ｙ
142線断面図である。FIG. 15 is a view of Y 141 -Y of the conventional antenna shown in FIG.
FIG. 142 is a sectional view taken along line 142 .
【図１６】図１４に示した従来のアンテナの放射導体板
１の配置方法を説明するための図である。16 is a diagram for explaining a method of arranging the radiation conductor plate 1 of the conventional antenna shown in FIG.
１ 放射導体板 ２ 第１給電線路 ３ 誘電体板 ４ 導体地板 ５ 第２給電線路 ６ 高周波電源 ７ アース ８ 放射開口部 ９ シールドケース １０ 積層体 ２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１
０１ キャビティ放射開口部 ２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１
０２ キャビティ1 Radiation Conductor Plate 2 1st Feed Line 3 Dielectric Plate 4 Conductor Ground Plate 5 2nd Feed Line 6 High Frequency Power Supply 7 Earth 8 Radiation Aperture 9 Shield Case 10 Laminated Body 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91,1
01 Cavity radiation opening 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 1
02 cavity
Claims (10)
振する円形、円環形、矩形、環状矩形のいずれかの形状
をなしたマイクロストリップアレイアンテナの上面に、
給電線路からの放射を抑制するためのシールド手段を設
けたシールド型マイクロストリップアレイアンテナにお
いて、 前記シールド手段の上面に、アレイアンテナの各素子に
対応した導電性の開口部を有する電界集束手段を備える
ことを特徴とするマイクロストリップアレイアンテナ。1. A top surface of a microstrip array antenna having a shape of any one of a circular shape, an annular shape, a rectangular shape, and an annular rectangular shape that resonates at a frequency and an excitation mode to be realized,
A shield type microstrip array antenna provided with a shield means for suppressing radiation from a feed line, wherein an electric field focusing means having a conductive opening corresponding to each element of the array antenna is provided on an upper surface of the shield means. A microstrip array antenna characterized in that.
は、スルー形状の矩形柱状であることを特徴とする請求
項１に記載のマイクロストリップアレイアンテナ。2. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field focusing means is a through-shaped rectangular column.
は、ホーン形状の矩形柱状であることを特徴とする請求
項１に記載のマイクロストリップアレイアンテナ。3. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field focusing means is a horn-shaped rectangular column.
は、テーパ形状の矩形柱状であることを特徴とする請求
項１に記載のマイクロストリップアレイアンテナ。4. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field focusing means is a rectangular rectangular column shape.
は、スルー形状の角の丸い矩形柱状であることを特徴と
する請求項１に記載のマイクロストリップアレイアンテ
ナ。5. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field converging means is a through-shaped rectangular column with rounded corners.
は、ホーン形状の角の丸い矩形柱状であることを特徴と
する請求項１に記載のマイクロストリップアレイアンテ
ナ。6. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field focusing means is a horn-shaped rectangular column with rounded corners.
は、テーパ形状の角の丸い矩形柱状であることを特徴と
する請求項１に記載のマイクロストリップアレイアンテ
ナ。7. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field focusing means is a tapered rectangular column with rounded corners.
は、スルー形状の円形柱状であることを特徴とする請求
項１に記載のマイクロストリップアレイアンテナ。8. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field focusing means is a through-shaped circular column shape.
は、ホーン形状の円形柱状であることを特徴とする請求
項１に記載のマイクロストリップアレイアンテナ。9. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field focusing unit is a horn-shaped circular column.
は、テーパ形状の円形柱状であることを特徴とする請求
項１に記載のマイクロストリップアレイアンテナ。10. The microstrip array antenna according to claim 1, wherein the shape of the opening of the electric field focusing means is a tapered circular column shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6117851A JPH07326921A (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Microstrip array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6117851A JPH07326921A (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Microstrip array antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326921A true JPH07326921A (en) | 1995-12-12 |
Family
ID=14721861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6117851A Withdrawn JPH07326921A (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Microstrip array antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07326921A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-05-31 JP JP6117851A patent/JPH07326921A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
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