JPH10126130A - 構造的に統合された多重機能ｖｈｆ／ｕｈｆ航空機アンテナシステム - Google Patents
構造的に統合された多重機能ｖｈｆ／ｕｈｆ航空機アンテナシステムInfo
- Publication number
- JPH10126130A JPH10126130A JP9245618A JP24561897A JPH10126130A JP H10126130 A JPH10126130 A JP H10126130A JP 9245618 A JP9245618 A JP 9245618A JP 24561897 A JP24561897 A JP 24561897A JP H10126130 A JPH10126130 A JP H10126130A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- aircraft
- antenna system
- vhf
- band
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
- H01Q1/286—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons substantially flush mounted with the skin of the craft
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
- H01Q13/103—Resonant slot antennas with variable reactance for tuning the antenna
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ＶＨＦ／ＦＭ帯域において能動同調デバイス
を必要とせずに周波数ホッピングモードで動作可能な航
空機アンテナを提供する。 【解決手段】 航空機構造体の導電性部分１６を利用し
て、ＶＨＦ／ＵＨＦ信号を送受信するアンテナにおい
て、アンテナ要素２２は、尾部垂直安定板のエンドキャ
ップ２０内に収容され、片方のエッジ２４と垂直安定板
１６の隣接するエッジ１８との間に細長いノッチ２６を
形成する。ノッチ２６は、その一部分が概ね一様な幅を
持ち、残りの部分がより広い間隔に広がっている。ノッ
チ２６に沿ったフィード点３０は、最適な性能が得られ
るように選択される。整合電子ユニット１４がアンテナ
システムをトランシーバに結合し、トランシーバは、Ｖ
ＨＦ／ＭＦ帯域、ＵＨＦ帯域又はＶＨＦ／ＡＭ帯域にお
いて動作可能である。このアンテナシステムは、実質的
に全方向性の放射パターンを与える。
を必要とせずに周波数ホッピングモードで動作可能な航
空機アンテナを提供する。 【解決手段】 航空機構造体の導電性部分１６を利用し
て、ＶＨＦ／ＵＨＦ信号を送受信するアンテナにおい
て、アンテナ要素２２は、尾部垂直安定板のエンドキャ
ップ２０内に収容され、片方のエッジ２４と垂直安定板
１６の隣接するエッジ１８との間に細長いノッチ２６を
形成する。ノッチ２６は、その一部分が概ね一様な幅を
持ち、残りの部分がより広い間隔に広がっている。ノッ
チ２６に沿ったフィード点３０は、最適な性能が得られ
るように選択される。整合電子ユニット１４がアンテナ
システムをトランシーバに結合し、トランシーバは、Ｖ
ＨＦ／ＭＦ帯域、ＵＨＦ帯域又はＶＨＦ／ＡＭ帯域にお
いて動作可能である。このアンテナシステムは、実質的
に全方向性の放射パターンを与える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、航空
機アンテナシステム、より詳細には、超短波（ＶＨＦ）
および極超短波（ＵＨＦ）レンジにおける動作をサポー
トする能力を持つ航空機アンテナシステムに関する。現
代の航空機、特に、軍事用の航空機は、多様な周波数レ
ンジおよび通信モードにわたって無線通信を可能にする
必要がある。例えば、ＶＨＦ帯域における周波数変調
（ＦＭ）を使用する通信、ＶＨＦ帯域における振幅変調
（ＡＭ）を使用する通信、および、ＵＨＦ帯域における
通信などが必要となる。これらの機能の内で、最も達成
が困難なのは、概ね３〜１０メートルのレンジの波長を
持つ、低周波ＶＨＦ／ＦＭ帯域、例えば、３０〜８８Ｍ
Ｈｚのレンジにおける動作を効率的に行なうことであ
る。最も効率的な動作のためには、アンテナは、伝播さ
れる信号の波長と同一の桁の大きさの寸法を持つように
される。例えば、伝統的なダイポールアンテナは、半波
長（λ／２）の全長を持つ。これよりかなり小さなアン
テナは、“電気的に小さい”と称される。電気的に小さ
なアンテナが、例えば、３０〜８８ＭＨｚの周波数帯域
において動作するように使用される場合、これらは、イ
ンピーダンス整合網を使用して、無線送信機と受信機に
適当に整合することが要求される。
機アンテナシステム、より詳細には、超短波（ＶＨＦ）
および極超短波（ＵＨＦ）レンジにおける動作をサポー
トする能力を持つ航空機アンテナシステムに関する。現
代の航空機、特に、軍事用の航空機は、多様な周波数レ
ンジおよび通信モードにわたって無線通信を可能にする
必要がある。例えば、ＶＨＦ帯域における周波数変調
（ＦＭ）を使用する通信、ＶＨＦ帯域における振幅変調
（ＡＭ）を使用する通信、および、ＵＨＦ帯域における
通信などが必要となる。これらの機能の内で、最も達成
が困難なのは、概ね３〜１０メートルのレンジの波長を
持つ、低周波ＶＨＦ／ＦＭ帯域、例えば、３０〜８８Ｍ
Ｈｚのレンジにおける動作を効率的に行なうことであ
る。最も効率的な動作のためには、アンテナは、伝播さ
れる信号の波長と同一の桁の大きさの寸法を持つように
される。例えば、伝統的なダイポールアンテナは、半波
長（λ／２）の全長を持つ。これよりかなり小さなアン
テナは、“電気的に小さい”と称される。電気的に小さ
なアンテナが、例えば、３０〜８８ＭＨｚの周波数帯域
において動作するように使用される場合、これらは、イ
ンピーダンス整合網を使用して、無線送信機と受信機に
適当に整合することが要求される。
【０００２】航空機アンテナの設計におけるもう一つの
問題は、幾つかの通信用途においては、周波数“ホッピ
ング”、つまり、主として、保安の理由から、同一の帯
域内において、一つの搬送周波数から別の周波数に素早
く切り替えることが必要とされることである。このため
に、高速能動同調器では、伝送周波数が変化するのに伴
って整合網を絶えず切り替えることが必要となる。この
タイプの同調器は、比較的コストが高く、信頼性が低い
ばかりか、通常は、周波数ホッピング通信システムにお
いて必要とされる周波数変化を追跡する能力は持たな
い。本発明以前は、ＶＨＦ／ＦＭモードにおける通信
は、電気的に小さなブレードアンテナ、つまり、航空機
の表面から突出するフィンと、アンテナを同期的に同調
する高速電子回路とを使用して達成されてきた。しか
し、広帯域の電気的に小さなＶＨＦ／ＦＭブレードアン
テナは、整合網の効率が悪く放射抵抗が小さいために、
非常に低い利得を持つ。さらに、ブレードアンテナは、
無線周波（ｒｆ）電流を航空機の外板に効率的に結合す
ることはない。ｒｆ信号の航空機の伝導性の部分への結
合は、他の背景において、送受される信号の波長と比べ
て電気的に小さなアンテナ要素しか利用できない場合
に、使用されてきた技術である。
問題は、幾つかの通信用途においては、周波数“ホッピ
ング”、つまり、主として、保安の理由から、同一の帯
域内において、一つの搬送周波数から別の周波数に素早
く切り替えることが必要とされることである。このため
に、高速能動同調器では、伝送周波数が変化するのに伴
って整合網を絶えず切り替えることが必要となる。この
タイプの同調器は、比較的コストが高く、信頼性が低い
ばかりか、通常は、周波数ホッピング通信システムにお
いて必要とされる周波数変化を追跡する能力は持たな
い。本発明以前は、ＶＨＦ／ＦＭモードにおける通信
は、電気的に小さなブレードアンテナ、つまり、航空機
の表面から突出するフィンと、アンテナを同期的に同調
する高速電子回路とを使用して達成されてきた。しか
し、広帯域の電気的に小さなＶＨＦ／ＦＭブレードアン
テナは、整合網の効率が悪く放射抵抗が小さいために、
非常に低い利得を持つ。さらに、ブレードアンテナは、
無線周波（ｒｆ）電流を航空機の外板に効率的に結合す
ることはない。ｒｆ信号の航空機の伝導性の部分への結
合は、他の背景において、送受される信号の波長と比べ
て電気的に小さなアンテナ要素しか利用できない場合
に、使用されてきた技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ブレードアンテナは、
航空機から突出するために、航空機の空力特性に悪影響
を与える。本発明以前の典型的な解決においては、ＶＨ
Ｆ／ＦＭ用途のために１つ、ＶＨＦ／ＡＭ用途のために
１つ、さらにＵＨＦ通信のために１つ、というように複
数のブレードアンテナを使用することが必要とされた。
明らかに、この解決は、航空機の空力特性にさらに悪い
影響を与える。理想的には、幅広い周波数レンジにわた
って効率的に動作することができる、単一の広帯域アン
テナが必要とされる。より詳細には、この単一のアンテ
ナは、ＶＨＦ／ＦＭ帯域において、能動同調デバイスを
必要とすることなく、周波数ホッピングモードにて動作
できる能力を持ち、さらに、より高い周波数帯域、例え
ば、ＶＨＦ／ＡＭおよびＵＨＦにおいても動作できるこ
とが要望される。本発明は、これらの要件を満たす。
航空機から突出するために、航空機の空力特性に悪影響
を与える。本発明以前の典型的な解決においては、ＶＨ
Ｆ／ＦＭ用途のために１つ、ＶＨＦ／ＡＭ用途のために
１つ、さらにＵＨＦ通信のために１つ、というように複
数のブレードアンテナを使用することが必要とされた。
明らかに、この解決は、航空機の空力特性にさらに悪い
影響を与える。理想的には、幅広い周波数レンジにわた
って効率的に動作することができる、単一の広帯域アン
テナが必要とされる。より詳細には、この単一のアンテ
ナは、ＶＨＦ／ＦＭ帯域において、能動同調デバイスを
必要とすることなく、周波数ホッピングモードにて動作
できる能力を持ち、さらに、より高い周波数帯域、例え
ば、ＶＨＦ／ＡＭおよびＵＨＦにおいても動作できるこ
とが要望される。本発明は、これらの要件を満たす。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、航空機内に完
全に統合されるように設計された多重機能ノッチアンテ
ナシステムに関するが、このアンテナシステムは、能動
同調デバイスを必要とすることなく、ＶＨＦ／ＦＭ帯域
を含む幅広い周波数レンジにわたって動作することを可
能にする。簡単に一般的に述べると、本発明のアンテナ
システムは、航空機の導電性部分とアンテナ要素とを含
むが、このアンテナ要素の位置と形状によって、アンテ
ナ要素と航空機の導電性部分との間に、非導電性のノッ
チが形成される。このノッチは、その長さの一部分が概
ね一様の幅を持ち、その長さの残りの部分にかけてより
大きな幅へと広がっている。このアンテナシステムは、
さらに、アンテナシステムをトランシーバに結合し、ア
ンテナシステムのインピーダンスとトランシーバのイン
ピーダンスとを整合することにより、アンテナへのある
いはこれらかのエネルギーの伝達の効率を向上させる、
この明細書においてアンテナ整合ユニット（ＡＭＵ）と
呼ばれる、広帯域インピーダンス整合電子ユニットと；
整合電子ユニットからノッチの両側の選択されたアンテ
ナフィード点とを接続し、信号伝送のためにアンテナを
励振するとともにアンテナ要素および航空機構造体の導
電性部分から受信される信号を伝えるアンテナフィード
と；を含む。航空機構造体の導電性部分は、アンテナシ
ステムの放射および受信要素として機能するが、この部
分は、幅広い周波数レンジにわたって動作するトランシ
ーバ装置と簡単に整合することができる。本発明のここ
に開示される実施例においては、航空機構造体の導電性
部分は、航空機の尾部垂直安定板を含み、アンテナ要素
は、尾部垂直安定板のエンドキャップ内に収容される。
一例として、このアンテナシステムは、能動同調要素を
必要とすることなく、概ね３０〜８８ＭＨｚのレンジの
超短波（ＶＨＦ）帯域、並びに、極超短波（ＵＨＦ）帯
域内のさらに高い周波数において動作することができ
る。
全に統合されるように設計された多重機能ノッチアンテ
ナシステムに関するが、このアンテナシステムは、能動
同調デバイスを必要とすることなく、ＶＨＦ／ＦＭ帯域
を含む幅広い周波数レンジにわたって動作することを可
能にする。簡単に一般的に述べると、本発明のアンテナ
システムは、航空機の導電性部分とアンテナ要素とを含
むが、このアンテナ要素の位置と形状によって、アンテ
ナ要素と航空機の導電性部分との間に、非導電性のノッ
チが形成される。このノッチは、その長さの一部分が概
ね一様の幅を持ち、その長さの残りの部分にかけてより
大きな幅へと広がっている。このアンテナシステムは、
さらに、アンテナシステムをトランシーバに結合し、ア
ンテナシステムのインピーダンスとトランシーバのイン
ピーダンスとを整合することにより、アンテナへのある
いはこれらかのエネルギーの伝達の効率を向上させる、
この明細書においてアンテナ整合ユニット（ＡＭＵ）と
呼ばれる、広帯域インピーダンス整合電子ユニットと；
整合電子ユニットからノッチの両側の選択されたアンテ
ナフィード点とを接続し、信号伝送のためにアンテナを
励振するとともにアンテナ要素および航空機構造体の導
電性部分から受信される信号を伝えるアンテナフィード
と；を含む。航空機構造体の導電性部分は、アンテナシ
ステムの放射および受信要素として機能するが、この部
分は、幅広い周波数レンジにわたって動作するトランシ
ーバ装置と簡単に整合することができる。本発明のここ
に開示される実施例においては、航空機構造体の導電性
部分は、航空機の尾部垂直安定板を含み、アンテナ要素
は、尾部垂直安定板のエンドキャップ内に収容される。
一例として、このアンテナシステムは、能動同調要素を
必要とすることなく、概ね３０〜８８ＭＨｚのレンジの
超短波（ＶＨＦ）帯域、並びに、極超短波（ＵＨＦ）帯
域内のさらに高い周波数において動作することができ
る。
【０００５】上の説明から、本発明は、航空機アンテナ
の分野において著しい進歩を達成することが明らかであ
る。より詳細には、本発明は、能動同調器を必要とする
ことなく、ＶＨＦ／ＦＭ帯域、あるいは、これより高い
周波数帯域におけるアンテナ動作を可能にする。本発明
の他の特徴および長所は、以下の詳細な説明を、付録の
図面を参照しながら読むことによって一層明白になるも
のと思う。
の分野において著しい進歩を達成することが明らかであ
る。より詳細には、本発明は、能動同調器を必要とする
ことなく、ＶＨＦ／ＦＭ帯域、あるいは、これより高い
周波数帯域におけるアンテナ動作を可能にする。本発明
の他の特徴および長所は、以下の詳細な説明を、付録の
図面を参照しながら読むことによって一層明白になるも
のと思う。
【０００６】
【発明の実施の形態】図面に例示の目的で示されるよう
に、本発明は、一般的には、航空機アンテナシステム、
より詳細には、航空機から、ブレードあるいはフィンの
形式にて突出することなく、航空機内に完全に統合され
るアンテナに関する。航空機のアンテナは、送受信され
る幾つかの無線信号の波長と比べて、電気的に小さい。
例えば、周波数変調（ＦＭ）伝送のために使用される３
０〜８８ＭＨｚの超短波周波数変調（ＶＨＦ／ＦＭ）帯
域においては、これら波長は、約３〜１０メートルの範
囲を持つが、典型的なブレードアンテナは、これよりも
電気的にかなり小さい。このために、インピーダンス整
合網を使用して、アンテナのインピーダンスを送受信機
のインピーダンス（通常は、５０オーム）と整合するこ
とが必要となるが、ただし、このようなアンテナは、通
常、低い利得を持つ。周波数ホッピングモードでの動作
が要求される場合は、もう一つの問題が生じる。つま
り、ある形式の能動同調デバイスを使用して、インピー
ダンス整合網を絶えず新たな周波数に同調することが必
要となる。ただし、このような同調デバイスは、コスト
が高く、信頼性が低いという悪評を持つ。また、機械的
要素を持つ同調デバイスでは、劣化あるいは損傷を受け
ることなしに、急速な周波数変化を長期間に渡って追跡
することは不可能である。
に、本発明は、一般的には、航空機アンテナシステム、
より詳細には、航空機から、ブレードあるいはフィンの
形式にて突出することなく、航空機内に完全に統合され
るアンテナに関する。航空機のアンテナは、送受信され
る幾つかの無線信号の波長と比べて、電気的に小さい。
例えば、周波数変調（ＦＭ）伝送のために使用される３
０〜８８ＭＨｚの超短波周波数変調（ＶＨＦ／ＦＭ）帯
域においては、これら波長は、約３〜１０メートルの範
囲を持つが、典型的なブレードアンテナは、これよりも
電気的にかなり小さい。このために、インピーダンス整
合網を使用して、アンテナのインピーダンスを送受信機
のインピーダンス（通常は、５０オーム）と整合するこ
とが必要となるが、ただし、このようなアンテナは、通
常、低い利得を持つ。周波数ホッピングモードでの動作
が要求される場合は、もう一つの問題が生じる。つま
り、ある形式の能動同調デバイスを使用して、インピー
ダンス整合網を絶えず新たな周波数に同調することが必
要となる。ただし、このような同調デバイスは、コスト
が高く、信頼性が低いという悪評を持つ。また、機械的
要素を持つ同調デバイスでは、劣化あるいは損傷を受け
ることなしに、急速な周波数変化を長期間に渡って追跡
することは不可能である。
【０００７】本発明によると、ノッチアンテナが、航空
機に完全に統合され、これによって突起要素が排除され
る。また、本発明のノッチアンテナは、能動同調デバイ
スを必要とすることなく、広い範囲の周波数帯域にわた
って、良好な性能特性を達成することができる。図１に
は、本発明のアンテナシステムの主な要素、つまり、ア
ンテナ要素１０、多重機能ＶＨＦ／ＵＨＦアンテナフィ
ード１２、および、アンテナシステムをＶＨＦ／ＵＨＦ
トランシーバ１５に結合するためのアンテナ整合ｒｆ
（無線周波数）電子ユニット１４が示される。図２に
は、アンテナ要素１０の構造体が、航空機の尾部垂直安
定板（テールフィン）１６との関連で示される。航空機
の尾部垂直安定板１６は、航空機の機体の一部分であ
り、導電性である。尾部垂直安定板１６は、図面におい
て水平の線にて示される上側エッジ１８の所に終端す
る。アンテナが取り付けられていない航空機の尾部構造
においては、尾部垂直安定板１６の上に、空力形状のエ
ンドキャップ２０がのせられる。ただし、本発明による
と、尾部垂直安定板１６と一体となって本発明のノッチ
アンテナを形成するアンテナ要素２２がこのエンドキャ
ップ２０内に収容される。アンテナ要素２２は、不規則
な形状の、概ね平坦な要素であり、下側エッジ２４を持
つ。下側エッジ２４は、この長さの最初の一部分は、直
線であり、その後、尾部垂直安定板１６の上側エッジ１
８から離れる方向に、次第に上向きに湾曲する。アンテ
ナ要素２２のその他のエッジは、エンドキャップ２０の
輪郭に概ね従う。尾部垂直安定板１６の上側エッジ１８
と、アンテナ要素２２の下側エッジ２４との間の空隙に
よって、ノッチ２６が定義される。ノッチ２６の幅は、
尾部垂直安定板１６の、最初の小さな部分は、概ね一様
であり、その後、尾部垂直安定板１６の、より大きな部
分は、次第に広がり、あるいは拡大し、より大きな幅と
なる。
機に完全に統合され、これによって突起要素が排除され
る。また、本発明のノッチアンテナは、能動同調デバイ
スを必要とすることなく、広い範囲の周波数帯域にわた
って、良好な性能特性を達成することができる。図１に
は、本発明のアンテナシステムの主な要素、つまり、ア
ンテナ要素１０、多重機能ＶＨＦ／ＵＨＦアンテナフィ
ード１２、および、アンテナシステムをＶＨＦ／ＵＨＦ
トランシーバ１５に結合するためのアンテナ整合ｒｆ
（無線周波数）電子ユニット１４が示される。図２に
は、アンテナ要素１０の構造体が、航空機の尾部垂直安
定板（テールフィン）１６との関連で示される。航空機
の尾部垂直安定板１６は、航空機の機体の一部分であ
り、導電性である。尾部垂直安定板１６は、図面におい
て水平の線にて示される上側エッジ１８の所に終端す
る。アンテナが取り付けられていない航空機の尾部構造
においては、尾部垂直安定板１６の上に、空力形状のエ
ンドキャップ２０がのせられる。ただし、本発明による
と、尾部垂直安定板１６と一体となって本発明のノッチ
アンテナを形成するアンテナ要素２２がこのエンドキャ
ップ２０内に収容される。アンテナ要素２２は、不規則
な形状の、概ね平坦な要素であり、下側エッジ２４を持
つ。下側エッジ２４は、この長さの最初の一部分は、直
線であり、その後、尾部垂直安定板１６の上側エッジ１
８から離れる方向に、次第に上向きに湾曲する。アンテ
ナ要素２２のその他のエッジは、エンドキャップ２０の
輪郭に概ね従う。尾部垂直安定板１６の上側エッジ１８
と、アンテナ要素２２の下側エッジ２４との間の空隙に
よって、ノッチ２６が定義される。ノッチ２６の幅は、
尾部垂直安定板１６の、最初の小さな部分は、概ね一様
であり、その後、尾部垂直安定板１６の、より大きな部
分は、次第に広がり、あるいは拡大し、より大きな幅と
なる。
【０００８】従来のノッチアンテナにおいては、ノッチ
は、フィード点の所で励振され、このフィード点は、典
型的には、ノッチの峡端から概ね四分の一波長（λ／
４）の所に配置される。これを実現することは、航空機
の尾部垂直安定板においては、波長が１０メートルにも
達し、不可能なことは明白である。そこで、本発明の現
時点において好ましいとされる実施例においては、フィ
ード点３０は、ノッチ２６に沿った或る最適な距離の所
に配置される。アンテナフィード点３０が、具体的にど
こに位置するかによって、性能が大きく左右されるため
に、好ましくは、この正確な位置は、個々の航空機構成
および波長に応じて、実験的に決定される。整合電子ユ
ニット１４は、理想的には、アンテナフィード点３０の
できる限り近くに配置され、好ましくは、図２に示され
るように、尾部垂直安定板１６内に収容される。整合電
子ユニット１４の具体的な設計は、アンテナ１０のイン
ピーダンスの測定、および、図１のＶＨＦ／ＵＨＦトラ
ンシーバ１５の既知の入／出力インピーダンスの仕様に
基づいて決定される。アンテナ整合ユニット（ＡＭＵ）
は、離散要素を含むように設計することもできるが、た
だし、これら電子ユニットは、単一の回路基板上に集積
する方が、便利で、コストも安く済む。後者の場合は、
コイルおよびコンデンサは、基板上の導電トレースの形
式を取ることが考えられる。好ましくは、このアンテナ
システムのＶＨＦ動作と、ＵＨＦ動作のために、異なる
整合網が使用され、これらが、必要に応じて、イン、ア
ウトに、切り替えられる。二つあるいはそれ以上の周波
数帯域の多重動作も可能である。
は、フィード点の所で励振され、このフィード点は、典
型的には、ノッチの峡端から概ね四分の一波長（λ／
４）の所に配置される。これを実現することは、航空機
の尾部垂直安定板においては、波長が１０メートルにも
達し、不可能なことは明白である。そこで、本発明の現
時点において好ましいとされる実施例においては、フィ
ード点３０は、ノッチ２６に沿った或る最適な距離の所
に配置される。アンテナフィード点３０が、具体的にど
こに位置するかによって、性能が大きく左右されるため
に、好ましくは、この正確な位置は、個々の航空機構成
および波長に応じて、実験的に決定される。整合電子ユ
ニット１４は、理想的には、アンテナフィード点３０の
できる限り近くに配置され、好ましくは、図２に示され
るように、尾部垂直安定板１６内に収容される。整合電
子ユニット１４の具体的な設計は、アンテナ１０のイン
ピーダンスの測定、および、図１のＶＨＦ／ＵＨＦトラ
ンシーバ１５の既知の入／出力インピーダンスの仕様に
基づいて決定される。アンテナ整合ユニット（ＡＭＵ）
は、離散要素を含むように設計することもできるが、た
だし、これら電子ユニットは、単一の回路基板上に集積
する方が、便利で、コストも安く済む。後者の場合は、
コイルおよびコンデンサは、基板上の導電トレースの形
式を取ることが考えられる。好ましくは、このアンテナ
システムのＶＨＦ動作と、ＵＨＦ動作のために、異なる
整合網が使用され、これらが、必要に応じて、イン、ア
ウトに、切り替えられる。二つあるいはそれ以上の周波
数帯域の多重動作も可能である。
【０００９】ＶＨＦ／ＵＨＦフィード１２（図１）、つ
まり、整合電子ユニット１４とアンテナ要素１０との間
の接続（ノッチ２６の両側の要素）には、最も好ましく
は、同軸ケーブルが使用される。フィード点３０の所
で、この同軸ケーブルから、ノッチ２６の両側に向け
て、非常に短い接続が作られる。この同軸ケーブルの内
側の導体は、伝導性のワイヤを使用して、アンテナ要素
の下側エッジ２４に接続され、この同軸ケーブルシール
ドは、尾部垂直安定板の上側エッジ１８に、“アース”
される。図３には、単一要素のエンドキャップアンテナ
を持つ、Ｆ−１８航空機の尾部垂直安定板のワイア格子
シミュレーションモデルが示される。図４には、Ｆ−１
８の二つの尾部垂直安定板構造をモデル化するテスト設
備のワイア格子シミュレーションモデルが示される。モ
ーメント法と呼ばれる周知の数値モデリング技術を使用
して、このワイヤ格子モデルを用いて、コンピュータに
よって理論上の複数のフィード点におけるインピーダン
スと放射パターンが生成され、実験的な測定値と比較さ
れた。実験的なテスト設備においては、構造体の励振
は、小さな磁気ループを用いて、この構造体のさまざま
な領域内のｒｆ（無線周波数）電流を検出することによ
って確認された。この結果、垂直安定板の先端に沿っ
て、この複合表面上を、電流が流れるのが測定された。
つまり、動作において、ノッチ２６（図２）は、概ね全
方向に放射するが、アンテナ要素２２と垂直安定板部分
１６の両方は、電流がこれらの要素内を流れ、隣接する
機体要素を流れさらに機体全体にわたって複合導電性外
表面材料流れる結果として、放射することが確認され
た。アンテナ設計において重要なもう一つの要因は、ノ
ッチ２６の幅、つまり、図２に示されるアンテナ要素２
２と垂直安定板部分１６との間の間隔である。この間隔
が小さすぎると、フィード点のアドミタンスが過剰の容
量性サセプタンスによる悪影響を受ける。モーメントシ
ミュレーション法を使用してノッチ幅を選択することも
可能であるが、現時点において好ましいとされるアプロ
ーチにおいては、ノッチ幅は、特定の航空機のフルスケ
ールのテスト設備を用いて実験的に選択される。
まり、整合電子ユニット１４とアンテナ要素１０との間
の接続（ノッチ２６の両側の要素）には、最も好ましく
は、同軸ケーブルが使用される。フィード点３０の所
で、この同軸ケーブルから、ノッチ２６の両側に向け
て、非常に短い接続が作られる。この同軸ケーブルの内
側の導体は、伝導性のワイヤを使用して、アンテナ要素
の下側エッジ２４に接続され、この同軸ケーブルシール
ドは、尾部垂直安定板の上側エッジ１８に、“アース”
される。図３には、単一要素のエンドキャップアンテナ
を持つ、Ｆ−１８航空機の尾部垂直安定板のワイア格子
シミュレーションモデルが示される。図４には、Ｆ−１
８の二つの尾部垂直安定板構造をモデル化するテスト設
備のワイア格子シミュレーションモデルが示される。モ
ーメント法と呼ばれる周知の数値モデリング技術を使用
して、このワイヤ格子モデルを用いて、コンピュータに
よって理論上の複数のフィード点におけるインピーダン
スと放射パターンが生成され、実験的な測定値と比較さ
れた。実験的なテスト設備においては、構造体の励振
は、小さな磁気ループを用いて、この構造体のさまざま
な領域内のｒｆ（無線周波数）電流を検出することによ
って確認された。この結果、垂直安定板の先端に沿っ
て、この複合表面上を、電流が流れるのが測定された。
つまり、動作において、ノッチ２６（図２）は、概ね全
方向に放射するが、アンテナ要素２２と垂直安定板部分
１６の両方は、電流がこれらの要素内を流れ、隣接する
機体要素を流れさらに機体全体にわたって複合導電性外
表面材料流れる結果として、放射することが確認され
た。アンテナ設計において重要なもう一つの要因は、ノ
ッチ２６の幅、つまり、図２に示されるアンテナ要素２
２と垂直安定板部分１６との間の間隔である。この間隔
が小さすぎると、フィード点のアドミタンスが過剰の容
量性サセプタンスによる悪影響を受ける。モーメントシ
ミュレーション法を使用してノッチ幅を選択することも
可能であるが、現時点において好ましいとされるアプロ
ーチにおいては、ノッチ幅は、特定の航空機のフルスケ
ールのテスト設備を用いて実験的に選択される。
【００１０】図５は、３０〜４００ＭＨｚにおけるアン
テナのインピーダンスの測定値を示すスミスチャートで
ある。このチャート内の不規則な曲線は、正規化された
複素インピーダンスを、周波数との関係で表す。チャー
ト上のマーカ１は、約３３ＭＨｚにおける、概ね（６．
３−ｊ１１５）Ωなる複素インピーダンスを表し、チャ
ート上のマーカ２は、８８ＭＨｚにおける、概ね（１
０．５−ｊ８．４）Ωなる複素インピーダンスを表す。
スミスチャートは、複素インピーダンスおよびアドミタ
ンスを表す。チャートの中央の所には、特性インピーダ
ンスＺ0 に正規化された抵抗性インピーダンス（Ｒ／Ｚ
0 ＝１）がプロットされ、チャートの円周の周りには、
リアクタンス性のインピーダンス（Ｒ／Ｚ0 ＝０）が、
プロットされる。インピーダンスが、スミスチャートの
中心に向って位置する場合、そのアンテナは、反射電力
の値が低く、かつ、電圧定在波（ＶＳＷＲ）の値が低い
ことを表す。ＶＳＷＲ値が低いことは、良好なインピー
ダンス整合、および、アンテナへの効率的なエネルギ伝
達を意味するために、望ましいことである。従来のノッ
チアンテナは、一様なノッチ幅を持つために、大きな周
波数レンジにわたって、比較的高いリアクタンス性イン
ピーダンスを持つ。この場合、ＶＳＭＲ値が高く、ま
た、インピーダンス値が、３３〜８８ＭＨｚのＶＨＦ／
ＦＭ帯域にわたって、大きな範囲に広がるために、イン
ピーダンス軌跡をプロットすると、チャートの円周に近
い曲線となる。このようなアンテナでは、周波数レンジ
の全域にわたって効率的に整合することは、困難、ある
いは、不可能である。一方、本発明によると、アンテナ
ノッチ２６は、裾が次第に広がる形状を持つために、対
象の周波数範囲にわたってインピーダンス値の広がりと
ＶＳＷＲの値が、大幅に低減され、このために、本発明
によるアンテナでは、広い周波数レンジにわたって、広
帯域インピーダンス整合を容易に行なうことが可能とな
る。
テナのインピーダンスの測定値を示すスミスチャートで
ある。このチャート内の不規則な曲線は、正規化された
複素インピーダンスを、周波数との関係で表す。チャー
ト上のマーカ１は、約３３ＭＨｚにおける、概ね（６．
３−ｊ１１５）Ωなる複素インピーダンスを表し、チャ
ート上のマーカ２は、８８ＭＨｚにおける、概ね（１
０．５−ｊ８．４）Ωなる複素インピーダンスを表す。
スミスチャートは、複素インピーダンスおよびアドミタ
ンスを表す。チャートの中央の所には、特性インピーダ
ンスＺ0 に正規化された抵抗性インピーダンス（Ｒ／Ｚ
0 ＝１）がプロットされ、チャートの円周の周りには、
リアクタンス性のインピーダンス（Ｒ／Ｚ0 ＝０）が、
プロットされる。インピーダンスが、スミスチャートの
中心に向って位置する場合、そのアンテナは、反射電力
の値が低く、かつ、電圧定在波（ＶＳＷＲ）の値が低い
ことを表す。ＶＳＷＲ値が低いことは、良好なインピー
ダンス整合、および、アンテナへの効率的なエネルギ伝
達を意味するために、望ましいことである。従来のノッ
チアンテナは、一様なノッチ幅を持つために、大きな周
波数レンジにわたって、比較的高いリアクタンス性イン
ピーダンスを持つ。この場合、ＶＳＭＲ値が高く、ま
た、インピーダンス値が、３３〜８８ＭＨｚのＶＨＦ／
ＦＭ帯域にわたって、大きな範囲に広がるために、イン
ピーダンス軌跡をプロットすると、チャートの円周に近
い曲線となる。このようなアンテナでは、周波数レンジ
の全域にわたって効率的に整合することは、困難、ある
いは、不可能である。一方、本発明によると、アンテナ
ノッチ２６は、裾が次第に広がる形状を持つために、対
象の周波数範囲にわたってインピーダンス値の広がりと
ＶＳＷＲの値が、大幅に低減され、このために、本発明
によるアンテナでは、広い周波数レンジにわたって、広
帯域インピーダンス整合を容易に行なうことが可能とな
る。
【００１１】インピーダンス値をさらにプロットすると
わかるが、周波数がＶＨＦ／ＦＭ帯域を超えて増加され
ると、複合インピーダンスは、一般的には、チャートの
中央に移動し、これに応じて、トランシーバ設備との整
合も容易になる。マーカ３は、２５５Ｈｚにおける、約
（１４５．６＋ｊ４５．８）Ωのインピーダンスを表
し、マーカ４は、４００ＭＨｚにおける、約（２７．６
＋ｊ４９．７）Ωのインピーダンスを表す。このチャー
トにおいては、１＝５０オームである。図６および図７
は、図４のテスト設備内に搭載されたＶＨＦ／ＦＭアン
テナに対する空中での予測放射パターンを示す。図６
は、仰角の変化に対する放射パターンを示し、図７は、
方位角の変化に対する放射パターンを示す。両方のパタ
ーンはともに、３０ＭＨｚ信号における垂直偏波に対す
るものである。整合網内の損失を見込んで、数ｄＢ（デ
シベル）を差し引いた場合でも、予測される利得は、ゼ
ロｄＢｉに接近するものと推定され、ブレードアンテナ
と比べて著しく優れる。さらに、放射パターンは、仰角
および方位角の両方において、実質的に全方向であるこ
とが観察できる。勿論、これら放射パターンは、実際の
航空機では異なる。
わかるが、周波数がＶＨＦ／ＦＭ帯域を超えて増加され
ると、複合インピーダンスは、一般的には、チャートの
中央に移動し、これに応じて、トランシーバ設備との整
合も容易になる。マーカ３は、２５５Ｈｚにおける、約
（１４５．６＋ｊ４５．８）Ωのインピーダンスを表
し、マーカ４は、４００ＭＨｚにおける、約（２７．６
＋ｊ４９．７）Ωのインピーダンスを表す。このチャー
トにおいては、１＝５０オームである。図６および図７
は、図４のテスト設備内に搭載されたＶＨＦ／ＦＭアン
テナに対する空中での予測放射パターンを示す。図６
は、仰角の変化に対する放射パターンを示し、図７は、
方位角の変化に対する放射パターンを示す。両方のパタ
ーンはともに、３０ＭＨｚ信号における垂直偏波に対す
るものである。整合網内の損失を見込んで、数ｄＢ（デ
シベル）を差し引いた場合でも、予測される利得は、ゼ
ロｄＢｉに接近するものと推定され、ブレードアンテナ
と比べて著しく優れる。さらに、放射パターンは、仰角
および方位角の両方において、実質的に全方向であるこ
とが観察できる。勿論、これら放射パターンは、実際の
航空機では異なる。
【００１２】このほぼ全方向性の特性のために、本発明
のアンテナは、必ずしも、図面に示されるような方位に
搭載する必要はない。アンテナのノッチ２６（図２）
は、便宜上、航空機の前方端に向って広がるように示さ
れるが、ただし、ノッチが航空機の機尾に向って広がる
場合でも、類似の結果が得られる。同様に、アンテナ
は、代替として、航空機構造体の水平部材、例えば、
翼、あるいは、水平安定板内に、あるいは、航空機の他
の任意の都合のよい構造体要素内に搭載することも可能
である。本発明によって製造された二つの類似するアン
テナシステムを、Ｆ−１８航空機の双尾安定板上のよう
な一つの航空機上に搭載し、予備アンテナシステムを確
保するか、あるいは、ビームステアリング若しくは方向
探知機能を得てもよい。搭載することもできる。二つの
アンテナの相対位相を制御することによって、放射パタ
ーンが所望の方向に最大となるかあるいは最小となるよ
うに、ビームを形成することができる。アンテナアレイ
を使用してのビームステアリングの原理は、周知であ
り、本発明に従って製造された二つ以上のアンテナを持
つようにシステムを必要に応じて適合することが可能で
ある。
のアンテナは、必ずしも、図面に示されるような方位に
搭載する必要はない。アンテナのノッチ２６（図２）
は、便宜上、航空機の前方端に向って広がるように示さ
れるが、ただし、ノッチが航空機の機尾に向って広がる
場合でも、類似の結果が得られる。同様に、アンテナ
は、代替として、航空機構造体の水平部材、例えば、
翼、あるいは、水平安定板内に、あるいは、航空機の他
の任意の都合のよい構造体要素内に搭載することも可能
である。本発明によって製造された二つの類似するアン
テナシステムを、Ｆ−１８航空機の双尾安定板上のよう
な一つの航空機上に搭載し、予備アンテナシステムを確
保するか、あるいは、ビームステアリング若しくは方向
探知機能を得てもよい。搭載することもできる。二つの
アンテナの相対位相を制御することによって、放射パタ
ーンが所望の方向に最大となるかあるいは最小となるよ
うに、ビームを形成することができる。アンテナアレイ
を使用してのビームステアリングの原理は、周知であ
り、本発明に従って製造された二つ以上のアンテナを持
つようにシステムを必要に応じて適合することが可能で
ある。
【００１３】図８には、本発明の一つの好ましい実施例
において使用されるアンテナのための広帯域整合ＲＦ電
子ユニット１４（図１）のより詳細な略図が例示の目的
で示される。この図面は、回路シミュレーションソフト
ウエア、例えば、Hewlett-Packard Company,Palo Alto,
Californiaの製品である“EEsof ”によって作成された
電子ユニットの複製である。例示の便宜上、この略図上
には、要素識別情報が記載されている。記号について
は、おおむね、自明である。“入力”ポートＰ１は、こ
の整合網を、無線トランシーバに接続する。このアンテ
ナ整合ユニット（ＡＭＵ）は、Ｐ１とＰ２として示され
る二つのポート間に接続された様々な電気要素を含む。
ポートＰ１は、ＴＬ１として示されるマイクロストリッ
プ線形（ＭＬＩＮ）コネクタを通じて、第一のコンデン
サＣ１に接続され、ここからもう一つの線形コネクタＴ
Ｌ５を通じて、ＴＥＥ１として示されるマイクロストリ
ップティー（ＭＴＥＥ）に接続される。ＴＥＥ１の反対
側のポートは、もう一つの線形コネクタＴＬ３を通じ
て、第二のコンデンサＣ２の一方の端子に接続される。
第二のコンデンサＣ２の他方の端子は、直列に、次々
と、もう一つのコネクタＴＬ７、もう一つのティーＴＥ
Ｅ４、もう一つのコネクタＴＬ１６、Ｒ１として示され
る抵抗（ＲＥＳ）、そして、最後に、もう一つのコネク
タＴＬ１５、へと接続され、ＴＬ１５は、第二のポート
Ｐ２に接続される。“出力”ポートＰ２は、整合網をア
ンテナに接続する。
において使用されるアンテナのための広帯域整合ＲＦ電
子ユニット１４（図１）のより詳細な略図が例示の目的
で示される。この図面は、回路シミュレーションソフト
ウエア、例えば、Hewlett-Packard Company,Palo Alto,
Californiaの製品である“EEsof ”によって作成された
電子ユニットの複製である。例示の便宜上、この略図上
には、要素識別情報が記載されている。記号について
は、おおむね、自明である。“入力”ポートＰ１は、こ
の整合網を、無線トランシーバに接続する。このアンテ
ナ整合ユニット（ＡＭＵ）は、Ｐ１とＰ２として示され
る二つのポート間に接続された様々な電気要素を含む。
ポートＰ１は、ＴＬ１として示されるマイクロストリッ
プ線形（ＭＬＩＮ）コネクタを通じて、第一のコンデン
サＣ１に接続され、ここからもう一つの線形コネクタＴ
Ｌ５を通じて、ＴＥＥ１として示されるマイクロストリ
ップティー（ＭＴＥＥ）に接続される。ＴＥＥ１の反対
側のポートは、もう一つの線形コネクタＴＬ３を通じ
て、第二のコンデンサＣ２の一方の端子に接続される。
第二のコンデンサＣ２の他方の端子は、直列に、次々
と、もう一つのコネクタＴＬ７、もう一つのティーＴＥ
Ｅ４、もう一つのコネクタＴＬ１６、Ｒ１として示され
る抵抗（ＲＥＳ）、そして、最後に、もう一つのコネク
タＴＬ１５、へと接続され、ＴＬ１５は、第二のポート
Ｐ２に接続される。“出力”ポートＰ２は、整合網をア
ンテナに接続する。
【００１４】第一のティーＴＥＥ１はまた、コネクタＴ
Ｌ４と、湾曲マイクロストリップコネクタ（ＣＵＲＶ）
１と、Ｌ２として示されるマイクロストリップコイル
（ＭＳＩＮＤ）とから成る直列網に接続され、マイクロ
ストリップコイルＬ２の他方の端子は、基板グラウンド
（アース）にアースされる。同様に、もう一つのＴＥＥ
４はまた、コネクタＴＬ１８と、湾曲マイクロストリッ
プコネクタ（ＣＵＲＶ）２と、Ｌ１として示されるマイ
クロストリップコイル（ＭＳＩＮＤ）から成る直列網に
接続され、マイクロストリップコイルＬ１の他方の端子
は、基板グラウンド（アース）にアースされる。図８に
示されるアンテナ整合ユニット（ＡＭＵ）回路が単に一
例として示されていることは、理解されるであろう。
Ｌ４と、湾曲マイクロストリップコネクタ（ＣＵＲＶ）
１と、Ｌ２として示されるマイクロストリップコイル
（ＭＳＩＮＤ）とから成る直列網に接続され、マイクロ
ストリップコイルＬ２の他方の端子は、基板グラウンド
（アース）にアースされる。同様に、もう一つのＴＥＥ
４はまた、コネクタＴＬ１８と、湾曲マイクロストリッ
プコネクタ（ＣＵＲＶ）２と、Ｌ１として示されるマイ
クロストリップコイル（ＭＳＩＮＤ）から成る直列網に
接続され、マイクロストリップコイルＬ１の他方の端子
は、基板グラウンド（アース）にアースされる。図８に
示されるアンテナ整合ユニット（ＡＭＵ）回路が単に一
例として示されていることは、理解されるであろう。
【００１５】図９は、エンドキャップアンテナの３０〜
９０ＭＨｚのＶＨＦ／ＦＭ周波数帯域におけるインピー
ダンスを、アンテナ整合ユニット（ＡＭＵ）を持つ場合
と、持たない場合について示すスミスチャートである。
図１０は、エンドキャップアンテナの３０〜９０ＭＨｚ
のＶＨＦ／ＦＭ周波数帯域におけるＶＳＷＲを、アンテ
ナ整合ユニット（ＡＭＵ）を持つ場合と、持たない場合
について示す。アンテナ整合ユニットが挿入された場合
は、ＶＳＷＲは全周波数帯域にわたって３以下であり、
非常に優れた広帯域インピーダンス整合を示す。一方、
アンテナ整合ユニットがない場合は、ＶＳＷＲは３０Ｍ
Ｈｚにおいて４５以上となり、全周波数帯域の５０％以
上において３を超える。上の説明から、本発明が航空機
のためのアンテナ設計の分野において著しい進歩を達成
することは、理解されるであろう。より詳細には、本発
明のアンテナは、航空機に統合された構造を持つので、
航空機がアンテナの延長として機能し、或る周波数にお
いて、この航空機へのエネルギの結合は、ブレードアン
テナ設計と比較して放射効率および利得を大幅に増加さ
せる。能動同調器なしに、完全なＶＨＦ／ＭＦカバレッ
ジが達成される。さらに、アンテナ要素の構造が航空機
に統合されるために、比較的低コストで、しかも尾部垂
直安定板のエンドキャップ環境の振動に対しても十分に
耐え得るほど強いアンテナシステムの実現が可能にな
る。最後に、本発明の統合されたアンテナは、航空機の
空力特性に悪影響を与えない。
９０ＭＨｚのＶＨＦ／ＦＭ周波数帯域におけるインピー
ダンスを、アンテナ整合ユニット（ＡＭＵ）を持つ場合
と、持たない場合について示すスミスチャートである。
図１０は、エンドキャップアンテナの３０〜９０ＭＨｚ
のＶＨＦ／ＦＭ周波数帯域におけるＶＳＷＲを、アンテ
ナ整合ユニット（ＡＭＵ）を持つ場合と、持たない場合
について示す。アンテナ整合ユニットが挿入された場合
は、ＶＳＷＲは全周波数帯域にわたって３以下であり、
非常に優れた広帯域インピーダンス整合を示す。一方、
アンテナ整合ユニットがない場合は、ＶＳＷＲは３０Ｍ
Ｈｚにおいて４５以上となり、全周波数帯域の５０％以
上において３を超える。上の説明から、本発明が航空機
のためのアンテナ設計の分野において著しい進歩を達成
することは、理解されるであろう。より詳細には、本発
明のアンテナは、航空機に統合された構造を持つので、
航空機がアンテナの延長として機能し、或る周波数にお
いて、この航空機へのエネルギの結合は、ブレードアン
テナ設計と比較して放射効率および利得を大幅に増加さ
せる。能動同調器なしに、完全なＶＨＦ／ＭＦカバレッ
ジが達成される。さらに、アンテナ要素の構造が航空機
に統合されるために、比較的低コストで、しかも尾部垂
直安定板のエンドキャップ環境の振動に対しても十分に
耐え得るほど強いアンテナシステムの実現が可能にな
る。最後に、本発明の統合されたアンテナは、航空機の
空力特性に悪影響を与えない。
【００１６】本発明は、軍用航空機の背景内で説明され
たが、本発明のアンテナシステムがＶＨＦ／ＭＦ、ＶＨ
Ｆ／ＡＭおよびＵＨＦ通信を必要とする商用航空機にも
同様に適用できることは理解できるであるう。さらに、
本発明の特定の実施例が例示の目的で詳細に説明された
が、開示された実施例は、本発明の精神および範囲から
逸脱することなく修正することが可能であることは理解
されるであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲に
よって制限されることを除き何ら制限されるべきもので
はない。
たが、本発明のアンテナシステムがＶＨＦ／ＭＦ、ＶＨ
Ｆ／ＡＭおよびＵＨＦ通信を必要とする商用航空機にも
同様に適用できることは理解できるであるう。さらに、
本発明の特定の実施例が例示の目的で詳細に説明された
が、開示された実施例は、本発明の精神および範囲から
逸脱することなく修正することが可能であることは理解
されるであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲に
よって制限されることを除き何ら制限されるべきもので
はない。
【図１】本発明のアンテナシステムの３つの主な要素を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】本発明のアンテナが航空機構造体にどのように
統合されるかを示す、航空機尾部の一部分の略立面図で
ある。
統合されるかを示す、航空機尾部の一部分の略立面図で
ある。
【図３】航空機尾部のワイヤ格子シミュレーションモデ
ルの線図である。
ルの線図である。
【図４】図３の尾部が搭載されたフルサイズのテスト設
備のワイヤ格子シミュレーションモデルの線図である。
備のワイヤ格子シミュレーションモデルの線図である。
【図５】本発明によるＶＨＦ／ＦＭアンテナのインピー
ダンス測定値をさまざまな周波数との関連で示す簡略ス
ミスチャートである。
ダンス測定値をさまざまな周波数との関連で示す簡略ス
ミスチャートである。
【図６】本発明のアンテナの予測放射パターンをさまざ
まな仰角との関連で示す線図である。
まな仰角との関連で示す線図である。
【図７】本発明のアンテナの予測放射パターンをさまざ
まな方位角との関連で示す線図である。
まな方位角との関連で示す線図である。
【図８】本発明の一つの実施例において使用されるアン
テナ整合ｒｆ（無線周波数）電子ユニットの略図であ
る。
テナ整合ｒｆ（無線周波数）電子ユニットの略図であ
る。
【図９】アンテナのインピーダンスをアンテナ整合ユニ
ットを使用した場合と、使用しない場合について示すス
ミスチャートである。
ットを使用した場合と、使用しない場合について示すス
ミスチャートである。
【図１０】アンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）をアン
テナ整合ユニットを使用した場合と、使用しない場合に
ついて示すグラフである。
テナ整合ユニットを使用した場合と、使用しない場合に
ついて示すグラフである。
１０ アンテナ要素 １２ 多重機能ＶＨＦ／ＵＨＦフィード １４ アンテナ整合無線電子ユニット １５ ＶＨＦ／ＵＨＦトランシーバ １６ 導電性部分 １８ エッジ ２０ 尾部垂直安定板のエンドキャップ ２２ アンテナ要素 ２６ ノッチ ３０ フィード点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドン ヴィ キャムベル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92064 ポーウェイ ベント トゥリー ロード 15844
Claims (6)
- 【請求項１】 能動同調器を必要とすることなく幅広い
周波数レンジにわたって動作する、航空機に構造的に統
合された航空機アンテナシステムであって：航空機構造
体の導電性部分と；アンテナ要素と；を含み、前記アン
テナ要素は、該アンテナ要素と前記航空機構造体の導電
性部分との間に非導電性のノッチを形成するように位置
決め且つ成形され、前記ノッチは、その長さの一部分に
おいて幅が概ね一様で、残りの部分にかけて大きな幅に
広がっており；さらに、 前記アンテナシステムをトランシーバに結合するととも
に、前記アンテナシステムのインピーダンスと前記トラ
ンシーバのインピーダンスとを広帯域整合して前記アン
テナへあるいは前記アンテナからエネルギーを効率良く
伝達する整合電子ユニットと；前記整合電子ユニットと
前記ノッチの両側の選択されたアンテナフィード点とを
接続し、信号伝送のために前記アンテナを励振させると
ともに前記アンテナ要素および前記航空機構造体の導電
性部分から受信される信号を伝えるアンテナフィード
と；を含み、 前記航空機構造体の導電性部分は、前記アンテナシステ
ムの放射および受信要素として機能し、この部分は、広
いレンジにわたって動作するトランシーバ装置と簡単に
インピーダンス整合できる；ことを特徴とする航空機ア
ンテナシステム。 - 【請求項２】 前記航空機構造体の導電性部分は前記航
空機の尾部垂直安定板を含み；前記アンテナ要素は尾部
垂直安定板のエンドキャップ内に収容される；ことを特
徴とする請求項１に記載の航空機アンテナシステム。 - 【請求項３】 前記アンテナシステムは、概ね３０〜８
８ＭＨｚのレンジの超短波（ＶＨＦ／ＦＭ）帯域、極超
短波（ＵＨＦ）帯域内のこれより高い周波数、および、
超短波（ＶＨＦ／ＡＭ）帯域において、能動同調器要素
を必要とすることなく動作することを特徴とする請求項
２に記載の航空機アンテナシステム。 - 【請求項４】 能動同調器を必要とすることなく幅広い
周波数レンジにわたって動作する、航空機に構造的に統
合された航空機アンテナシステムであって：航空機構造
体の少なくとも二つの導電性部分と；少なくとも二つの
アンテナ要素と；を含み、 前記アンテナ要素は、該アンテナ要素の各々と前記航空
機構造体の対応する導電性部分との間に非導電性のノッ
チを形成するように位置決め且つ成形され、前記ノッチ
は、その長さの一部分において幅が概ね一様で、残りの
部分にかけて大きな幅に広がっており；さらに、 前記アンテナシステムをトランシーバに結合するととも
に、前記アンテナシステムのインピーダンスと前記トラ
ンシーバのインピーダンスとを整合して前記アンテナへ
あるいは前記アンテナからエネルギーを効率良く伝達す
る広帯域整合電子ユニットと；前記整合電子ユニットと
前記ノッチの両側の選択されたアンテナフィード点とを
接続し、信号伝送のために前記アンテナを励振させると
ともに前記アンテナ要素および前記航空機構造体の導電
性部分から受信される信号を伝える少なくとも２つのア
ンテナフィードと；を含み、 前記航空機構造体の導電性部分は、前記アンテナシステ
ムの放射および受信要素として機能し、この部分は、広
いレンジにわたって動作するトランシーバ装置と簡単に
インピーダンス整合でき；そして、 前記アンテナ要素とそれと関連する前記航空機構造体の
導電性部分とは、所望の方向にビームを送ることができ
る；ことを特徴とする航空機アンテナシステム。 - 【請求項５】 前記航空機構造体の導電性部分は前記航
空機の複数の尾部垂直安定板を含み；前記の各アンテナ
要素は尾部垂直安定板のエンドキャップ内に収容され
る；ことを特徴とする請求項４に記載の航空機アンテナ
システム。 - 【請求項６】 前記アンテナシステムは、概ね３０〜８
８ＭＨｚのレンジの超短波（ＶＨＦ）帯域、極超短波
（ＵＨＦ）帯域内のこれより高い周波数、および、１１
６〜１５６ＭＨｚのレンジの超短波（ＶＨＦ／ＡＭ）帯
域において、能動同調器要素を必要とすることなく動作
することを特徴とする請求項５に記載の航空機アンテナ
システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/712686 | 1996-09-12 | ||
| US08/712,686 US5825332A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Multifunction structurally integrated VHF-UHF aircraft antenna system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10126130A true JPH10126130A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3272646B2 JP3272646B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=24863120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24561897A Expired - Fee Related JP3272646B2 (ja) | 1996-09-12 | 1997-09-10 | 構造的に統合された多重機能ｖｈｆ／ｕｈｆ航空機アンテナシステム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5825332A (ja) |
| EP (1) | EP0829918A3 (ja) |
| JP (1) | JP3272646B2 (ja) |
| CN (1) | CN1181640A (ja) |
| RU (1) | RU2134002C1 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6097343A (en) * | 1998-10-23 | 2000-08-01 | Trw Inc. | Conformal load-bearing antenna system that excites aircraft structure |
| US6198446B1 (en) * | 1999-01-19 | 2001-03-06 | Trw Inc. | Dual-feed system for a multifunction, conformal, loadearing structure excitation antenna |
| US6222499B1 (en) | 1999-12-22 | 2001-04-24 | Trw Inc. | Solderless, compliant multifunction RF feed for CLAS antenna systems |
| US6175336B1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-01-16 | Northrop Grumman Corporation | Structural endcap antenna |
| US6369897B1 (en) | 2000-01-28 | 2002-04-09 | The Boeing Company | Fiber optic receiving antenna |
| KR20020070694A (ko) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | 한국항공우주산업 주식회사 | Ｄ형 광섬유 안테나를 본체 내부에 형성한 항공기 |
| FR2825191B1 (fr) * | 2001-05-25 | 2004-04-16 | Eads Airbus Sa | Antenne d'emission/reception d'ondes radiofrequences et avion utilisant une telle antenne |
| JP3915674B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2007-05-16 | 松下電器産業株式会社 | 整合器 |
| US7129907B2 (en) * | 2003-10-03 | 2006-10-31 | Sensor Systems, Inc. | Broadband tunable antenna and transceiver systems |
| US6982677B2 (en) * | 2003-10-18 | 2006-01-03 | Colm C Kennedy | Slot antenna |
| US7339537B2 (en) * | 2004-10-28 | 2008-03-04 | Alliant Techsystems Inc. | Capacitive drive antenna and an air vehicle so equipped |
| US7395084B2 (en) * | 2005-01-24 | 2008-07-01 | Sikorsky Aircraft Corporation | Dynamic antenna allocation system |
| US7215284B2 (en) * | 2005-05-13 | 2007-05-08 | Lockheed Martin Corporation | Passive self-switching dual band array antenna |
| FR2895152B1 (fr) | 2005-12-16 | 2008-01-25 | Thales Sa | Dispositif d'emission et/ou de reception d'ondes electromagnetiques pour aerodynes |
| US7511674B2 (en) * | 2006-10-11 | 2009-03-31 | Asb Avionics, Llc. | Shunt antenna for aircraft |
| US8395557B2 (en) | 2007-04-27 | 2013-03-12 | Northrop Grumman Systems Corporation | Broadband antenna having electrically isolated first and second antennas |
| CN102263317A (zh) * | 2010-05-25 | 2011-11-30 | 中国商用飞机有限责任公司 | 飞机垂尾前缘并馈裂隙天线 |
| US9270016B2 (en) | 2011-07-15 | 2016-02-23 | The Boeing Company | Integrated antenna system |
| US9325058B2 (en) | 2012-07-18 | 2016-04-26 | Intel Corporation | Broadband aircraft wingtip antenna system |
| US9366761B2 (en) * | 2012-08-08 | 2016-06-14 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for efficient reception and combining of similar signals received on two or more antennas |
| US9705185B2 (en) | 2013-04-11 | 2017-07-11 | Raytheon Company | Integrated antenna and antenna component |
| RU2568413C2 (ru) * | 2013-08-20 | 2015-11-20 | Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (ОАО "ВНИИРА") | Самолетная многодиапазонная афар с управляемым лучом на излучении и многолучевым приемом сигнала |
| US9826039B2 (en) * | 2014-02-04 | 2017-11-21 | Honeywell International Inc. | Configurable communication systems and methods for communication |
| US10404294B1 (en) | 2018-09-19 | 2019-09-03 | Harris Global Communications, Inc. | Wireless communication device with efficient broadband matching network and related methods |
| US11258167B1 (en) | 2020-09-01 | 2022-02-22 | Rockwell Collins, Inc. | Embedded antennas in aerostructures and electrically short conformal antennas |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2701307A (en) * | 1948-07-02 | 1955-02-01 | Nat Res Dev | Radio antenna for aircraft |
| US2908000A (en) * | 1949-04-08 | 1959-10-06 | John S Lacey | Notch antenna |
| US2781512A (en) * | 1951-12-05 | 1957-02-12 | Jr Ralph O Robinson | Cylindrical notch antenna |
| FR1091358A (fr) * | 1954-01-13 | 1955-04-12 | France Etat | Antenne à large bande passante |
| US3086204A (en) * | 1959-11-27 | 1963-04-16 | Andrew Alford | Island antenna for installation on aircraft |
| US4443803A (en) * | 1980-04-23 | 1984-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Lossy matching for broad bonding low profile small antennas |
| FR2709833B1 (fr) * | 1993-09-07 | 1995-10-20 | Alcatel Espace | Instrument d'écoute large bande et bande basse pour applications spatiales. |
-
1996
- 1996-09-12 US US08/712,686 patent/US5825332A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-12 RU RU97114102A patent/RU2134002C1/ru active
- 1997-08-14 EP EP97114121A patent/EP0829918A3/en not_active Withdrawn
- 1997-09-10 JP JP24561897A patent/JP3272646B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-11 CN CN97118432A patent/CN1181640A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2134002C1 (ru) | 1999-07-27 |
| EP0829918A2 (en) | 1998-03-18 |
| EP0829918A3 (en) | 2000-06-21 |
| JP3272646B2 (ja) | 2002-04-08 |
| US5825332A (en) | 1998-10-20 |
| CN1181640A (zh) | 1998-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3272646B2 (ja) | 構造的に統合された多重機能ｖｈｆ／ｕｈｆ航空機アンテナシステム | |
| US5815122A (en) | Slot spiral antenna with integrated balun and feed | |
| US5646633A (en) | Microstrip antenna having a plurality of broken loops | |
| US6097343A (en) | Conformal load-bearing antenna system that excites aircraft structure | |
| US7973731B2 (en) | Folded conical antenna and associated methods | |
| US5400041A (en) | Radiating element incorporating impedance transformation capabilities | |
| US4575725A (en) | Double tuned, coupled microstrip antenna | |
| US6603429B1 (en) | Multi-band planar antenna | |
| US20110128187A1 (en) | Small antenna using srr structure in wireless communication system and method for manufacturing the same | |
| KR101843305B1 (ko) | 광대역 캐비티 백 안테나 | |
| US20040021605A1 (en) | Multiband antenna for mobile devices | |
| CN109167162B (zh) | 一种宽带相控阵天线单元及其辐射方法 | |
| JP3169325B2 (ja) | アレーアンテナ | |
| US5742255A (en) | Aperture fed antenna assembly for coupling RF energy to a vertical radiator | |
| US20070069959A1 (en) | Small size ultra-wideband antenna | |
| JP3045536B2 (ja) | 強制励振アレイアンテナ | |
| JP2001160710A (ja) | 広帯域アレーアンテナ | |
| CN109390669A (zh) | 一种双频天线 | |
| CN210111029U (zh) | 一种双频天线及飞行器 | |
| US4451829A (en) | Circularly polarized antenna formed of a slotted cylindrical dipole | |
| JPH11330845A (ja) | 導波管をエレメントに用いた逆ｆ型アンテナ | |
| JP2000196337A (ja) | アンテナ装置 | |
| US4197547A (en) | High frequency aircraft wire antenna | |
| GB2113922A (en) | Antennae | |
| KR102358643B1 (ko) | 이중대역 안테나 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |