JPH0786826A - 板形マイクロ波アンテナ - Google Patents

板形マイクロ波アンテナ

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Publication number
JPH0786826A
JPH0786826A JP3256267A JP25626791A JPH0786826A JP H0786826 A JPH0786826 A JP H0786826A JP 3256267 A JP3256267 A JP 3256267A JP 25626791 A JP25626791 A JP 25626791A JP H0786826 A JPH0786826 A JP H0786826A
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JP
Japan
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reso
radiators
antenna
antenna according
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Application number
JP3256267A
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English (en)
Inventor
Philippe Dupuis
デュピュイ フィリップ
Cruz Eduardo Motta
モタ クリュ エデュアルド
Daniel Jean-Pierre
ダニエル ジャン−ピエール
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.)
Centre Regional Innov & Transfert De Technol En Electron & Commun De Bretagne Loi 1901
Universite de Rennes 1
Original Assignee
Centre Regional Innov & Transfert De Technol En Electron & Commun De Bretagne Loi 1901
Universite de Rennes 1
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.)
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Publication date
Application filed by Centre Regional Innov & Transfert De Technol En Electron & Commun De Bretagne Loi 1901, Universite de Rennes 1 filed Critical Centre Regional Innov & Transfert De Technol En Electron & Commun De Bretagne Loi 1901
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/004Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing two or four symmetrical beams for Janus application
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 アンテナの表面に対して直角である面内の放
射出力を2本のビームを通る面内の放射出力よりもはる
かに小さくすることによって測定エラーを防ぐ。 【構成】 複数の相互平行線形サブレゾーまたはただ1
つの線形サブレゾーで構成されており、各サブレゾーが
サブレゾー給電線dの左右に配置されている複数の放射
体biで構成されており、サブレゾーが同相給電され、
サブレゾーの2つの隣り合っている放射体の間の給電線
の長さが、放射体が印刷されている印刷回路板の基板上
のアンテナの使用周波数における誘導波長の整数倍であ
る。同じ1つのサブレゾーの2つの隣り合っている放射
体の間のサブレゾー給電線に少なくとも1つの折曲部が
あり、同じ1つのサブレゾーの2つの隣り合っている放
射体の間の、サブレゾーの短手方向に対して平行である
軸線に対する投影距離が短手方向における放射体の寸法
よりも小さい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、速度指定システムなどのドップ
ラー効果式測定システムのアンテナとして使用するマル
チビーム型またはモノビーム型板形マイクロ波アンテナ
に関する発明である。
【0002】ドップラー効果式測定システムに使用する
既知のアンテナの一例がFR−A2622 055に開
示されている。このアンテナの指向性線図には、主面に
対して直角である面を挟んで対称である2つの主ローブ
がある。このアンテナをJanusシステムとして自動
車に搭載すれば、一方のローブが前傾し、他方のローブ
が後傾し、2つのローブの対称面が自動車の進行方向に
対して直角になる。
【0003】FR−A−2 622 055に開示され
ているアンテナは、互いに平行で対称であり、長手方向
に対して垂直である線に沿って同心であり、同相給電さ
れる複数の同一線形サブレゾーで構成されている。各サ
ブレゾーは、隣り合っているものどうしが互いに逆相電
場を放射する複数の放射体で構成されている。放射体間
のピッチは、放射体が印刷されている回路の基板上のア
ンテナの使用周波数における誘導波長に等しい。
【0004】好適には、各放射体を、サブレゾーの対称
中心に位置する給電線の左右に交互に配置する。
【0005】さらに、各放射体が正方形導電面であり、
その辺が誘導波長のほぼ1/2であり、その1つ隅がサ
ブレゾー給電線に電気接続されており、この電気接点を
通るその対角線がサブレゾーの長手方向に対して垂直で
ある。
【0006】図1に示す板形アンテナAは、2本のビー
ムF1、F2を発し、該ビームF1、F2を通る面Hは
アンテナの軸線に位置しており、アンテナの表面に対し
て直角である。この2本のビームは、面HとアンテナA
の表面に対して直角である面Eを挟んで対称である。
【0007】上に紹介したアンテナには様々な難点があ
るが、その1つとして、面E内における放射出力が面H
内の放射出力よりも高い。それ故にアンテナが発生する
信号を処理することが困難であり、測定エラーが生じる
場合もある。
【0008】別の難点として、構造上の融通性がなく、
特殊な寸法/形状を有するJanus型測定システムに
適用することは困難である。一例として、各ローブと、
アンテナの主面に対する法線とが成す角度(照準外れ角
と言う)は41.8度であり、基板の材質を変えなけれ
ば、すなわち基板の誘電率を変えなければこの値を変え
ることはできない。
【0009】本発明は、在来アンテナのこれらの難点を
解消し、前期のタイプのアンテナであって、面E内の放
射出力が面H内の放射出力よりもはるかに小さく、照準
外れ角を広い範囲にわたって調節することができるアン
テナを供給しようとするものである。
【0010】本発明の板形アンテナは、前期のタイプの
アンテナであり、同じ1つのサブレゾーの2つの隣り合
っている放射体の間のサブレゾー給電線に少なくとも1
つの折曲部があり、それ故に同じ1つのサブレゾーの2
つの隣り合っている放射体の間の、サブレゾーの短手方
向に対して平行である軸線に対する投影距離が該短手方
向における該放射体の寸法よりも小さいことを特徴とす
る。
【0011】本発明の板形アンテナはさらに、同じ1つ
のサブレゾーの放射体がサブレゾーの長手方向において
一直線状に配列されていることを特徴とする。
【0012】本発明のアンテナはかくのごとく設計され
ている故に、面E内の利得が面H内の利得よりもはるか
に小さい。
【0013】本発明の板形アンテナはさらに、同じ1つ
のサブレゾーの2つの隣り合っている放射体間の距離に
よってアンテナの主面に対する法線に対するアンテナの
放出ローブの傾斜角が設定されることを特徴とする。2
つの隣り合っている放射体を結ぶ線の長さは基板上の誘
導波長の長さの整数倍にほぼ等しいことはいうまでもな
い。
【0014】2つの隣り合っている放射体間の距離を小
さくすれば面H内の放出ローブの照準外れ角が大きくな
る;ただしこの距離をゼロにすることは許されない。
【0015】逆に2つの隣り合っている放射体間の距離
を大きくすれば照準外れ角が大きくなる。一定の傾斜角
を越えれば2つの二次ローブが現れ、その最大値の利得
は主ローブのそれとほぼ同じである。
【0016】本発明は、この二次ローブの最大値の利得
を極めて小さくすることを目的とする。
【0017】本発明のこの目的は、各放射体を、少なく
とも2つの要素同相放射体で構成されている1つのブロ
ックとすることによって達成される。
【0018】本発明はまた、二次ローブの最大値の利得
を主ローブのそれに等しくすることを目的とする。
【0019】本発明のこの目的は、各放射体を、少なく
とも2つの要素逆相放射体で構成されている1つのブロ
ックとすることによって達成される。
【0020】好適には、各ブロックの要素放射体数を2
とし、要素放射体をサブレゾーの長手方向に向けて一直
線状に配列し、各ブロックの2つの要素放射体間の、サ
ブレゾーの長手方向に対する投影距離を同じ1つのサブ
レゾーの2つのブロック間の距離を2n+1(nは正の
整数)で割った値に等しくする。
【0021】本発明はまた、アンテナ主面に対する法線
に対して一定の角度を成すただ1つのローブが面H内に
ある。ドップラーレーダ用板形マイクロ波アンテナを提
供することを目的とする。
【0022】本発明のこの目的は、等間隔の要素逆相放
射体で構成されている第1タイプのサブレゾーと、等間
隔であり、隣り合っているものどうしが逆相である要素
放射体のブロックで構成されている第2タイプのサブレ
ゾーとでアンテナを構成し、同じ1つのブロックの2つ
の隣り合っている要素放射体間の距離を同じ1つのサブ
レゾーの2つの隣り合っているブロック間の距離に等し
くすることによって達成される。
【0023】以下、添付図を参照しつつ本発明の1つの
代表的実施態様について詳述することとする。
【0024】図2a〜2cに示すアンテナはすべて、同
一であり、互いに平行である4列(a1)、(a2)、
(a3)、(a4)の放射体で(b1)、(b2)、
(b3)、(b4);(b1’)、(b2’)・・・で
構成されている1つのレゾーである。
【0025】本発明のアンテナは複数の放射体(bi
で構成されており、各放射体が正方形導電面であり(図
2a〜2c)、その1つの隅(c)がサブレゾー給電線
(d)に電気接続されており、この電気接点(c)を通
る対角線(e)は点(c)において給電線(d)に垂直
に交わっている。正方形の辺の寸法は、アンテナの使用
周波数におけるアンテナの基板上の誘導波長の1/2に
ほぼ等しい。本例の放射体は、完全モジュール式とする
ことができる(parfaitement model
isable)などの様々な利点を備えているが、これ
以外のタイプの放射体によってもアンテナを正常に機能
させることができる。
【0026】本発明のアンテナにおいては、2つの隣り
合っている放射体(bi )、(bi +1)が互いに逆相関
係になっている。給電線(d)によって同相給電される
この2つの放射体は給電線(d)の左右に配置されてい
る。
【0027】図2aを参照して、星形結線せになってい
る各サブレゾー(aj )は、サブレゾーの中心線を挟ん
で対称である2つのサブレゾーで構成されている。給電
線(d)上の1つの給電点においてサブレゾーの長手方
向に対して垂直である1つのコモン線(ligne c
ommune)にサブレゾー(a1)、(a2)、(a
3)、(a4)が接続されており、サブレゾーの対称中
心の左右に位置している放射体(b1)、(b1’)が
互いに逆相関係になっている。放射体(b1)、(b
1’)は給電線(d)の同じ側に位置している故に、放
射体(bi )が印刷されている基板上の、アンテナの使
用周波数における誘導波長λg の1/2に相当する距離
だけ給電点がサブレゾーの対称中心からずれている。ア
ンテナの給電線(g)が線(f)の中心に接続されてい
る。
【0028】図2aに示すアンテナは樹木状結線であ
り、サブレゾー(a1)、(a2)、(a3)、(a
4)の端部が各々線(h1)、(h2)、(h3)、
(h4)に接続されている。線(h1)、(h3)には
各々線(h2)、(h4)との2つのコモン点(poi
nt commun)がある。このコモン点は各々、や
はりアンテナの給電線(g)に接続されている1つのコ
モン点がある二本の線(f1)、(f2)に接続されて
いる。
【0029】図2cに示すアンテナは複合結線である。
サブレゾー(a1)、(a2)は星形結線になってお
り、サブレゾー(a3)、(a4)も星形結線になって
おり、この2対のサブレゾーが各々、各々にアンテナの
給電線に接続されている1つのコモン点がある2本の線
(f1)、(f2)に接続されている。
【0030】上に紹介した3つの結線タイプの他にも、
先述のものよりも多い数のサブレゾー(aj )を2つ、
3つあるいはそれ以上を1組とし、樹木状結線または混
成結線として平行あるいは非平行に配列することも可能
であることは関係者は容易に想像されよう。
【0031】これらの結線方式のアンテナは放射特性が
ほぼ同じである。複数のサブレゾーから成るレゾーにお
いては、サブレゾー(aj )に同相給電し、各サブレゾ
ーがこのエフェクトを他のサブレゾーのそれに加えるよ
うにしなければならない。そのためには線(f)のサブ
レゾー間部分の長さを調節する。4分の1波長トランス
フォーマをこの線(f)部分に入れ。サブレゾー間の振
幅を調節する。
【0032】図3に示すアンテナは、中心対称形であ
り、線(f)から中心に給電されるただ1つの線形サブ
レゾー(a)で構成されているレゾーである。サブレゾ
ーの対称中心の左右に位置している放射体(b1)、
(b1’)はサブレゾー給電線(d)の左右に位置して
いる。サブレゾーの一方の端部に給電することも可能で
ある。
【0033】今度は本発明の特許請求対象であるサブレ
ゾーについて説明する。同サブレゾーは図2a〜2c、
図3に示すとおりの配列とすることができる。
【0034】4つの放射体(b1)、(b2)、(b
3)、(b4)で構成されているサブレゾー(a)を図
5a〜5cに示す。図5aにおいては、サブレゾー給電
線(d)は真直ぐであり、2つの隣り合っている放射体
(bi )、(bi+1 )間の距離(ds )は、給電線によ
って放射体が印刷されている基板上の誘導波長の整数倍
(このケースでは1)に等しい。以下この波長をλg
する。2つの隣り合っている放射体(bi )、
(bi+1 )間の距離を、サブレゾーに対して直角である
軸線に投影した距離は、この直角方向における放射体の
寸法に等しい、すなわちこのケースでは放射体を形成し
ている正方形の対角線の長さに等しい。このサブレゾー
は、FR−A−2 622 055に開示されていると
おりのサブレゾーである。
【0035】アンテナの指向性を知るために、測定方向
と、アンテナ主面に対する法線とが成す角度と利得との
関係を示すグラフ(指向性線図と言う)をプロットし
た。図5aに示すサブレゾーで構成したアンテナの放出
面Eならびに放出面H内の指向性線図を図6aに示す。
面H内においては、アンテナ主面の法線と約+30度と
−30度の角度を成す方向において2つの最大値があ
り、面E内においては+40度と−40度の方向におい
て2つの最大値がある。面E内における最大放出出力は
面H内における最大放出出力よりも約−3dB低い。
【0036】面E内に2つの最大値がある故に、アンテ
ナを面H内位置するJanus式速度測定システムに適
用した場合にアンテナから送られてくる信号を処理する
ことが困難になる。
【0037】この難点を解消すべく、2つの隣り合って
いる放射体(bi )、(bi+1 )間の短手方向距離を小
さくする(図5b)か、またはゼロにする(図5c)。
図5bにおいては、該短手方向距離は、放射体(bi
を形成している正方形の対角線の長さの1/2に等し
く、図5cにおいては、ゼロである。図5cにおいて
は、放射体(bi )はサブレゾーの長手方向に向けて一
直線状に配列されている。
【0038】図5b、4cにおいては、サブレゾーの給
電線(d)は真直ぐではなく、2つの折曲部がある。
【0039】図5b、4cのサブレゾーで構成されるア
ンテナの指向性線図を各々図6b、5cに示す。面H内
における最大値の振幅は、図5aのサブレゾーの同じ最
大値のそれとほぼ同じであるが、面E内の最大値の振幅
は、図6bのサブレゾーの場合は小さくなっており(−
10dB)、図6cのサブレゾーの場合はゼロである。
【0040】等間隔ds であり、隣り合っているものど
うしだが互いに逆相の波を放出する複数の放射体で構成
されている線形レゾーにおいては、アンテナ主面の法線
に対して各々θ、−θの角度を成す2つの主ローブが面
H内における指向性線図にある;この2つの角度の値は
次式で与えられる: ここでλ0 はアンテナの使用周波数における真空中の波
長である。
【0041】したがって、放射体(bi )間の距離ds
を加減することによって主ローブの傾斜角を調節するこ
とができる。
【0042】本発明のアンテナにおいては、サブレゾー
給電線(d)の左右に交互に位置している点を通して放
射体(bi )に給電される故に、2つの隣り合っている
放射体(bi )、(bi+1 )に同相関係を持たせるため
には同放射体に同相給電しなければならない。したがっ
て、2つの放射体(bi )、(bi+1 )間の給電線
(d)の長さLをアンテナの使用周波数における基板上
の誘導波長の整数倍(1)に等しくしなければならな
い。
【0043】図7a〜7cに示すサブレゾーの隣り合っ
ている放射体(bi )、(bi+1 )間の距離ds は各々
異なっている。図7aにおいては、ds =1,22λ0
であり、2つの隣り合っている放射体間の給電線(d)
の長さLは2λg である。このサブレゾーで構成するア
ンテナの放射性線図(図8a)を見れば、傾斜角が各々
+25度、−25度である2つのローブが面H内にある
ことが分かる。
【0044】図7bにおいては、ds =1,33λ0
L=3λg であり、その指向性線図から傾斜角が各々+
22度、−22度である2つのローブが面H内にあるこ
とが分かる。
【0045】最後の図7cにおいては、ds =λ0 、L
=2λg であり、その指向性線図から傾斜角が各々+3
0度、−30度である2つのローブが面H内にあること
が分かる。
【0046】様々な放射体間距離に適応し得る給電線
(d)とするためには、隣り合っている放射体
(bi )、(bi+1 )間の給電線部分をS字状に折曲さ
せる。上側給電線区間(d1)の長さはL1 であり、下
側給電線区間(d2)の長さはL2 であり、中央給電線
区間(d3)の長さはL3 であり、鉛直給電線区間d4
の長さはL4 であり、鉛直給電線区間d5の長さはL5
である。図9においてはL1 =L 2 、L4 =L5 であ
る。また、2つの隣り合っている放射体(bi )、(b
i+1)間の給電線(d)の長さをLとすれば、 L=L1 +L2 +L3 +L4 +L5 であり、L=nλg としなければならない。
【0047】好適には、放射体(bi )の近傍において
は給電線(d)を折曲させない。S字状部分は2つの放
射体(bi )、(bi+1 )からほぼ等距離である。放射
体(bi )の近傍で給電線(d)を折曲させると給電線
(d)と放射体(bi )とが結合され、アンテナ特性が
乱される恐れがある。
【0048】図9においては、給電線(d)の幅を大き
くすることにより、給電線(d)上にコンポーネント
(k)を設けてある。コンポーネント(k)は、給電線
(d)に沿ってコンポーネント(k)の下手に位置して
いる放射体の利得を調節する利得調節器である。利得調
節器(k)は、関係者にとって既知のものであり、一例
としてFR−A−2 622 055に記載されている
とおりのものとすることができる。
【0049】放射体(bi )間の距離ds を加減するこ
とによってアンテナの照準外れ角を広い範囲にわたって
調節することができる。ただし、隣り合っている放射体
(b i )、(bi+1 )は接触させてはならず、放射体
(bi )と給電線(d)との間に、また場合によっては
給電線の折曲部との間に一定のスペースを設けなければ
ならない故に、距離ds を一定の値よりも小さくするこ
とは許されない。実践としては、照準外れ角の上限は約
55度とする。
【0050】放射体(bi )間の距離が1,5λ0 以上
であり、照準外れ角が19,5度以下である場合は、最
大値の利得が主ローブのそれとほぼ同じである2つの二
次ローブが面H内における指向性線図に現れる。このエ
フェクトを明らかにすべく、ds =1,52λ0 とds
=1,93λ0 の8つの放射体(bi )で構成される線
形レゾーの面H内の指向性線図を各々図10a、9bに
示す。ds =1,52λ0 のケースでは約+80度と−
80度の角度で二次ローブが現れ、主ローブの最大値に
対する減衰量は−19dBである。ds =1,93λ0
のケースでは、約51度と−51度の角度で二次ローブ
が現れ、減衰量はわずか−4dBである。
【0051】面H内において二次ローブが現われる、ア
ンテナに対する法線に対する傾斜角の値は次式で与えら
れる: ここでnは二次ローブの出現順序であり、図10a、9
bのケースではn=1であり、 である。
【0052】ds =1,52λ0 のケースのほうが減衰
量が大きい(−19dB)のは、辺が誘導波長λg の1
/2にほぼ等しい正方形という放射体(bi )の形状に
起因する二次エフェクトによるものである。
【0053】ds が大きい場合はこのエフェクトは働か
ず、二次ローブの最大値の特性は主ローブの利得よりも
ごくわずか小さいだけである。
【0054】放射体(bi )として、距離de だけ隔て
られており、サブレゾー電線(d)の同じ側に位置して
いる2つの放射体(m1)、(m2)で構成されている
1つのブロック(1i )を使用することを考えた(図1
1a)。同じ1つのブロック(1i )の2つの放射体
(m1)、(m2)の間の給電線(d)部分の長さは基
板における誘導波長λg の整数倍であり、このケースで
はλg に等しい。したがって放射体(m1)、(m2)
は同相波を放出する。このブロックの面H内に指向性線
図を図11bに示す。図11bに示すごとく、0度中心
とする幅の大きい1つの主ローブと、主ローブと相俟っ
て2つの最小値を形成する2つの二次ローブがある;最
小値の傾斜角の値は次式で与えられる:
【0055】図11bのケースではde =0,51
λ0 、θe =55度である。
【0056】二次ローブの利得をゼロにするために、ブ
ロックの最小値の傾斜角が二次ローブの最大値の角度に
等しくなるように距離de を設定した。すなわちθe
θ1であり、 であり、さらに である。
【0057】8つのブロック(1i )から成る線形レゾ
ーを作った。ブロック(1i )間の距離ds は1,93
λ0 であり、各ブロックの2つの放射体(m1)、(m
2)間の距離は0,64λ0 である。この格子体の面H
内の指向性線図を図11cに示す。2つの主ローブの傾
斜角は各々約+15度、−15度であり、2つの二次ロ
ーブの傾斜角は各々約+55度、−55度である。主ロ
ーブの最大値に対する二次ローブの減衰量は−28dB
である。
【0058】二次ローブを弱めるのではなく、その利得
を主ローブのそれにほぼ等しくすることを試みた。究極
目的は、ドップラー効果式速度測定システムに適用する
ことができる4ビーム式アンテナを実現することであ
る。このアンテナでは、測定システムによって後方散乱
係数の小さい面(水溜り、油溜り、雪板、雨氷板など)
を解析する場合などに有益である冗長ローブを利用する
ことができる。
【0059】二次ローブの最大値の利得の値を主ローブ
の利得の値に等しくするために、2つの逆相放射体(m
1)、(m2)で構成されているブロック(pi )を用
いた(図12a)。放射体(m1)、(m2)間の給電
線(d)部分の長さは誘導波長λg の整数倍とし、放射
体(m1)、(m2)を給電線(d)の左右に配置す
る。ただ1つのブロック(pi )の面H内の放射線図
(図12b)から分かるごとく、ブロックに対する法線
の左右に2つの最大値がある。
【0060】各々が距離de =0,75λ0 だけ隔たっ
ている2つの放射体(m1)、(m2)で構成されてい
る、距離ds =1,93λ0 だけ隔たっている8つのブ
ロック(pi )から成る線形レゾーを作った。このレゾ
ーの面H内の指向性線図を図12cに示す。図12cか
ら分かるごとく、傾斜角が各々−55度、−15度、+
15度、+55度である4つのローブの最大値の利得は
同じである。
【0061】他の二次ローブのレベルを小さくするため
に、隣り合っているブロック(pi)の間に四分の一波
長トランスフォーマを入れなければならない場合もあ
る。
【0062】各ブロック(pi )の放射体(m1)間距
離de を小さくすることによって各ブロックの放射線図
をより大きい値の角度の方へ移動させ、主ローブの最大
値の利得を二次ローブのそれよりも小さくすることがで
きる;距離de を大きくすればこれと逆になる。
【0063】ブロック(1i )(図11a)あるいはま
た(pi )(図12a)の2つの放射体(m1)、(m
2)は同じ1つの給電線(d)に接続されている。図1
3に示すごとく、各放射体(m1)、(m2)に各々別
個の給電線(d1)、(d2)で給電することも可能で
ある;各給電線(dj )が同給電線に接続されている放
射体(mi )と相俟って1つのサブレゾー(qj )を形
成している。隣り合っている放射体を同相関係にするか
または逆相関係にするためには(二次ローブをなくす場
合は同相関係にし、二次ローブを等しくする場合は逆相
関係にする)、放射体(mi )間の給電線(di )部分
の長さを調節し、各サブレゾー(qj )に正しく給電さ
れるようにする。図13に示す線形レゾーは、2つの同
相給電サブレゾー(q1 )、(q2 )で構成されてお
り、間隔がds =1,93λ0 である8つのブロック
(1i )があり、各ブロックの各放射体(m1)、(m
2)の対向隅に給電され、従って2つの放射体(m
1)、(m2)は逆相放射体である。放射体(mi )間
距離は0,75λ0 である。ソースとレゾーの面H内の
指向性線図は各々図11b、11cに示す指向性線図と
同じである。
【0064】上に紹介したアンテナは、ローブ数が2つ
または4つであり、Janus式速度測定システムに適
用することができる。このシステムは、地面に対する自
動車の傾斜角に関係なく測定を行なうことができるが、
自動車の移動方向を検知することはできない。地面に対
する自動車の傾斜角が不変である場合はこのシステムで
自動車の速度と移動方向を測定することができる。
【0065】その場合は、ただ1つの放出/受入ローブ
が地面に対して、したがってアンテナ主面に対して傾斜
しているアンテナを使用する。このアンテナを図14に
示す。このアンテナは、互いに平行であり、給電線
(f)から中心に給電される4つのサブレゾー(a
1)、(a2)、(a3)、(a4)で構成されてい
る。各サブレゾー(aj )は、中心対称であり、各サブ
レゾーの両側に各々4つの放射体(bi )が等間隔で配
列されており、放射体(bi )はサブレゾー(aj )の
給電線(dj )の左右に配置されている。給電線(f)
には2つの折曲部があり、長手方向において、第1サブ
レゾー(a1)は2つの中央サブレゾー(a2)、(a
3)からds /2だけ隔たっており、第4サブレゾー
(a4)も、第1サブレゾー(a1)と逆の方向におい
て中央サブレゾー(a2)、(a3)から同距離だけ隔
たっている。好適には、放射体(bi )は先述のとおり
に正方形面とする。
【0066】このアンテナの作動原理は下記のとおりで
ある。2つの中央サブレゾー(a2)、(a3)がFR
−A−2 622 055に記載されているとおりの1
つのレゾーを形成している。同レゾーの構造は本特許出
願明細書の添付の図2、3、4、7のいずれかに示すと
おりのものとすることができる。このレゾーの面H内の
指向性線図には、アンテナ主面に対する法線に対して傾
斜している2つのローブがあり、同ローブ内においてア
ンテナが逆相波を放出する(図15a)。ローブの傾斜
角は放射体(bi )間の距離ds によって決まる。
【0067】2つの外側サブレゾー(a1)、(a4)
が別の1つのレゾーを形成しており、図11、13aを
参照しつつ先述したごとくサブレゾー(a1)の放射体
(m1)とサブレゾー(a4)の放射体(m2)とが1
つの逆相放射体ブロックを形成している。放射体(m
1)、(m2)は、サブレゾー(aj )の給電線
(dj)によって同相給電され、向きが逆であり、した
がって同相波を放出する。
【0068】サブレゾー(a1)、(a4)の給電線区
間、すなわち各々サブレゾー(a1)、(a2)とサブ
レゾー(a3)、(a4)を接続している給電線区間は
誘導波長λg よりも大であり、λg+1 /4λg である。
サブレゾー(a1)、(a4)に2つの放射体から成る
ブロックとしてのサブレゾーとしての働きをさせるため
には、一方においてはサブレゾー(a1)、(a4)に
同相給電し、他方においてはサブレゾー(a2)、(a
3)に対して+90度、−90度位相をずらして給電し
なければならない。
【0069】2つの隣り合っているブロック(pj )、
(pj+1 )の間の距離はds である。サブレゾー(a
1)、(a4)の出力とサブレゾー(a2)、(a3)
の出力をほぼ等しくするためには、各ブロック(pi
のローブの傾斜角とサブレゾーのローブの傾斜角が等し
くなるようにサブレゾー(a1)、(a3)のds 、d
e を設定する;すなわちds =de 。ブロック(pi
の各放射体(m1)、(m2)に給電するためには別個
の2つのサブレゾーを作る必要があることが理解されよ
う。
【0070】2つの逆相放射体(m1)、(m2)から
成るブロック(pi )で構成されているレゾーの面H内
の指向性線図には、アンテナ主面に対する法線を挟んで
対称である2つのローブがあり、2つのローブは同相で
ある(図15b)。
【0071】4つのサブレゾー(a1)、(a2)、
(a3)、(a4)で構成されているレゾーの指向性線
図は、面H内において、各サブレゾーが放出する波のベ
クトル和で構成されている。各サブレゾーの放射体(b
i )間距離が同じであり、したがってその主ローブの傾
斜角が同じであるために、各サブレゾー(a1)、(a
4);(a2)、(a3)が放出する逆相波が一方にお
いては打ち消し合い、他方においては加え合わされる。
したがってこのアンテナの面H内の指向性線図にはアン
テナの法線に対して傾斜しているただ1つだけのローブ
がある(図15c、16)。このローブの傾斜角は放射
体間距離ds によって決まる。
【0072】本発明の特許請求対象項目の1つは放射体
としてのブロックの構造である。本書においては方向が
サブレゾーの長手方向である2つの放射体から成るブロ
ックを紹介したが、このブロックだけに限られることは
なく、3つ、あるいは4つあるいはまたそれ以上の放射
体から成るブロックとすることも可能である。このよう
なブロックの場合は、先述のとおりに、各ブロックの利
得特性と、構造は同じであるが、複数の要素放射体で構
成することができるアンテナの利得特性とが合体し、新
たなる利得特性が確保される。
【0073】本書においては、二次ローブを打ち消す、
あるいはまた1だけ増幅する構造を紹介したが、1つあ
るいは複数のサブレゾーで構成されており、各ブロック
の放射体間距離de が各々異なっており、第1サブレゾ
ーが二次ローブを1だけ増幅し、第2サブレゾーが二次
ローブを2だけ増幅し、・・・というアンテナも考える
ことができる。すなわち、6ビーム式アンテナ、あるい
は8ビーム式アンテナ、あるいはまた主ビームの傾斜角
の小さい(12度以下、たとえば9度)アンテナを作る
ことができる。
【0074】各個別放射体に対する給電を調節するため
の四分の一波長トランスフォーマを放射体の給電線に設
けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 アンテナの斜視図である。
【図2】 各々給電方式が異なる複数のサブレゾーでレ
ゾーが構成されている3つのタイプのアンテナを示す。
【図3】 ただ1つの線形サブレゾーで構成されている
アンテナを示す。
【図4】 給電線に電気接続されている2つの放射体の
拡大図である。
【図5】 各々構造が異なる本発明の3つのタイプのア
ンテナサブレゾーを示す。
【図6】 図5のサブレゾーで構成されているアンテナ
の面E内、面H内の指向性線図である。
【図7】 各々放射体間間隔が異なっている3つのタイ
プのサブレゾーの構造を示す。
【図8】 各々図7a〜7cのサブレゾーで構成されて
いるアンテナの面H内の指向性線図である。
【図9】 2つの放射体を接続しているサブレゾー給電
線部分を示す。
【図10】 放射体間距離を一定の値よりも大きくすれ
ば二次ローブが現れることを証明する2つの指向性線図
である。
【図11】 図11aは、各々が2つの要素同相放射体
から成る複数のブロックで構成されている線形レゾーを
示し、図11bは、1つのブロックの面H内の指向性線
図であり、図11cは、図11aの線形レゾーの面H内
の指向性線図である。
【図12】 図12aは、各々が2つの要素逆相放射体
から成る複数のブロックで構成されている線形レゾーを
示し、図12bは、1つのブロックの面H内の指向性線
図であり、図12cは、図12aの線形レゾーの面H内
の指向性線図である。
【図13】 放射体が2つの要素放射体から成るブロッ
クであり、1本の給電線の両端から中心に給電される2
つのサブレゾーで各ブロックの要素放射体に給電するア
ンテナを示す。
【図14】 2つのレゾー、1つのサブレゾーならびに
1つのブロックレゾーで構成されているアンテナを示
す。
【図15】 図14のアンテナの、アンテナ主面に対し
て垂直である面H内の定利得点の線図である。
【図16】 図14のアンテナの指向性線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591218662 ユニヴァーシテ ドゥ レン 1 フランス国 35042 レン セデ アヴニ ュ デュ ジェネラル レクラー(番地な し)ラボラトワール アンテンエ ミクロ エレクトロニク (72)発明者 フィリップ デュピュイ フランス国 エフ−22700 ペロ ギレク ケルルサノー(番地なし) (72)発明者 エデュアルド モタ クリュ フランス国 エフ−35700 レン アヴニ ュ デ ビュット ドゥ コエスメ(番地 なし) (72)発明者 ジャン−ピエール ダニエル フランス国 エフ−35100 レン セデ リュデュポン デ ロジェ 72

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の相互平行線形サブレゾーまたはた
    だ1つの線形サブレゾーで構成されており、各サブレゾ
    ーがサブレゾー給電線の左右に配置されている複数の放
    射体で構成されており、サブレゾーが同相給電され、サ
    ブレゾーの2つの隣り合っている放射体の間の給電線の
    長さが、放射体が印刷されている印刷回路板の基板上の
    アンテナの使用周波数における誘導波長の整数倍であ
    る、一例として、Janus型のドップラーレーダ用板
    形マイクロ波アンテナであって、同じ1つのサブレゾー
    の2つの隣り合っている放射体の間のサブレゾー給電線
    に少なくとも1つの折曲部があり、それ故に同じ1つの
    サブレゾーの2つの隣り合っている放射体の間の、サブ
    レゾーの短手方向に対して平行である軸線に対する投影
    距離が該短手方向における該放射体の寸法よりも小さい
    ことを特徴とする平形マイクロ波アンテナ。
  2. 【請求項2】 同じ1つのサブレゾーの放射体がサブレ
    ゾーの長手方向において一直線状に配列されていること
    を特徴とする、請求項1に記載のアンテナ。
  3. 【請求項3】 同じ1つのサブレゾーの2つの隣り合っ
    ている放射体間の給電線が、サブレゾーの長手方向に対
    して平行であり、各々相手放射体に接続されている2つ
    の区間と、該2つの区間の自由側端部どうしを相互接続
    しており、該2つの区間に対して一定の角度を成してい
    る第3区間とから成っていることを特徴とする、請求項
    1または2に記載のアンテナ。
  4. 【請求項4】 同じ1つのサブレゾーの2つの隣り合っ
    ている放射体の間のサブレゾー給電線が、各々相手放射
    体に接続されている2つの端部区間と、1つの中央区間
    と、この3つの区間に対して略垂直であり、一方の端部
    区間の自由側端部を中央区間の相手端部に接続している
    2つの区間とから成っており、最初の3つの区間がサブ
    レゾーの長手方向に対して平行であることを特徴とす
    る、請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ。
  5. 【請求項5】 同じ1つのサブレゾーの2つの隣り合っ
    ている放射体の間の給電線の少なくとも1つの折曲部が
    該2つの放射体からほぼ等距離の位置にあることを特徴
    とする、請求項1〜5のいずれかに記載のアンテナ。
  6. 【請求項6】 同じ1つのサブレゾーの2つの隣り合っ
    ている放射体の間の距離によってアンテナの照準外れ角
    が設定されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれ
    かに記載のアンテナ。
  7. 【請求項7】 各放射体が正方形導電面であり、その辺
    が誘導波長のほぼ1/2であり、その1つの隅がサブレ
    ゾー給電線に電気接続されており、この電気接点を通る
    その対角線がサブレゾーの長手方向に対して垂直である
    ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のア
    ンテナ。
  8. 【請求項8】 各放射体が、少なくとも2つの要素同相
    放射体で構成されている1つのブロックであることを特
    徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のアンテナ。
  9. 【請求項9】 各放射体が、少なくとも2つの要素逆相
    放射体で構成されている1つのブロックであることを特
    徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のアンテナ。
  10. 【請求項10】 各ブロックの要素放射体数が2である
    ことを特徴とする、請求項8または9に記載のアンテ
    ナ。
  11. 【請求項11】 各ブロックの2つの要素放射体間の、
    サブレゾーの長手方向に対する投影距離が同じ1つのサ
    ブレゾーの2つのブロック間の距離を2n+1(nは正
    の整数)で割った値に等しいことを特徴とする、請求項
    8または10に記載のアンテナ。
  12. 【請求項12】 各サブレゾーの放射体として、少なく
    とも2つの要素放射体で構成されている相異なるタイプ
    のブロックがあり、第1タイプのブロックの要素放射体
    が第1タイプのブロック間の距離を2n+1(n=1)
    で割った値に等しい第1距離だけ隔てられており、第2
    タイプのブロックの要素放射体が第1タイプのブロック
    間の距離を2n+1(n=2)で割った値に等しい距離
    だけ隔てられていることを特徴とする、請求項8〜11
    のいずれかに記載のアンテナ。
  13. 【請求項13】 ブロックの要素放射体が各々互いに平
    行である線形サブレゾーによって給電され、またそれ自
    体によって同相給電されることを特徴とする、請求項8
    〜12のいずれかに記載のアンテナ。
  14. 【請求項14】 各要素放射体が正方形導電面であり、
    その辺が誘導波長のほぼ1/2であり、その1つ隅がサ
    ブレゾー給電線に電気接続されており、この電気接点を
    通るその対角線がサブレゾーの長手方向に対して垂直で
    あることを特徴とする、請求項8〜13のいずれかに記
    載のアンテナ。
  15. 【請求項15】 サブレゾーが2つのタイプの副回路と
    して配列されており、第1タイプのサブレゾーが逆相放
    射体で構成されており、第2タイプのサブレゾーが隣り
    合っているものどうしが互いに逆相電場を放射する要素
    放射体で構成されており、同じ1つのブロックの隣り合
    っている要素放射体間の距離が同じ1つのサブレゾーの
    隣り合っている2つのブロック間の距離にほぼ等しく、
    第1タイプのサブレゾーと第2タイプのサブレゾーの給
    電の位相が+90度。−90度ずれていることを特徴と
    する、請求項1〜7のいずれかに記載のアンテナ。
  16. 【請求項16】 第2タイプのサブレゾーが、第2タイ
    プの各サブレゾーの隣り合っている2つの要素放射体間
    の距離に等しい距離だけ長手方向において隔てられてい
    る2つの相互対称線形サブレゾーで構成されていること
    を特徴とする、請求項15に記載のアンテナ。
  17. 【請求項17】 第1タイプのサブレゾーの各放射体な
    らびに第2タイプのサブレゾーの各要素放射体が正方形
    導電面であり、その辺が誘導波長のほぼ1/2であり、
    その隅がサブレゾー給電線に電気接続されており、この
    電気接点を通るその対角線がサブレゾーの長手方向に対
    して垂直であることを特徴とする、請求項15または1
    6のいずれかに記載のアンテナ。
  18. 【請求項18】 サブレゾーの給電線が星形結線になっ
    ていることを特徴とする、請求項1〜17のいずれかに
    記載のアンテナ。
  19. 【請求項19】 サブレゾー体の給電線が樹木状結線に
    なっていることを特徴とする、請求項1〜17のいずれ
    かに記載のアンテナ。
  20. 【請求項20】 サブレゾーが星形結線で給電されるサ
    ブレゾー群に分かれており、サブレゾー群が樹木状結線
    で給電されることを特徴とする、請求項1〜17のいず
    れかに記載のアンテナ。
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