JPH08307145A - 平面アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンテナの性能を充分に確保しつつ、アンテ
ナ全体の小型化、軽量化が図れる平面アンテナを提供す
る。 【構成】 スロット板１９と導体板２１と誘電体板２０
がプレス処理により一体化した積層板によって構成され
たラジアル導波路１７と、ラジアル導波路１７の裏面側
に取り付けられた給電部材１８と、２つの壁部３３ａ、
３３ｂによりラジアル導波路１７の周縁部と嵌合するガ
イド溝３４が形成され、ラジアル導波路１７の前記導体
板２１側を覆う２分割されたケース本体３２、３２から
なるケース３１とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＳＨＦ、ＥＨＦ帯にお
いて用いられるラジアル導波路等の導波空間を利用した
平面アンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、衛星通信等の分野において
は、一般に椀型形状をしたパラボラアンテナが用いられ
てきたが、近年、高性能パラボラアンテナと同等の性能
を有する平面アンテナが提供されてきている。

【０００３】この種の平面アンテナとしては例えば図５
に示すようなアンテナがある。この平面アンテナ１は、
いわゆるラジアルラインスロットアンテナと称するもの
であり、アンテナ前面に渦巻状に配置された多数のスロ
ットペアから電波が放射または入射するものである。図
中符号２は平面アンテナ１の後面側を構成する導体フレ
ーム、３は前面側を構成するスロット板である。この場
合、導体フレーム２は正面視円形で上部が広く開口した
偏平容器形状をなしている。

【０００４】この導体フレーム２の内部には、多数のス
ロットペア（図示せず）を有する円形の薄いスロット板
３が、誘電体板５を介することで導体フレーム２と離間
した状態で導体フレーム２と対面するように設けられて
いる。また、誘電体板５の軸心近傍には空隙部５ａが形
成されている。そして、スロット板３と導体フレーム２
とこれらの間に介在する誘電体板５によって円形偏平状
のラジアル導波路６が構成されている。

【０００５】また、レドーム７がラジアル導波路６の前
面側にあたる導体フレーム２の開口側に装着され、この
レドーム７と前記スロット板３との間にはスペーサ８が
設けられている。このレドーム７はアンテナを屋外に設
置した際に雨、雪等の悪影響を避けるため、平面アンテ
ナ１の前面に設けられた覆いであり、導体フレーム２に
嵌合するようになっている。

【０００６】さらに、導体フレーム２の中央下部には開
口部９が形成されている。そして、この開口部９の周囲
には筒状の同軸線路１０がスロット板３と軸線を一致さ
せた状態で設けられ、これによりラジアル導波路６と同
軸線路１０とは連通した構造になっている。また、同軸
線路１０の下部には導波管１１が同軸線路１０と連通し
て設けられ、導波管１１の一側にはコンバータ１２が設
けられている。また、同軸線路１０の内部には、中空円
筒状の誘電体１３に嵌入された中心導体１４が、スロッ
ト板３と軸線を一致させ、上端部がラジアル導波路６の
内部に位置し、かつ下端部が導波管１１の内部に位置し
た状態で固定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
平面アンテナでは、誘電体板の材料として例えばポリプ
ロピレン樹脂等の発泡体を用いており、その機械的強度
は極めて小さいものである。そこで、導体フレームが、
ラジアル導波路の一構成要素であると同時に、アンテナ
全体を下側から支持する容器、いわゆるフレームの役目
を果たし、機械的強度の小さい誘電体板やスロット板を
内部に収めて支持していた。また、ラジアル導波路を構
成する導体フレーム、誘電体層、スロット板を固定する
場合には、例えばラジアル導波路が例えば口径３００ｍ
ｍ以上と大きいため、その数個所のみに従来一般の両面
テープ等を貼付して固定する方法を採っていた。

【０００８】このような構造のために、上記平面アンテ
ナには次のような不具合が生じていた。すなわち、導体
フレームが所定の機械的強度を必要とするため、比較的
大型で重量のあるものとなってしまい、平面アンテナの
小型化、軽量化の障害となっていた。さらに、上記のよ
うな簡便な固定方法では、ラジアル導波路部分の防水性
が極めて悪く、かつ、場所によってスロット板の浮きが
生じたり、厚さのばらつきが生じることでアンテナの性
能低下の要因となる。そこで、スロット板をスペーサで
導体フレーム側に押し付けるようにしてレドームを取り
付けることにより各構成部材を確実に密着させるように
していた。すなわち、レドームが雨や雪からラジアル導
波路を確実に防水する役目と、ラジアル導波路の構成部
材を確実に密着させてアンテナの性能を確保する役目を
兼ねるため、従来の平面アンテナにとって必須の構成要
素であるが、その一方、平面アンテナの小型軽量化、構
造の簡素化にとってはこのレドームの存在自体が障害と
なっていた。

【０００９】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、アンテナの性能を充分に確保しつ
つ、アンテナ全体の小型化、軽量化が図れる平面アンテ
ナを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の平面アンテナは、互いに離間して対面す
るスロット板と導体板とこれらの間に介在する誘電体板
が、前記スロット板と前記誘電体板間および前記導体板
と前記誘電体板間にそれぞれ装入され該誘電体板と同じ
誘電率を有する接着材とともにプレス処理により一体化
した積層板によって構成されたラジアル導波路と、該ラ
ジアル導波路の前記導体板側に取り付けられ、該ラジア
ル導波路に対して給電を行なうための給電部材と、ケー
ス本体に前記ラジアル導波路の板厚分だけ離間して設け
られた２つの壁部により該ラジアル導波路の周縁部と嵌
合するガイド溝が形成され、前記ラジアル導波路の前記
導体板側を覆うケースと、を有することを特徴とするも
のである。また、前記ケースの外面に前記平面アンテナ
自身を支持するための支持部材を設けてもよい。

【００１１】

【作用】本発明の平面アンテナにおいては、接着材が誘
電体板と同じ誘電率を有しているため、誘電体板とその
両面に密着する接着材により均一な誘電体層が構成され
る。そして、スロット板と導体板と誘電体板がプレス処
理により一体化した積層板でラジアル導波路が構成され
るため、剛性が高く、かつ、スロット板の浮きがなく厚
さばらつきが極めて小さいラジアル導波路が形成され
る。したがって、ラジアル導波路自体の機械的強度が向
上するため、これを覆うケースの機械的強度は比較的小
さくすることができる。また、ケースのガイド溝とラジ
アル導波路の周縁部が嵌合することにより、ラジアル導
波路の導体板側、すなわち給電部材側が確実に防水され
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
して説明する。本実施例の平面アンテナ１６は、例えば
衛星放送受信用アンテナとして用いられるものであり、
ラジアル導波路１７と給電部材１８とケース３１の３つ
の部材から構成されている。また、図１は平面アンテナ
１６の全体構成を示す図、図２はケース３１を裏面側か
ら見た図、図３はラジアル導波路１７と給電部材１８の
構成を示す図である。

【００１３】図３に示すように、スロット板１９と誘電
体板２０と導体板２１が一体化した円板状の積層板２２
によりラジアル導波路１７が形成されている。すなわ
ち、ポリプロピレン樹脂等の誘電体材料からなる誘電体
板２０の表面側に銅、アルミニウム等の材料からなるス
ロット板１９が密着し、誘電体板２０の裏面側にスロッ
ト板１９と同様、銅、アルミニウム等の材料からなる導
体板２１が密着している（なお、ここで用いたポリプロ
ピレン樹脂は、従来のアンテナで用いたような発泡体で
はない）。そして、スロット板１９の表面には励振を生
じさせるための多数のスロットペア２３、２３、…が同
心円状に形成されており、この平面アンテナ１６はいわ
ゆるラジアルラインスロットアンテナを構成している。

【００１４】そして、ラジアル導波路１７の中心には、
共振部とコンバータ部を有し、ラジアル導波路に対して
給電を行なうための給電部材１８が取り付けられてい
る。給電部材１８は、共振部２５とコンバータ部２６を
有しており、共振部２５には円筒状の壁部２７によって
空洞２８が形成され、空洞２８内には同軸ケーブル２９
と位相調整ピン３０が設置されている。同軸ケーブル２
９は、空洞２８内で共振した電波を受信するためのも
の、位相調整ピン３０は、空洞２８内で共振する電波の
位相を周方向角度に応じて変化させるためのものであ
る。また、コンバータ部２６は、電波の周波数を変換す
るためのものである。

【００１５】図１および図２に示すように、ケース３１
は、一例としてアクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂製のものであり、平面視円形で上部が広く
開口し、前記ラジアル導波路１７を給電部材１８が取り
付けられた側から覆う偏平容器形状をなしている。そし
て、ラジアル導波路１７の直径を通る面で２分割された
ケース本体３２、３２が中央で接合、固定されて一つに
なったものである。したがって、この２分割された各ケ
ース本体３２は左右対称、全く同一のものである。

【００１６】図１（ａ）に示すように、各ケース本体３
２の上部開口側には、２つの壁部３３ａ、３３ｂがラジ
アル導波路１７の板厚分だけ離間して形成されており、
これら壁部３３ａ、３３ｂによりラジアル導波路１７の
周縁部と嵌合するガイド溝３４が構成されている。

【００１７】また、図１（ａ）および図２に示すよう
に、各ケース本体３２の下端部にはケース本体３２の端
面に沿って下方に向けて突出する突条３５が形成され、
突条３５の任意の位置には突条３５の板厚方向に貫通す
る複数の孔３６、３６、…が形成されている。そこで、
２分割されたケース本体３２、３２が接合され、その突
条３５、３５同士が各孔３６の位置でビス止めされるこ
とにより各ケース本体３２が固定されて一つのケース３
１となる。さらに、各ケース本体３２の突条３５の側方
には、アンテナ１６自身を任意の支持脚等に連結して支
持するための取り付けフィン３７（支持部材）がそれぞ
れ形成されている。

【００１８】つぎに、上記構成の平面アンテナ１６を製
造する手順について説明する。まず、それぞれ同一の直
径を有する円板状のスロット板１９、両面テープ（接着
材）、誘電体板２０、両面テープ（接着材、図示せ
ず）、導体板２１、を順次重ね合わせた後、この積層板
２２に熱間プレス処理を施す。ここで用いる誘電体板２
０は、前述したようにポリプロピレン樹脂等からなるも
のであり、比較的剛性の高いものである。また、両面テ
ープは、誘電体板２０とほぼ同一の誘電率を有するもの
である。なお、予めスロット板１９には打抜き加工によ
りスロットペア２３、２３、…を形成しておく。する
と、上記各板全てが貼り合わされて一体化した積層板２
２が形成される。このようにしてラジアル導波路１７の
作製が完了する。

【００１９】その後、上記ラジアル導波路１７に対して
別途作製した給電部材１８を取り付け、ビス止め等の任
意の手段によりこれらを固定すると図１（ａ）に示すよ
うなアンテナ本体３８の作製が完了する。そして、図１
（ｂ）に示すように、アンテナ本体３８のラジアル導波
路１７周縁部を各ケース本体３２のガイド溝３４に嵌合
させ、各ケース本体３２の突条３５同士を位置合わせし
てビス止めすることにより各ケース本体３２を固定する
と、本実施例の平面アンテナ１６が完成する。なお、各
ケース本体３２のガイド溝３４とラジアル導波路１７と
の嵌合部分、２つのケース本体３２、３２の接合部分等
には、防水効果を奏するシール材等を適宜取り付けるよ
うにしてもよい。

【００２０】本実施例の平面アンテナ１６においては、
誘電体板２０の両面にスロット板１９と導体板２１が熱
間プレス処理により堅固に密着し一体化した積層板２２
でラジアル導波路１７が構成されるため、剛性の高いラ
ジアル導波路が形成される。そこで、アンテナ全体の機
械的強度の大部分を導体フレームに依存していた従来の
平面アンテナの場合と異なり、ラジアル導波路１７自体
の機械的強度が高いものとなるため、これを覆うケース
３１の機械的強度をそれ程必要としなくなる。

【００２１】また、前記積層板２２でラジアル導波路１
７が構成されるため、スロット板の浮きがなく、厚さば
らつきが極めて小さいラジアル導波路が形成される一
方、ケース本体３２のガイド溝３４とラジアル導波路１
７の周縁部が嵌合するため、ラジアル導波路１７の導体
板２１側、すなわち給電部材１８側が確実に防水され
る。したがって、従来の平面アンテナにおいてラジアル
導波路の各構成部材の密着と、ラジアル導波路の防水の
双方の目的で用いていたレドームが本実施例の平面アン
テナ１６では不要となる。したがって、ケースの小型
化、軽量化が図れる、レドームが不要となる、といった
点の双方の効果があいまって、平面アンテナ全体の小
型、軽量化を実現することができる。

【００２２】そして、従来の平面アンテナに比べてスロ
ット板の浮きがなく、厚さばらつきが極めて小さいラジ
アル導波路が形成できること、ラジアル導波路および給
電部材が確実に防水できること、によって、アンテナの
性能面に関しても充分に高い性能を維持できるのは言う
までもない。

【００２３】また、本実施例の場合、ケース本体３２に
取り付けフィン３７を設けたので、アンテナ１６自身を
任意の支持脚等に連結して支持することができ、様々な
場所への設置、アンテナの設置角度の調整等に便利とな
る。

【００２４】なお、本実施例においては、２分割したケ
ース本体３２の固定方法として、各ケース本体３２に突
条３５を設け、これらをビス止めすることにより固定す
るようにしたが、この接合構造に代えて、例えば図４に
示すように、２つのケース本体４０ａ、４０ｂの端面を
互いに嵌合し合う形状の凸部４１ａ、４１ｂを持つよう
に加工してもよい。この構造にすれば、ケース本体４０
ａ、４０ｂに突条を設ける必要がないので、平坦な外面
のケース４２が実現できるとともにビス等の固定具も不
要となる。

【００２５】さらに、上記構造の他、ケース本体を分割
することなく一体に形成し、例えばガイド溝を構成する
上側の壁部のみを環状に分割し、ケース本体と一体とな
った下側の壁部上にラジアル導波路を載置した後、その
上部に分割した上側の壁部を載置して固定する等、ケー
ス本体については防水性を充分に考慮したうえで種々の
構造を採用することができる。

【００２６】また、本実施例におけるスロット板１９、
誘電体板２０、導体板２１等の材料については、本実施
例に挙げたものの他、適宜使用することができる。ま
た、本平面アンテナ１６の製造方法において、スロット
板１９、誘電体板２０、導体板２１をプレスする際に両
面テープの代わりに接着剤を用いてそれらを貼り合わせ
るようにしてもよい。

【００２７】また、スロット板１９の表面が露出したま
まの状態でもよいが、スロット板１９の表面に、電波を
支障なく透過しスロット板１９を保護するための、例え
ばフォトレジスト等の保護膜を設けてもよい。そのよう
にすると、雨や雪、種々の汚染等からスロット板１９の
表面をより確実に保護することができる。また、アンテ
ナの外周部の端縁にも導体材料を貼着すると、端縁から
の電波の漏洩を防止することができ、アンテナ性能の点
でさらに好ましい。そして、本実施例では平面アンテナ
１６を衛星放送受信用アンテナとして説明したが、本発
明を送信用アンテナに適用し得ることも勿論である。

【００２８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
平面アンテナにおいては、スロット板、誘電体板、導体
板がプレス処理により一体化した積層板によりラジアル
導波路が構成されるため、ラジアル導波路が剛性の高い
ものとなり、これを覆うケースの機械的強度をそれ程必
要としなくなる。また、前記積層板でラジアル導波路が
構成されることでラジアル導波路の密着度が高まり、か
つ、ケース本体のガイド溝とラジアル導波路の周縁部と
の嵌合によりラジアル導波路および給電部材が確実に防
水されるため、従来の平面アンテナにおけるレドームが
本発明の平面アンテナでは不要となる。したがって、ケ
ースの小型化、軽量化が図れる、レドームが不要とな
る、の双方の効果により平面アンテナ全体の小型、軽量
化を実現することができる。また、ケース本体に支持部
材を設けた場合、アンテナ自身を任意の支持脚等に連結
して支持することができ、様々な場所への設置、アンテ
ナの設置角度の調整等に便利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である平面アンテナを、
（ａ）分解した状態、（ｂ）組み立てた状態をそれぞれ
示す側断面図である。

【図２】同、平面アンテナのケースを裏面視した斜視図
である。

【図３】同、平面アンテナのラジアル導波路および給電
部材を示す斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例である平面アンテナのケー
ス本体の接合部分を示す側断面図である。

【図５】従来の平面アンテナの一例を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１６ 平面アンテナ １７ ラジアル導波路 １８ 給電部材 １９ スロット板 ２０ 誘電体板 ２１ 導体板 ２２ 積層板 ３１、４２ ケース ３２、４０ａ、４０ｂ ケース本体 ３３ａ、３３ｂ 壁部 ３４ ガイド溝 ３７ 取り付けフィン（支持部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに離間して対面するスロット板と導
   体板とこれらの間に介在する誘電体板が、前記スロット
   板と前記誘電体板間および前記導体板と前記誘電体板間
   にそれぞれ装入され該誘電体板と同じ誘電率を有する接
   着材とともにプレス処理により一体化した積層板によっ
   て構成されたラジアル導波路と、 該ラジアル導波路の前記導体板側に取り付けられ、該ラ
   ジアル導波路に対して給電を行なうための給電部材と、 ケース本体に前記ラジアル導波路の板厚分だけ離間して
   設けられた２つの壁部により該ラジアル導波路の周縁部
   と嵌合するガイド溝が形成され、前記ラジアル導波路の
   前記導体板側を覆うケースと、 を有することを特徴とする平面アンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の平面アンテナにおい
   て、 前記ケースの外面に前記平面アンテナ自身を支持するた
   めの支持部材が設けられたことを特徴とする平面アンテ
   ナ。