JPH08204441A - 平面アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給電路を導波管で形成したことによりエネル
ギー損失を低減でき、高利得の平面アンテナを実現す
る。 【構成】 直角に曲がる導波管１と、平面アンテナパネ
ルの構造体２と、コンバータ３と、電磁放射素子１０を
配列した放射電極層４と、前記電磁放射素子１０に電磁
結合するためのスロット孔１２を設け、かつ、第二導波
管１１に電磁結合した給電用の第一導波管５と、前記平
面アンテナパネルの構造体２、前記放射電極層４及び第
一導波管５等の間に置かれた絶縁体層６と、前記第一導
波管５に電磁結合するためのスロット孔８を両側壁に設
けるとともに、コンバータ３に、前記直角に曲がる導波
管１を経由して電磁結合するためのスロット開口７を設
けた給電用の第二導波管１１と、前記放射電極層４で、
前記第一導波管５のスロット孔１２に相対する位置に、
例えば、４×４などのアレー配置に印刷形成された、マ
イクロ波を受信する電磁放射素子１０とでなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、衛星放送受信
に使用される平面アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に衛星放送受信用の平面アンテナ
は、多数の放射素子が平面上に配列されており、放射素
子との結合及び給電にはマイクロストリップ線路が用い
られ、最終的にストリップ線路・導波管変換回路を付加
してコンバータを接続した構造である。

【０００３】図４は、従来の平面アンテナの実施例を示
す正面図（イ）と、Ａ−Ａ’断面図（ロ）及びＢ−Ｂ’
層の正面図（ハ）と、Ｃ−Ｃ’層の正面図（ニ）とであ
る。３０は直角に曲がる導波管であり、３１は平面アン
テナパネルの構造体であり、３２はコンバータである。
３３は放射素子層であり、３４は給電線路層であり、３
５は導体基板である。３６は、前記放射素子層３３、給
電線路層３４及び導体基板３５の間に置かれた絶縁体層
である。３７は、前記導体基板３５に開口するスロット
開口である。４０は前記放射素子層３３の所定の位置
に、例えば、４×４などのアレー配置に印刷形成された
放射素子であり、４１は、前記給電線路層３４の所要に
位置に印刷形成されて設けられたマイクロストリップ線
路である。４２はスロット開口３７の所定位置に設置し
たストリップ線路結合体（ピックアップ）である。

【０００４】従来の平面アンテナの受信動作を説明す
る。衛星放送電波のマイクロ波は、放射素子層３３に設
けた放射素子４０で受信され、絶縁体層３６を挟んで奥
側の給電線路層３４上に形成されているマイクロストリ
ップ線路４１によって集められる。このマイクロストリ
ップ線路４１には電磁波が給電され、同電磁波はさらに
ストリップ線路結合体（ピックアップ）４２と導波管３
０との相互結合により、スロット開口３７から導波管３
０を経由してコンバータ３２に導かれる。

【０００５】しかし、上記した衛星放送受信用の平面ア
ンテナは、導波管３０と放射素子４０とを接続するマイ
クロストリップ線路４１で構成した給電線路におけるエ
ネルギー損失が大きい問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、給電線路におけるエネルギー損失
を低減し、高性能な衛星放送受信用の平面アンテナを提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、電磁放射素子を配列した放射電極層と、前記電磁放
射素子に電磁結合するためのスロット孔を設けるととも
に第二導波管に電磁結合するためのスロット孔を設けた
給電用の第一導波管と、前記第一導波管に電磁結合する
ためのスロット孔を設けるとともに、コンバータに電磁
結合するためのスロット開口を設けた給電用の第二導波
管とでなる。

【０００８】

【作用】以上のように構成したので、衛星放送からの電
波（マイクロ波）は、放射電極層に設けた電磁放射素子
で受信され、同電磁放射素子とスロット孔で電磁結合し
た第一導波管に集められる。この第一導波管に給電され
た電磁波が、スロット孔で電磁結合した第二導波管に導
かれ、さらにスロット開口で電磁結合した導波管を経由
してコンバータに導かれる。従って、給電線路は全て相
互に電磁結合して損失の少ない導波管で構成されること
になり、エネルギー損失を低減できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による平面アンテナについて、
図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明による平面
アンテナの実施例を示す正面図（イ）と、Ａ−Ａ’断面
図（ロ）及びＢ−Ｂ’層の正面図（ハ）と、Ｃ−Ｃ’層
の正面図（ニ）とである。１は直角に曲がる導波管であ
り、２は平面アンテナパネルの構造体であり、３は低雑
音周波数変換用のコンバータである。４は電磁放射素子
１０を配列した放射電極層であり、５は、前記電磁放射
素子１０に電磁結合するためのスロット孔１２を設け、
かつ、第二導波管１１に電磁結合した給電用の第一導波
管である。６は、前記平面アンテナパネルの構造体２と
前記放射電極層４とに挟まれて設けられた一層と、前記
放射電極層４と、第一導波管５及び第二導波管１１とに
挟まれて設けられた一層との合計二層の、例えば、発泡
スチロールなどの絶縁体層（誘電体層）である。１１
は、前記第一導波管５に電磁結合するためのスロット孔
８を両側壁に設けるとともに、コンバータ３に、前記直
角に曲がる導波管１を経由して電磁結合するためのスロ
ット開口７を後部壁に設けた給電用の第二導波管であ
る。図１のＢ−Ｂ’層の正面図（ハ）を参照して、１０
は、前記放射電極層４の前面側上で、前記第一導波管５
の正面壁に設けたスロット孔１２に相対する位置に、例
えば、４×４などのアレー配置に、例えば、印刷等で形
成された、マイクロ波を受信するための電磁放射素子で
ある。

【００１０】図２は本発明による平面アンテナの第一導
波管５及び第二導波管１１の構造を説明する斜視図であ
る。両側壁に電磁結合のためのスロット孔８を設けると
ともに、後部壁に導波管１に電磁結合するためのスロッ
ト開口７を設け、前記スロット孔８で電磁結合する第一
導波管５を両側に垂直に設置した。また、前記第一導波
管５は電磁放射素子１０に電磁結合するための複数のス
ロット孔１２を、上面壁に設けた。

【００１１】本発明による平面アンテナの動作を図１、
図２に従い説明する。衛星放送電波のマイクロ波は、放
射電極層４に設けた放射素子１０で受信され、同放射素
子１０に電磁結合するように設けたスロット孔１２を経
由して第一導波管５に電磁波が給電される。同電磁波は
さらに電磁結合するように設けたスロット孔８を経由し
て、前記第一導波管５に直交した第二導波管１１に、前
記電磁波が給電される。この第二導波管１１の定在波は
スロット開口７経由して直角に曲がる導波管１を経由
し、コンバータ３に導かれる。尚、電磁放射素子１０の
形状を、例えば、パッチ型等とする。同電磁放射素子１
０は、放射電極層４に接着剤で貼付しても良く、或い
は、厚膜技術を利用して形成しても良い。また、形成位
置は、放射電極層４の前面側に限るものでなく、裏面側
でも良い。更に、プリント基板をエッチングして電磁放
射素子１０を形成しても良い。また、図１のＣ−Ｃ’層
の正面図（ニ）に示したように、第二導波管の前面壁に
スロット孔１２を設け、電磁放射素子１０と電磁結合す
るようにしても良い。さらに、図１のＣ−Ｃ’層の正面
図（ニ）に示したように、第一導波管５を直角に曲げた
構造としても良い。

【００１２】また、本発明による平面アンテナ製造時の
組み立て方法について説明する。図３は本発明による平
面アンテナの構造を示す断面図である。第一導波管５、
及び第二導波管１１を水平面で２分割する構造としてい
る。従って、平面アンテナパネルの構造体２も同様に所
定の厚みで２分割する構造とし、一方の構造体２の中
に、順に、絶縁体層６と、放射電極層４と、絶縁体層６
と、２分割した一方の第一導波管５及び２分割した第二
導波管１１を積層した第一平面パネル部２０を形成す
る。また、他方の構造体２の中に２分割したもう一方の
第一導波管５及び第二導波管１１を収納した第二平面パ
ネル部２１を形成する。前記第一平面パネル部２０と、
前記第二平面パネル部２１とを相対面で接合することに
より、本発明による平面アンテナを形成する。さらに、
コンバータ３を取付けた直角に曲がる導波管１をスロッ
ト開口７を経由して第二導波管１１に取り付ける。尚、
前記第一導波管５及び第二導波管１１を金属で作成する
だけでなく、プラスチック成形しその表面を全て導電体
でメッキする製造方法で平面アンテナを製作しても良
い。また、コンバータ３を直接第二導波管１１に取り付
けるようにしても良い。さらに、スロット孔１２並び
に、スロット開口７は電磁結合のための最適の形状と寸
法にして設ける。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は給電線路
におけるエネルギー損失を低減した衛星放送受信用の平
面アンテナを提供する。従って、アンテナ利得が増加す
るので、小型のアンテナで衛星放送電波を安定して受信
できるメリットがある。また、第一導波管及び第二導波
管を水平に２分割する構造としたので、同２つの部分を
接合することにより、アンテナを簡易に組み立てられ
る。さらに、導波管部分をプラスチック形成できるの
で、廉価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による平面アンテナの実施例を示す正面
図（イ）と、Ａ−Ａ’断面図（ロ）及びＢ−Ｂ’層の正
面図（ハ）と、Ｃ−Ｃ’層の正面図（ニ）とである。

【図２】本発明による平面アンテナの第一導波管５及び
第二導波管１１の構造を説明する斜視図である。

【図３】本発明による平面アンテナの構造を示す断面図
である。

【図４】従来の平面アンテナの実施例を示す正面図
（イ）と、Ａ−Ａ’断面図（ロ）及びＢ−Ｂ’層の正面
図（ハ）と、Ｃ−Ｃ’層の正面図（ニ）とである。

【符号の説明】

１ 直角に曲がる導波管 ２ 平面アンテナパネルの構造体 ３ コンバータ ４ 放射電極層 ５ 第一導波管 ６ 絶縁体層 ７ スロット開口 ８ スロット孔 １０ 放射素子 １１ 第二導波管 １２ スロット孔 ２０ 第一平面パネル部 ２１ 第二平面パネル部 ３０ 直角に曲がる導波管 ３１ 平面アンテナパネルの構造体 ３２ コンバータ ３３ 放射電極層 ３４ 給電線路層 ３５ 導体基板 ３６ 絶縁体層 ３７ スロット開口 ４０ 放射素子 ４１ マイクロストリップ線路 ４２ ストリップ線路結合体（ピックアップ）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁放射素子を配列した放射電極層と、
   前記電磁放射素子に電磁結合するためのスロット孔を設
   けるとともに第二導波管に電磁結合するためのスロット
   孔を設けた給電用の第一導波管と、前記第一導波管に電
   磁結合するためのスロット孔を設けるとともに、コンバ
   ータに電磁結合するためのスロット開口を設けた給電用
   の第二導波管とでなることを特徴とした平面アンテナ。
2. 【請求項２】 上記第一導波管を第二導波管と直交した
   配置とする請求項１記載の平面アンテナ。
3. 【請求項３】 上記第二導波管に電磁放射素子に電磁結
   合するためのスロット孔を設けたことを特徴とした請求
   項１記載の平面アンテナ。
4. 【請求項４】 上記第一導波管を直角に曲げた構造とす
   る請求項１記載の平面アンテナ。
5. 【請求項５】 上記第二導波管を直角に曲げた構造とす
   る請求項１記載の平面アンテナ。
6. 【請求項６】 上記第一導波管及び第二導波管を水平に
   ２分割する構造としたことを特徴とする請求項１記載の
   平面アンテナ。
7. 【請求項７】 上記第一導波管及び第二導波管をプラス
   チック成形し、その表面を導電部材でメッキしたことを
   特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
8. 【請求項８】 上記電磁放射素子をパッチ型とした請求
   項１記載の平面アンテナ。
9. 【請求項９】 上記電磁放射素子を導電部材のメッキに
   より放射電極層の上面若しくは下面に形成したことを特
   徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
10. 【請求項１０】 上記電磁放射素子を導電部材で形成
    し、放射電極層の上面若しくは下面に貼付したことを特
    徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
11. 【請求項１１】 上記電磁放射素子を厚膜技術で形成し
    たことを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
12. 【請求項１２】 上記電磁放射素子をプリント基板をエ
    ッチングして形成したことを特徴とする請求項１記載の
    平面アンテナ。