JPH08154013A - トリプレート型平面アレーアンテナ - Google Patents
トリプレート型平面アレーアンテナInfo
- Publication number
- JPH08154013A JPH08154013A JP29188294A JP29188294A JPH08154013A JP H08154013 A JPH08154013 A JP H08154013A JP 29188294 A JP29188294 A JP 29188294A JP 29188294 A JP29188294 A JP 29188294A JP H08154013 A JPH08154013 A JP H08154013A
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】配列の基準方向に対して所望の角度だけ偏波面
を傾斜させると共に、配線による励振分布のバラツキを
抑制して偏波面内で良好な指向特性を実現できるトリプ
レート型平面アンテナを提供すること。 【構成】配列の基準方向に並行で、かつ円形放射素子５
の中心を通る線上の一端で給電線路６と円形放射素子５
を接続すると共に、放射素子５の中心を通り、かつ配列
の基準方向と所定の角度θだけ傾斜した方向に、円形放
射素子５の中心から縁端に至る所定の幅Ｗのスリット８
を設け、さらにこの円形放射素子５を配列の基準方向
に、所定の間隔Ｒｙを隔てて並行に配置し、かつ配列の
基準方向に所定の間隔Ｐｘを隔てて並行に配置して、各
円形放射素子５を同位相給電するように並列給電線路６
を形成すること。
を傾斜させると共に、配線による励振分布のバラツキを
抑制して偏波面内で良好な指向特性を実現できるトリプ
レート型平面アンテナを提供すること。 【構成】配列の基準方向に並行で、かつ円形放射素子５
の中心を通る線上の一端で給電線路６と円形放射素子５
を接続すると共に、放射素子５の中心を通り、かつ配列
の基準方向と所定の角度θだけ傾斜した方向に、円形放
射素子５の中心から縁端に至る所定の幅Ｗのスリット８
を設け、さらにこの円形放射素子５を配列の基準方向
に、所定の間隔Ｒｙを隔てて並行に配置し、かつ配列の
基準方向に所定の間隔Ｐｘを隔てて並行に配置して、各
円形放射素子５を同位相給電するように並列給電線路６
を形成すること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯・ミリ波
帯の送受信に用いられるトリプレート型平面アレーアン
テナの偏波面制御に関する。
帯の送受信に用いられるトリプレート型平面アレーアン
テナの偏波面制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】平面アンテナの一構成方法として、図６
に示すように、地導体１の面上に誘電体２ａを介して放
射素子５と給電線路６等を形成したアンテナ回路基板３
を設置し、その面上に誘電体２ｂを介して、スロット７
を有するスロット板４をスロット７が放射素子５の真上
にくるように設置する方法がある。この種のトリプレー
ト型平面アレーアンテナにおいて、図７に示すように配
列方向と励振する直線偏波の偏波面が一致したアンテナ
を構成すると、偏波面内に配列間隔と素子数に応じたサ
イドロープが発生するため、衛星通信用途における隣接
衛星との干渉や地上回線における隣接システムとの干渉
等で通信品質が劣化する場合がある。このような通信品
質の劣化を防止する手段としては、図８に示すように配
列方向に対して偏波面が４５°傾斜するように各放射素
子５を配置することが知られている。図８に示す配置に
おいて各放射素子５を等しい電力で励振してアレーを構
成した場合、偏波面内に形成されるサイドローブのレベ
ルは、図７に示す配置で構成したアレーに比べて理論的
に１０ｄＢ以上低くなるため、干渉波の影響が低減可能
である。
に示すように、地導体１の面上に誘電体２ａを介して放
射素子５と給電線路６等を形成したアンテナ回路基板３
を設置し、その面上に誘電体２ｂを介して、スロット７
を有するスロット板４をスロット７が放射素子５の真上
にくるように設置する方法がある。この種のトリプレー
ト型平面アレーアンテナにおいて、図７に示すように配
列方向と励振する直線偏波の偏波面が一致したアンテナ
を構成すると、偏波面内に配列間隔と素子数に応じたサ
イドロープが発生するため、衛星通信用途における隣接
衛星との干渉や地上回線における隣接システムとの干渉
等で通信品質が劣化する場合がある。このような通信品
質の劣化を防止する手段としては、図８に示すように配
列方向に対して偏波面が４５°傾斜するように各放射素
子５を配置することが知られている。図８に示す配置に
おいて各放射素子５を等しい電力で励振してアレーを構
成した場合、偏波面内に形成されるサイドローブのレベ
ルは、図７に示す配置で構成したアレーに比べて理論的
に１０ｄＢ以上低くなるため、干渉波の影響が低減可能
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示す配
置における配線では、放射素子５と給電線路６の接続位
置が、配列の基準方向におけるスロット７の中心線から
ずれた位置に配置されることに伴って、中央部分で配線
が近接する。従って、線間結合の影響で各放射素子への
電力配分が不均一となり、さらにこの配線形状が、アレ
ー化に伴って繰り返し形成されるため、各放射素子の電
力分布のバラツキが、２素子単位で生じてしまう。この
ため、図８に示す配置で所望の利得を得るアレーを構成
した場合、図９に示すように、偏波面内の特定角度に許
容レベルを上回るグレーティングローブが形成されてし
まうという問題があった。
置における配線では、放射素子５と給電線路６の接続位
置が、配列の基準方向におけるスロット７の中心線から
ずれた位置に配置されることに伴って、中央部分で配線
が近接する。従って、線間結合の影響で各放射素子への
電力配分が不均一となり、さらにこの配線形状が、アレ
ー化に伴って繰り返し形成されるため、各放射素子の電
力分布のバラツキが、２素子単位で生じてしまう。この
ため、図８に示す配置で所望の利得を得るアレーを構成
した場合、図９に示すように、偏波面内の特定角度に許
容レベルを上回るグレーティングローブが形成されてし
まうという問題があった。
【０００４】本発明は、前述の問題点に鑑みなされたも
のであり、配列の基準方向に対して所望の角度だけ偏波
面を傾斜させると共に、配線による励振分布のバラツキ
を抑制して偏波面内で良好な指向特性を実現できるトリ
プレート型平面アンテナを提供するものである。
のであり、配列の基準方向に対して所望の角度だけ偏波
面を傾斜させると共に、配線による励振分布のバラツキ
を抑制して偏波面内で良好な指向特性を実現できるトリ
プレート型平面アンテナを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、配列の基準方向に並行で、かつ円形放射素子５の
中心を通る線上の一端で給電線路６と円形放射素子５を
接続すると共に、放射素子５の中心を通り、かつ配列の
基準方向と所定の角度θ（０＜θ≦４５°）だけ傾斜し
た方向に、円形放射素子５の中心から縁端に至る所定の
幅Ｗのスリット８を設け、さらにこの円形放射素子５を
配列の基準方向に、所定の間隔Ｒｙを隔てて並行に配置
し、かつ配列の基準方向に所定の間隔Ｐｘを隔てて並行
に配置して、各円形放射素子５を同位相給電するように
並列給電線路６を形成する。本発明は、以上の如く形成
した図１に示す基本サブアレーを、所望の数だけ合成し
てアレーを形成したことを特徴とする。
うに、配列の基準方向に並行で、かつ円形放射素子５の
中心を通る線上の一端で給電線路６と円形放射素子５を
接続すると共に、放射素子５の中心を通り、かつ配列の
基準方向と所定の角度θ（０＜θ≦４５°）だけ傾斜し
た方向に、円形放射素子５の中心から縁端に至る所定の
幅Ｗのスリット８を設け、さらにこの円形放射素子５を
配列の基準方向に、所定の間隔Ｒｙを隔てて並行に配置
し、かつ配列の基準方向に所定の間隔Ｐｘを隔てて並行
に配置して、各円形放射素子５を同位相給電するように
並列給電線路６を形成する。本発明は、以上の如く形成
した図１に示す基本サブアレーを、所望の数だけ合成し
てアレーを形成したことを特徴とする。
【０００６】また、本発明は、図２（ａ）に示すよう
に、円形放射素子５ａの中心を通り、かつ配列の基準方
向と所定の角度θ（０＜θ≦４５°）だけ傾斜した方向
に、所定の幅Ｗのギャップ９を設けた円形放射素子を用
いても良い。
に、円形放射素子５ａの中心を通り、かつ配列の基準方
向と所定の角度θ（０＜θ≦４５°）だけ傾斜した方向
に、所定の幅Ｗのギャップ９を設けた円形放射素子を用
いても良い。
【０００７】また、本発明は、図２（ｂ）に示すよう
に、正方形放射素子５ｂの中心を通り、かつ配列の基準
方向に対して４５°傾斜した方向に所定の幅Ｗのスリッ
ト８を設けた正方形放射素子を用いても良く、さらに、
図２（ｃ）に示すように、正方形放射素子５ｃの中心を
通り、かつ配列の基準方向に対して４５°傾斜した方向
に所定の幅Ｗのギャップ９を設けた正方形放射素子を用
いても良い。
に、正方形放射素子５ｂの中心を通り、かつ配列の基準
方向に対して４５°傾斜した方向に所定の幅Ｗのスリッ
ト８を設けた正方形放射素子を用いても良く、さらに、
図２（ｃ）に示すように、正方形放射素子５ｃの中心を
通り、かつ配列の基準方向に対して４５°傾斜した方向
に所定の幅Ｗのギャップ９を設けた正方形放射素子を用
いても良い。
【０００８】また、図１においてスロット７の形状は円
形としたが、正方形であっても良く、さらに線対象形状
の多角形であっても良い。さらに、用いる放射素子のス
リットまたはギャップを形成する以前の形状が、リング
状のものであっても同様の効果が得られる。
形としたが、正方形であっても良く、さらに線対象形状
の多角形であっても良い。さらに、用いる放射素子のス
リットまたはギャップを形成する以前の形状が、リング
状のものであっても同様の効果が得られる。
【０００９】
【作用】本発明によれば、図１に示した如く、円形放射
素子５の給電線路６が接続される方向に対して、所定の
角度θだけ傾斜した方向に、円形放射素子５の中心から
縁端に至る所定の幅Ｗのスリット８を設けることによ
り、円形放射素子５上の磁流がスリツト８を形成した方
向で最大となるため、給電線路６の接続方向に対して偏
波面がθ度回転した直線偏波が放射される。従って、配
列の基準方向に対して所定の角度θだけ偏波面方向が傾
斜したアレーを構成する際に、放射素子の配置を回転さ
せる必要がなく、配列の基準方向に並行で、かつ放射素
子の中心を通る線上で放射素子５と給電線路６を接続で
きるので、これらの放射素子を多数配列した場合でも、
並列給電のための給電線路６の形成スペースが十分にと
れて、線間給合による放射素子への励振電力分布誤差を
低減できる。このため、２素子単位の励振分布のバラツ
キによるグレーティングローブの発生がない良好な放射
特性が実現可能となる。また、放射素子として図２
（ａ）に示すような、所定の幅Ｗのギャップ９を有する
放射素子５ａを用いれば、交差偏波特性が改善される。
さらに、所定の角度θが４５°の場合は、図２（ｂ）及
び（ｃ）に示した放射素子５ｂ、５ｃを用いて、配列の
基準方向に対して偏波面が４５°傾斜した良好な指向特
性を有するアンテナが実現できる。
素子５の給電線路６が接続される方向に対して、所定の
角度θだけ傾斜した方向に、円形放射素子５の中心から
縁端に至る所定の幅Ｗのスリット８を設けることによ
り、円形放射素子５上の磁流がスリツト８を形成した方
向で最大となるため、給電線路６の接続方向に対して偏
波面がθ度回転した直線偏波が放射される。従って、配
列の基準方向に対して所定の角度θだけ偏波面方向が傾
斜したアレーを構成する際に、放射素子の配置を回転さ
せる必要がなく、配列の基準方向に並行で、かつ放射素
子の中心を通る線上で放射素子５と給電線路６を接続で
きるので、これらの放射素子を多数配列した場合でも、
並列給電のための給電線路６の形成スペースが十分にと
れて、線間給合による放射素子への励振電力分布誤差を
低減できる。このため、２素子単位の励振分布のバラツ
キによるグレーティングローブの発生がない良好な放射
特性が実現可能となる。また、放射素子として図２
（ａ）に示すような、所定の幅Ｗのギャップ９を有する
放射素子５ａを用いれば、交差偏波特性が改善される。
さらに、所定の角度θが４５°の場合は、図２（ｂ）及
び（ｃ）に示した放射素子５ｂ、５ｃを用いて、配列の
基準方向に対して偏波面が４５°傾斜した良好な指向特
性を有するアンテナが実現できる。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図３に示す。構成におい
て地導体１及びスロット板４として厚さ１ｍｍのアルミ
ニウム板を用い、誘電体２ａ、２ｂとして厚さ１ｍｍで
比誘電率が約１．１のポリエチレンフォームを用い、ア
ンテナ回路基板３として厚さ２５μｍのポリイミドフィ
ルムに厚さ３５μｍの銅箔を貼り合わせた基板を用い
た。アンテナ回路基板には、放射素子５ｂと給電線路６
をエッチングにより形成した。上述の構成で放射素子５
ｂとして、一辺の長さが利用周波数１２ＧＨｚの自由空
間波長λοの０．３８倍となる正方形放射素子を用い、
素子中心に形成した直径０．０４λοの穴から４５°方
向に延長した幅０．０４λοのスリット８を形成した。
この素子をよ配列の基準方向及び直行する方向に０．８
５λοの等間隔で配置すると共に、これらの素子に対し
て、配列の基準方向に並行で、かつ素子の中心を通る線
上で給電線路６を接続し、さらに各素子を同位相で給電
するように線路パターンを形成して図３に示すような４
×４の１６素子サブアレーを構成した。さらにこのサブ
アレーを同一基板面上に縦・横方向に４×４だけ配置
し、それらのサブアレーを同位相給電する線路も同時に
形成して、２５６素子アレーを構成した。ここで、スロ
ット７としては、一辺の長さが、０，５６λοの正方形
スロットを用い、各スロットが各放射素子の真上に位置
するように配置した。本アレーを用いて、配列の基準方
向を０°として送信アンテナの偏波方向を回転した場合
の受信レベルを測定した結果、スリット８を形成した４
５°方向で受信レベルが最大となった。この時の受信レ
ベルを基準として、他の角度の受信レベルを相対利得に
換算すると図４の結果となり、スリット８を形成した４
５°と９０°直交する−４５°方向では、−３０°ｄＢ
程度のレベルにまで低下することが確認された。この結
果から偏波がスリット８を形成した４５°方向に明らか
に傾斜していることが分かった。さらに本アンテナは、
標準ホーンとの比較により利得３２．５ｄＢであること
が確認され、偏波面内の指向性も図５に示す如く、規定
レベルを下回り、かつグレーティングローブの発生がな
い良好な特性が実現できることが分かった。
て地導体１及びスロット板４として厚さ１ｍｍのアルミ
ニウム板を用い、誘電体２ａ、２ｂとして厚さ１ｍｍで
比誘電率が約１．１のポリエチレンフォームを用い、ア
ンテナ回路基板３として厚さ２５μｍのポリイミドフィ
ルムに厚さ３５μｍの銅箔を貼り合わせた基板を用い
た。アンテナ回路基板には、放射素子５ｂと給電線路６
をエッチングにより形成した。上述の構成で放射素子５
ｂとして、一辺の長さが利用周波数１２ＧＨｚの自由空
間波長λοの０．３８倍となる正方形放射素子を用い、
素子中心に形成した直径０．０４λοの穴から４５°方
向に延長した幅０．０４λοのスリット８を形成した。
この素子をよ配列の基準方向及び直行する方向に０．８
５λοの等間隔で配置すると共に、これらの素子に対し
て、配列の基準方向に並行で、かつ素子の中心を通る線
上で給電線路６を接続し、さらに各素子を同位相で給電
するように線路パターンを形成して図３に示すような４
×４の１６素子サブアレーを構成した。さらにこのサブ
アレーを同一基板面上に縦・横方向に４×４だけ配置
し、それらのサブアレーを同位相給電する線路も同時に
形成して、２５６素子アレーを構成した。ここで、スロ
ット７としては、一辺の長さが、０，５６λοの正方形
スロットを用い、各スロットが各放射素子の真上に位置
するように配置した。本アレーを用いて、配列の基準方
向を０°として送信アンテナの偏波方向を回転した場合
の受信レベルを測定した結果、スリット８を形成した４
５°方向で受信レベルが最大となった。この時の受信レ
ベルを基準として、他の角度の受信レベルを相対利得に
換算すると図４の結果となり、スリット８を形成した４
５°と９０°直交する−４５°方向では、−３０°ｄＢ
程度のレベルにまで低下することが確認された。この結
果から偏波がスリット８を形成した４５°方向に明らか
に傾斜していることが分かった。さらに本アンテナは、
標準ホーンとの比較により利得３２．５ｄＢであること
が確認され、偏波面内の指向性も図５に示す如く、規定
レベルを下回り、かつグレーティングローブの発生がな
い良好な特性が実現できることが分かった。
【００１１】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、線
間結合による各素子への電力配分のバラツキが小さくで
きるため、偏波面内でのグレーティングローブの発生が
なく、配列の基準方向に対して所定の角度θだけ偏波面
が回転した指向特性に優れたトリプレート型平面アンテ
ナが実現できる。
間結合による各素子への電力配分のバラツキが小さくで
きるため、偏波面内でのグレーティングローブの発生が
なく、配列の基準方向に対して所定の角度θだけ偏波面
が回転した指向特性に優れたトリプレート型平面アンテ
ナが実現できる。
【図１】本発明の一実施例を示す上面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の他の実施
例を示す要部上面図である。
例を示す要部上面図である。
【図３】本発明のさらに他の一実施例を示す上面図であ
る。
る。
【図４】本発明の一実施例の効果を説明するための特性
を示す線図である。
を示す線図である。
【図５】本発明の他の実施例の効果を説明するための特
性を示す線図である。
性を示す線図である。
【図６】従来例を示す斜視分解図である。
【図７】従来例を示す上面図である。
【図８】従来例の課題を説明するための上面図である。
【図９】従来例の課題を説明するための抑制を示す線図
である。
である。
１．地導体 ２ａ，２ｂ．誘電体 ３．アンテナ回路基板 ４．スロット板 ５ａ，５ｂ，５ｃ．放射素子 ６．給電線路 ７．スロット ８．スリット ９．ギャップ
Claims (2)
- 【請求項１】地導体１の面上に誘電体２ａを介して、放
射素子５と給電線路６を形成したアンテナ回路基板３を
設置し、さらにその面上に誘電体２ｂを介して、電波放
射のためのスロット開口７を有するスロット板４を、各
スロット７が放射素子５の真上に位置するように設置し
たトリプレート型平面アンテナにおいて、配列の基準方
向に並行で、かつ放射素子５の中心を通る線上の一端で
給電線路６と放射素子５を接続すると共に、放射素子５
の中心を通り、かつ配列の基準方向と所定の角度θ（０
＜θ≦４５°）だけ傾斜した方向に、放射素子５の中心
から縁端に至る所定の幅Ｗのスリット８を設け、さらに
この放射素子５を配列の基準方向及びこれと直交する方
向に、それぞれ所定の間隔Ｒｙ及び間隔Ｐｘで並行に配
置して、各放射素子５を同位相で給電する並列給電線路
６を形成し、所望の数だけ合成してアレーを形成したこ
とを特徴とするトリプレート型平面アレーアンテナ。 - 【請求項２】放射素子として、放射素子５の中心を通
り、かつ配列の基準方向と所定の角度θ（０＜θ≦４５
°）だけ傾斜した方向に、所定の幅Ｗのギャップ９を形
成したものを用いたことを特徴とする請求項１に記載の
トリプレート給電型平面アレーアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29188294A JPH08154013A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | トリプレート型平面アレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29188294A JPH08154013A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | トリプレート型平面アレーアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08154013A true JPH08154013A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17774669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29188294A Pending JPH08154013A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | トリプレート型平面アレーアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08154013A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005083840A1 (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-09 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | トリプレート型平面アレーアンテナ |
| JP2012175541A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Japan Radio Co Ltd | 偏波共用アンテナ |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP29188294A patent/JPH08154013A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005083840A1 (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-09 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | トリプレート型平面アレーアンテナ |
| JP2012175541A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Japan Radio Co Ltd | 偏波共用アンテナ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040302 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |