JPH10150320A - 積層された誘電体ポストのフェイズドアレイアンテナ上の広帯域／二重帯域の積層されたディスク放射器 - Google Patents
積層された誘電体ポストのフェイズドアレイアンテナ上の広帯域／二重帯域の積層されたディスク放射器Info
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- JPH10150320A JPH10150320A JP9174230A JP17423097A JPH10150320A JP H10150320 A JPH10150320 A JP H10150320A JP 9174230 A JP9174230 A JP 9174230A JP 17423097 A JP17423097 A JP 17423097A JP H10150320 A JPH10150320 A JP H10150320A
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- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
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- H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
- H01Q9/0435—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave using two feed points
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、動作帯域幅の広く、損失の少ない
広帯域または二重帯域のマイクロ波周波数用アンテナ放
射器を提供することを目的とする。 【解決手段】 接地平面64と、この接平地面64に隣接し
た下部表面を有する下部誘電体ポスト62A と、下部誘電
体ポスト62A の上部表面上に配置されている薄い下部放
射器素子66A と、下部放射器素子66A 上に積層されてい
る上部誘電体ポスト62B と、上部誘電体ポスト62B の上
部表面上に配置されている薄い上部放射器素子66B と、
下部放射器66A を励起するため下部放射器素子と電気的
に接触している１対の間隔を隔てられたプローブ67A, 6
7Bとを備えており、上部放射器素子66B はフィードプロ
ーブにより給電されない寄生放射器素子であることを特
徴とする。
広帯域または二重帯域のマイクロ波周波数用アンテナ放
射器を提供することを目的とする。 【解決手段】 接地平面64と、この接平地面64に隣接し
た下部表面を有する下部誘電体ポスト62A と、下部誘電
体ポスト62A の上部表面上に配置されている薄い下部放
射器素子66A と、下部放射器素子66A 上に積層されてい
る上部誘電体ポスト62B と、上部誘電体ポスト62B の上
部表面上に配置されている薄い上部放射器素子66B と、
下部放射器66A を励起するため下部放射器素子と電気的
に接触している１対の間隔を隔てられたプローブ67A, 6
7Bとを備えており、上部放射器素子66B はフィードプロ
ーブにより給電されない寄生放射器素子であることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェイドドアレイ
アンテナ、特に積層された円筒形の誘電体ポスト上で積
層されたディスク放射器を使用する広帯域または二重帯
域アレイアンテナに関する。
アンテナ、特に積層された円筒形の誘電体ポスト上で積
層されたディスク放射器を使用する広帯域または二重帯
域アレイアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】船舶、潜水艦、航空衛星通信またはレー
ダ分野では二重線形または円形偏波を有する広帯域また
は二重帯域のフェイズドアレイアンテナが必要とされて
いる。公開された文献では、いくつかのマイクロストリ
ップディスクパッチアレイアンテナ設計が記載されてい
るが、これらの設計は帯域幅および／または走査カバー
性能で非常に限定された能力を示す。Robert J. Maillo
ux氏による“MicrostripArray Technology ”、IEEE An
tennas and Propagation Transactons 、AP-29巻、1981
年１月、25〜37頁を参照する。誘電体ポスト上のディス
ク放射器を使用するフェイズドアレイが開発されている
が、これらのアレイは２０％程度の限定された帯域幅を
有する。
ダ分野では二重線形または円形偏波を有する広帯域また
は二重帯域のフェイズドアレイアンテナが必要とされて
いる。公開された文献では、いくつかのマイクロストリ
ップディスクパッチアレイアンテナ設計が記載されてい
るが、これらの設計は帯域幅および／または走査カバー
性能で非常に限定された能力を示す。Robert J. Maillo
ux氏による“MicrostripArray Technology ”、IEEE An
tennas and Propagation Transactons 、AP-29巻、1981
年１月、25〜37頁を参照する。誘電体ポスト上のディス
ク放射器を使用するフェイズドアレイが開発されている
が、これらのアレイは２０％程度の限定された帯域幅を
有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の装置に比較して動作帯域幅の広く、損失の少ない広帯
域または二重帯域用の誘電体ポスト上に積層されている
放射器を提供することである。
の装置に比較して動作帯域幅の広く、損失の少ない広帯
域または二重帯域用の誘電体ポスト上に積層されている
放射器を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、マイク
ロ波周波数で使用する放射器構造が提供され、これは接
地平面と、上部表面と接地平面に隣接して配置される下
部表面とを有する下部誘電体ポストを含んでいる。薄い
下部放射器素子は下部誘電体ポストの上部表面上に配置
されている。下部表面および上部表面を有する上部誘電
体ポストは下部放射器素子上に積層されている。上部の
薄い放射器素子は上部の誘電体ポストの上部表面上に配
置されている。放射器構造はさらに下部放射器を励起す
るため下部放射器素子と電気接触している１対の間隔を
隔てられたプローブを含んでいる。上部放射器素子はフ
ィードプローブにより給電されない寄生放射器素子であ
る。フィード回路網は１８０度位相が異なっている第
１、第２の励起信号をそれぞれのプローブに供給する。
ロ波周波数で使用する放射器構造が提供され、これは接
地平面と、上部表面と接地平面に隣接して配置される下
部表面とを有する下部誘電体ポストを含んでいる。薄い
下部放射器素子は下部誘電体ポストの上部表面上に配置
されている。下部表面および上部表面を有する上部誘電
体ポストは下部放射器素子上に積層されている。上部の
薄い放射器素子は上部の誘電体ポストの上部表面上に配
置されている。放射器構造はさらに下部放射器を励起す
るため下部放射器素子と電気接触している１対の間隔を
隔てられたプローブを含んでいる。上部放射器素子はフ
ィードプローブにより給電されない寄生放射器素子であ
る。フィード回路網は１８０度位相が異なっている第
１、第２の励起信号をそれぞれのプローブに供給する。
【０００５】第２の対の励起プローブは第１の対のプロ
ーブの位置に関して直交位置に配置されることができ
る。フィード回路網はさらに相互に１８０度位相が異な
っている第３、第４の励起信号を第２の対のプローブに
それぞれ供給する。
ーブの位置に関して直交位置に配置されることができ
る。フィード回路網はさらに相互に１８０度位相が異な
っている第３、第４の励起信号を第２の対のプローブに
それぞれ供給する。
【０００６】好ましい実施形態では、下部および上部の
誘電体ポストは円筒形構造を有し、等しい直径である。
下部放射器素子は導電性材料の円形ディスクである。広
帯域の１実施形態では上部放射器素子も導電性材料の円
形ディスクである。別の実施形態では、上部放射器素子
は導電性材料の環状ディスクである。両者の実施形態は
広帯域または二重帯域の性能を提供することができる。
誘電体ポストは円筒形構造を有し、等しい直径である。
下部放射器素子は導電性材料の円形ディスクである。広
帯域の１実施形態では上部放射器素子も導電性材料の円
形ディスクである。別の実施形態では、上部放射器素子
は導電性材料の環状ディスクである。両者の実施形態は
広帯域または二重帯域の性能を提供することができる。
【０００７】放射器構造はフェイズドアレイアンテナで
使用され、ここでは複数の放射器構造ユニットはフェイ
ズドアレイ動作のために配置される。アレイの１実施形
態では、放射器ユニットは方形格子構造で配置される。
別のアレイの実施形態では放射器ユニットは等辺三角形
格子構造で配置されている。
使用され、ここでは複数の放射器構造ユニットはフェイ
ズドアレイ動作のために配置される。アレイの１実施形
態では、放射器ユニットは方形格子構造で配置される。
別のアレイの実施形態では放射器ユニットは等辺三角形
格子構造で配置されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のこれらおよびその他の特
徴と利点は添付図面で示された例示の実施形態の以下の
詳細な説明からより明白になるであろう。図１は本発明
を実施した１実施形態の積層された誘電体円筒形ポスト
のフェイズドアレイアンテナ50の一部分の簡単な平面図
を示している。図１で示されている１実施形態のアレイ
50の部分は４つの放射器素子またはユニットセル60,70,
80,90 を含んでいる。勿論、本発明を実施するアレイア
ンテナはより多数の放射器素子を含むことができる。素
子間隔ｄx とｄy は同一であり、方形格子構造である。
徴と利点は添付図面で示された例示の実施形態の以下の
詳細な説明からより明白になるであろう。図１は本発明
を実施した１実施形態の積層された誘電体円筒形ポスト
のフェイズドアレイアンテナ50の一部分の簡単な平面図
を示している。図１で示されている１実施形態のアレイ
50の部分は４つの放射器素子またはユニットセル60,70,
80,90 を含んでいる。勿論、本発明を実施するアレイア
ンテナはより多数の放射器素子を含むことができる。素
子間隔ｄx とｄy は同一であり、方形格子構造である。
【０００９】ユニットセルは同一であり、セル60のみが
詳細に示され、他のユニットセル70,80,90はユニットセ
ル60と同一である。各ユニットセルには２つの円筒形誘
電体ポストが存在する。すなわち、セル60は下部誘電体
ポスト62Ａと上部誘電体ポスト62Ｂを含んでいる。両誘
電体ポスト62Ａと62Ｂは同一の直径Ｄを有する。下部誘
電体ポスト62Ａは高い誘電定数Ε1 と高さｔ1 を有する
材料から製造され、接地平面64上に配置される。下部デ
ィスクに適している例示的な材料はEmerson and Cuming
社により市販されている“Stycast Hi-K”誘電体材料で
ある。
詳細に示され、他のユニットセル70,80,90はユニットセ
ル60と同一である。各ユニットセルには２つの円筒形誘
電体ポストが存在する。すなわち、セル60は下部誘電体
ポスト62Ａと上部誘電体ポスト62Ｂを含んでいる。両誘
電体ポスト62Ａと62Ｂは同一の直径Ｄを有する。下部誘
電体ポスト62Ａは高い誘電定数Ε1 と高さｔ1 を有する
材料から製造され、接地平面64上に配置される。下部デ
ィスクに適している例示的な材料はEmerson and Cuming
社により市販されている“Stycast Hi-K”誘電体材料で
ある。
【００１０】下部ポスト62Ａの上部には半径ａ1 の第１
のディスク放射器66Ａが位置されている。このディスク
放射器は直交位置で配置されている２対のプローブ67Ａ
−67Ｂ、67Ｃ−67Ｄにより励起される。プローブの分離
距離は各対でＳである。プローブの各対は１対の同軸ケ
ーブル68Ａ−68Ｂと68Ｃ−68Ｄにより給電され、１８０
度の位相反転を有する。
のディスク放射器66Ａが位置されている。このディスク
放射器は直交位置で配置されている２対のプローブ67Ａ
−67Ｂ、67Ｃ−67Ｄにより励起される。プローブの分離
距離は各対でＳである。プローブの各対は１対の同軸ケ
ーブル68Ａ−68Ｂと68Ｃ−68Ｄにより給電され、１８０
度の位相反転を有する。
【００１１】上部誘電体ポスト62Ｂは低い誘電定数Ε2
と高さｔ2 を有する材料から製造され、第１のディスク
放射器66Ａの上部に配置される。上部誘電体ポストとし
て使用するのに適した材料は、Emerson and Cuming社に
より市販されている“Stycast Lo-K”材料等の低密度の
誘電性発泡体である。半径ａ2 の第２のディスク放射器
66Ｂは第２の誘電体ポスト62Ｂの上部に位置される。こ
の上部ディスク放射器はフィードプローブのない寄生放
射器である。寄生放射器66Ｂは高帯域周波数に同調され
るためのものであり、従って帯域幅全体は低帯域から高
帯域まで延長される。
と高さｔ2 を有する材料から製造され、第１のディスク
放射器66Ａの上部に配置される。上部誘電体ポストとし
て使用するのに適した材料は、Emerson and Cuming社に
より市販されている“Stycast Lo-K”材料等の低密度の
誘電性発泡体である。半径ａ2 の第２のディスク放射器
66Ｂは第２の誘電体ポスト62Ｂの上部に位置される。こ
の上部ディスク放射器はフィードプローブのない寄生放
射器である。寄生放射器66Ｂは高帯域周波数に同調され
るためのものであり、従って帯域幅全体は低帯域から高
帯域まで延長される。
【００１２】２対の励起プローブ67Ａ−67Ｂ、67Ｃ−67
Ｄは二重線形偏波および円形偏波能力を与える。プロー
ブ対（例えば垂直偏波および水平偏波）は相互に直交す
る。結果として、これらは直交偏波を生成する。２つの
直交線形偏波は円形偏波を生成するために結合されるこ
とができる。
Ｄは二重線形偏波および円形偏波能力を与える。プロー
ブ対（例えば垂直偏波および水平偏波）は相互に直交す
る。結果として、これらは直交偏波を生成する。２つの
直交線形偏波は円形偏波を生成するために結合されるこ
とができる。
【００１３】下側の放射器素子はより低い周波数におけ
る動作するために同調される（共振を有する）。上部放
射器素子はより高い周波数における（共振を有する）動
作用に同調される。広帯域性能は上部放射器素子を同調
することにより獲得され、したがってその共振は周波数
において、低い放射器素子の共振に近付く。下部および
上部放射器素子の共振が異なった周波数帯域を形成する
のに十分に周波数において分離されるときに二重帯域動
作が達成され、２つの帯域の中間では周波数は比較的貧
弱な性能である。
る動作するために同調される（共振を有する）。上部放
射器素子はより高い周波数における（共振を有する）動
作用に同調される。広帯域性能は上部放射器素子を同調
することにより獲得され、したがってその共振は周波数
において、低い放射器素子の共振に近付く。下部および
上部放射器素子の共振が異なった周波数帯域を形成する
のに十分に周波数において分離されるときに二重帯域動
作が達成され、２つの帯域の中間では周波数は比較的貧
弱な性能である。
【００１４】図３は本発明の別の実施例を示しており、
ここで図１の実施形態の上部ディスク放射器66Ｂは環状
リング放射器で置換されている。従って図３のアレイシ
ステム50' は環状リング放射器66Ｂ' を使用し、環状リ
ング放射器はまたフィードプローブのない寄生放射器で
ある。環状リング放射器は半径ｂ2 の内周と、半径ａ2
の外周を有する。この環状リングの寄生放射器66Ｂ' は
固体のディスク放射器66Ｂの周波数同調効果とは異なっ
た周波数同調効果をもたらす。
ここで図１の実施形態の上部ディスク放射器66Ｂは環状
リング放射器で置換されている。従って図３のアレイシ
ステム50' は環状リング放射器66Ｂ' を使用し、環状リ
ング放射器はまたフィードプローブのない寄生放射器で
ある。環状リング放射器は半径ｂ2 の内周と、半径ａ2
の外周を有する。この環状リングの寄生放射器66Ｂ' は
固体のディスク放射器66Ｂの周波数同調効果とは異なっ
た周波数同調効果をもたらす。
【００１５】図５は１例の線形偏波二重帯域動作用のフ
ィード構造100 を示している。各素子の１対のフィード
プローブは１８０度の位相反転装置により供給される。
したがって例示的な素子60のフィードプローブ67Ａ−67
Ｂは１８０度の位相反転（等パワー）バランまたは１８
０度の（等パワー）ハイブリッド102 によりフィードさ
れる。隣接素子80のフィードプローブ87Ａ−87Ｂは１８
０度の位相反転バランまたは１８０度のハイブリッド11
0 によりフィードされる。フィードバランの入力ポート
102Ａはダイプレクサ104 に接続される。ダイプレクサ
104 の２つの出力ポートは高帯域ポート 104Ａと低帯域
ポート 104Ｂである。同様に、フィードバレン110 の入
力ポート 110Ａはダイプレクサ112 へ接続される。ダイ
プレクサ112 の２つの出力ポートは高帯域ポート 112Ａ
と低帯域ポート 112Ｂである。各高帯域ポートは高帯域
位相シフタと高帯域共同フィード回路網へ接続される。
従ってポート 104Ａは高帯域位相シフタ106 と、高帯域
共同フィード回路網へ接続される。ポート 112Ａは高帯
域位相シフタ114 と高帯域共同フィード回路網へ接続さ
れる。方位角方向における２つの隣接素子と高低角方向
における２つの隣接素子からの２つの低帯域ポートは
（素子数を少なくするため）結合され、これらの方位角
および高低角のポートはさらに１つの出力へ結合され
る。例えば、低帯域ポート 104Ｂと 112Ｂは、ポート 1
16Ａで方位角信号を形成するため結合器116 で結合され
る。他の隣接素子（図５では図示せず）からの低帯域ポ
ート 122Ｂと 132Ｂはポート 126Ａで高低角信号を形成
するため結合器126 で結合される。出力 116Ａと 126Ａ
は出力 117Ａを生成するため結合器117 で結合される。
この出力 117Ａはその後低帯域位相シフタ118 とさらに
低帯域共同フィード回路網へ接続される。類似の回路が
二重線形偏波動作を得るため放射器素子の直交する線形
偏波プローブを励起するために製造されることができ
る。
ィード構造100 を示している。各素子の１対のフィード
プローブは１８０度の位相反転装置により供給される。
したがって例示的な素子60のフィードプローブ67Ａ−67
Ｂは１８０度の位相反転（等パワー）バランまたは１８
０度の（等パワー）ハイブリッド102 によりフィードさ
れる。隣接素子80のフィードプローブ87Ａ−87Ｂは１８
０度の位相反転バランまたは１８０度のハイブリッド11
0 によりフィードされる。フィードバランの入力ポート
102Ａはダイプレクサ104 に接続される。ダイプレクサ
104 の２つの出力ポートは高帯域ポート 104Ａと低帯域
ポート 104Ｂである。同様に、フィードバレン110 の入
力ポート 110Ａはダイプレクサ112 へ接続される。ダイ
プレクサ112 の２つの出力ポートは高帯域ポート 112Ａ
と低帯域ポート 112Ｂである。各高帯域ポートは高帯域
位相シフタと高帯域共同フィード回路網へ接続される。
従ってポート 104Ａは高帯域位相シフタ106 と、高帯域
共同フィード回路網へ接続される。ポート 112Ａは高帯
域位相シフタ114 と高帯域共同フィード回路網へ接続さ
れる。方位角方向における２つの隣接素子と高低角方向
における２つの隣接素子からの２つの低帯域ポートは
（素子数を少なくするため）結合され、これらの方位角
および高低角のポートはさらに１つの出力へ結合され
る。例えば、低帯域ポート 104Ｂと 112Ｂは、ポート 1
16Ａで方位角信号を形成するため結合器116 で結合され
る。他の隣接素子（図５では図示せず）からの低帯域ポ
ート 122Ｂと 132Ｂはポート 126Ａで高低角信号を形成
するため結合器126 で結合される。出力 116Ａと 126Ａ
は出力 117Ａを生成するため結合器117 で結合される。
この出力 117Ａはその後低帯域位相シフタ118 とさらに
低帯域共同フィード回路網へ接続される。類似の回路が
二重線形偏波動作を得るため放射器素子の直交する線形
偏波プローブを励起するために製造されることができ
る。
【００１６】フィード構造100 はダイプレクサ104 、11
2 と結合器116 、117 、126 を除去することによって二
重帯域から広帯域動作へ変形されることができ、したが
ってそれぞれのバラン出力は直接それぞれの（この場合
は広帯域）位相シフタに接続される。
2 と結合器116 、117 、126 を除去することによって二
重帯域から広帯域動作へ変形されることができ、したが
ってそれぞれのバラン出力は直接それぞれの（この場合
は広帯域）位相シフタに接続される。
【００１７】図６は二重帯域の円形偏波動作用のフィー
ド構造150 を示している。各ディスク放射器の４つのプ
ローブは図６で示されているような位相シーケンスで励
起される必要がある。これは２つの１８０度のハイブリ
ッドにより２つの直交対を供給し、出力を９０度のハイ
ブリッド回路により結合することにより達成されること
ができる。プローブ対67Ａ−67Ｂ、67Ｃ−67Ｄにより与
えられた素子60のディスク放射器66Ａの例を考慮する。
プローブ67Ａは９０度の相対位相の供給信号を与えら
れ、プローブ67Ｂは２７０度の相対位相の供給信号を与
えられ、プローブ67Ｃは１８０度の相対位相の供給信号
を与えられ、プローブ67Ｄは０度の相対位相の供給信号
を与えられる。フィード構造150 は１８０度のハイブリ
ッド152 、154 と、９０度のハイブリッド156 と、高帯
域入力ポート 158Ａと低帯域ポート158Ｂと入力／出力
ポート 158Ｃを有するダイプレクサ158 を具備してい
る。フィード構造150 はダイプレクサ158 を除去するこ
とによって広帯域動作へ変形されることができる。広帯
域送信動作では、 158Ｃの信号はハイブリッド156 によ
りパワーを（均等に）分割され、ポート 156Ｂの信号は
156Ａの信号に関して９０度の位相である。 156Ａの信
号はハイブリッド154 でパワーを分割され、ポート 154
Ｂの信号は 154Ａの信号に関して１８０度の位相であ
る。 156Ｂの信号はハイブリッド152 でパワーを分割さ
れ、 152Ｂのポートの信号は 152Ａの信号に対して１８
０度の位相である。結果として、ポート 152Ａの信号は
ポート 154Ａの信号に関して９０度の位相である。１８
０度のハイブリッドのポートは等しい長さの同軸ケーブ
ルにより対応するプローブに接続される。従ってフィー
ド信号の所望の位相は達成される。
ド構造150 を示している。各ディスク放射器の４つのプ
ローブは図６で示されているような位相シーケンスで励
起される必要がある。これは２つの１８０度のハイブリ
ッドにより２つの直交対を供給し、出力を９０度のハイ
ブリッド回路により結合することにより達成されること
ができる。プローブ対67Ａ−67Ｂ、67Ｃ−67Ｄにより与
えられた素子60のディスク放射器66Ａの例を考慮する。
プローブ67Ａは９０度の相対位相の供給信号を与えら
れ、プローブ67Ｂは２７０度の相対位相の供給信号を与
えられ、プローブ67Ｃは１８０度の相対位相の供給信号
を与えられ、プローブ67Ｄは０度の相対位相の供給信号
を与えられる。フィード構造150 は１８０度のハイブリ
ッド152 、154 と、９０度のハイブリッド156 と、高帯
域入力ポート 158Ａと低帯域ポート158Ｂと入力／出力
ポート 158Ｃを有するダイプレクサ158 を具備してい
る。フィード構造150 はダイプレクサ158 を除去するこ
とによって広帯域動作へ変形されることができる。広帯
域送信動作では、 158Ｃの信号はハイブリッド156 によ
りパワーを（均等に）分割され、ポート 156Ｂの信号は
156Ａの信号に関して９０度の位相である。 156Ａの信
号はハイブリッド154 でパワーを分割され、ポート 154
Ｂの信号は 154Ａの信号に関して１８０度の位相であ
る。 156Ｂの信号はハイブリッド152 でパワーを分割さ
れ、 152Ｂのポートの信号は 152Ａの信号に対して１８
０度の位相である。結果として、ポート 152Ａの信号は
ポート 154Ａの信号に関して９０度の位相である。１８
０度のハイブリッドのポートは等しい長さの同軸ケーブ
ルにより対応するプローブに接続される。従ってフィー
ド信号の所望の位相は達成される。
【００１８】図７は本発明を実施したフェイズドアレイ
200 を示しており、これは等辺三角形の格子構造で配置
されている。これは主要な面の切断で幾つかの走査性能
を改良する。アレイ200 は積層された誘電体ポスト上の
積層されたディスク放射器の７つの例示的ユニットセル
210−270 を含んでおり、セル 210−260 は中心セル27
0 を囲んで配置されている。
200 を示しており、これは等辺三角形の格子構造で配置
されている。これは主要な面の切断で幾つかの走査性能
を改良する。アレイ200 は積層された誘電体ポスト上の
積層されたディスク放射器の７つの例示的ユニットセル
210−270 を含んでおり、セル 210−260 は中心セル27
0 を囲んで配置されている。
【００１９】本発明にしたがって１対のプローブ励起を
有する線形偏波の設計の１例が以下のように与えられ
る。
有する線形偏波の設計の１例が以下のように与えられ
る。
【００２０】方形格子においてｄx ＝ｄy ＝０．３２７
８インチであり、誘電体ポスト直径Ｄ＝０．３１０５イ
ンチであり、下部誘電体ポストはｔ1 ＝０．０８００イ
ンチで、誘電定数Ε1 ＝６．５０であり、上部誘電体ポ
ストはｔ2 ＝０．０８２８インチで、誘電定数Ε2 ＝
１．４であり、下部ディスク放射器はａ1 ＝０．１３８
インチで、プローブ分離Ｓ＝０．１６５６インチであ
り、上部ディスク放射器はａ2 ＝０．１３１１インチで
ある。
８インチであり、誘電体ポスト直径Ｄ＝０．３１０５イ
ンチであり、下部誘電体ポストはｔ1 ＝０．０８００イ
ンチで、誘電定数Ε1 ＝６．５０であり、上部誘電体ポ
ストはｔ2 ＝０．０８２８インチで、誘電定数Ε2 ＝
１．４であり、下部ディスク放射器はａ1 ＝０．１３８
インチで、プローブ分離Ｓ＝０．１６５６インチであ
り、上部ディスク放射器はａ2 ＝０．１３１１インチで
ある。
【００２１】横形走査（θ＝０度の走査）の周波数の関
数として、この例示的な線形偏波例での計算された能動
的帰還損失が図８で与えられている。能動的帰還損失は
周波数帯域７ＧＨｚ乃至１５ＧＨｚでは−１０ｄＢより
も低い。図９は（ｆ＝７ＧＨｚにおいて走査＝４０度で
あり、ｆ＝１５ＧＨｚにおいて走査＝１７．５度であ
る）Ｈ平面走査の場合の周波数関数として入力能動的帰
還損失を示している。（ｆ＝７ＧＨｚで走査＝４０度、
ｆ＝１５ＧＨｚで走査＝１７．５度である）Ｅ平面走査
の場合（ｆ＝７ＧＨｚで走査＝４０度、ｆ＝１５ＧＨｚ
で走査＝１７．５度である）、周波数関数としての入力
能動的帰還損失が図１０で与えられている。
数として、この例示的な線形偏波例での計算された能動
的帰還損失が図８で与えられている。能動的帰還損失は
周波数帯域７ＧＨｚ乃至１５ＧＨｚでは−１０ｄＢより
も低い。図９は（ｆ＝７ＧＨｚにおいて走査＝４０度で
あり、ｆ＝１５ＧＨｚにおいて走査＝１７．５度であ
る）Ｈ平面走査の場合の周波数関数として入力能動的帰
還損失を示している。（ｆ＝７ＧＨｚで走査＝４０度、
ｆ＝１５ＧＨｚで走査＝１７．５度である）Ｅ平面走査
の場合（ｆ＝７ＧＨｚで走査＝４０度、ｆ＝１５ＧＨｚ
で走査＝１７．５度である）、周波数関数としての入力
能動的帰還損失が図１０で与えられている。
【００２２】積層された誘電体円筒形ポスト上の積層さ
れたディスク放射器を使用して非常に広帯域の、または
二重帯域のフェイズドアレイアンテナシステムを説明し
た。アレイの偏波は単一対または二重対のプローブ励起
を使用するか否かにしたがって単一線形、二重線形また
は円形偏波である。アレイは低プロフィールでコンパク
トで剛性であり、例示的な応用におけるその帯域幅は広
い走査容積にわたって２：１である。ここで示されてい
る例示的な実施形態は円筒形の誘電体ポストおよび円形
のディスク素子を使用しているが、応用にしたがって他
の形態も使用されることができる。これらの他の形態は
それに限定されないがポストおよび放射器の導体素子の
楕円または長方形の断面構造を含んでいる。さらに、説
明した実施形態は２つの誘電体ポストで積層された２つ
の放射器素子を使用しているが、１以上の付加的な放射
器の素子／誘電体ポストがより高い帯域幅を実現するた
めに各ユニットの放射セルに付加されることができる。
れたディスク放射器を使用して非常に広帯域の、または
二重帯域のフェイズドアレイアンテナシステムを説明し
た。アレイの偏波は単一対または二重対のプローブ励起
を使用するか否かにしたがって単一線形、二重線形また
は円形偏波である。アレイは低プロフィールでコンパク
トで剛性であり、例示的な応用におけるその帯域幅は広
い走査容積にわたって２：１である。ここで示されてい
る例示的な実施形態は円筒形の誘電体ポストおよび円形
のディスク素子を使用しているが、応用にしたがって他
の形態も使用されることができる。これらの他の形態は
それに限定されないがポストおよび放射器の導体素子の
楕円または長方形の断面構造を含んでいる。さらに、説
明した実施形態は２つの誘電体ポストで積層された２つ
の放射器素子を使用しているが、１以上の付加的な放射
器の素子／誘電体ポストがより高い帯域幅を実現するた
めに各ユニットの放射セルに付加されることができる。
【００２３】前述の説明は、本発明の原理を表した可能
な特別な実施形態の単なる例示であることが理解できよ
う。他の装置が本発明の技術的範囲を逸脱することなく
当業者によりこれらの原理にしたがって容易に実施され
ることができる。
な特別な実施形態の単なる例示であることが理解できよ
う。他の装置が本発明の技術的範囲を逸脱することなく
当業者によりこれらの原理にしたがって容易に実施され
ることができる。
【図１】本発明を実施した積層された誘電体円筒形のポ
ストフェイズドアレイアンテナの１実施形態の平面図。
ストフェイズドアレイアンテナの１実施形態の平面図。
【図２】図１を線２ー２に沿った断面図。
【図３】図１の上部ディスク放射器が環状リング放射器
と置換されている本発明の別の実施形態の図。
と置換されている本発明の別の実施形態の図。
【図４】図３を線４ー４に沿った断面図。
【図５】線形偏波の二重帯域動作用のフィード構造の構
成図。
成図。
【図６】二重帯域で円形偏波動作用のフィード構造の構
成図。
成図。
【図７】等辺三角形格子構造で配置されたフェイズドア
レイの構成図。
レイの構成図。
【図８】横形の走査用の周波数の関数として計算された
能動帰還損失のグラフ。
能動帰還損失のグラフ。
【図９】Ｈ平面の走査の場合の周波数の関数としての能
動帰還損失のグラフ。
動帰還損失のグラフ。
【図１０】Ｅ平面の走査の場合の周波数の関数としての
能動帰還損失のグラフ。
能動帰還損失のグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クアン・エム・リー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92621、ブレア、ストーンクレスト・サー クル 1339 (72)発明者 リュイ・エス・チュウ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90703、サーリトス、ダミアン・ストリー ト 13711
Claims (12)
- 【請求項１】 マイクロ波周波数で使用するための放射
器構造において、 接地平面と、 上部表面と接平地面に隣接して位置する下部表面とを有
する下部誘電体ポストと、 前記下部誘電体ポストの前記上部表面上に配置される薄
い下部放射器素子と、 下部表面と上部表面を有し、前記下部放射器素子上に積
層されている上部誘電体ポストと、 前記上部誘電体ポストの前記上部表面上に配置されてい
る薄い上部放射器素子と、 下部放射器を励起するため前記下部放射器素子と電気的
に接触している１対の間隔を隔てられたプローブとを具
備し、上部放射器素子はフィードプローブにより給電さ
れない寄生放射器素子であることを特徴とする放射器構
造。 - 【請求項２】 前記下部および上部誘電体ポストは円筒
形形態を有する請求項１記載の放射器構造。 - 【請求項３】 前記下部放射器素子は導電材料の円形デ
ィスクである請求項１または２記載の放射器構造。 - 【請求項４】 第１、第２の励起信号を前記各プローブ
に供給するためのフィード回路網をさらに具備し、前記
励起信号は１８０度位相が異なっている請求項１乃至３
のいずれか１項記載の放射器構造。 - 【請求項５】 前記第１の対のプローブの位置に関して
直交位置で配置されている第２の対の励起プローブをさ
らに具備している請求項１乃至４のいずれか１項記載の
放射器構造。 - 【請求項６】 １８０度位相の異なる第１、第２の励起
信号を前記第１の対のプローブのそれぞれに供給し、相
互に１８０度位相の異なる第３、第４の励起信号を前記
第２の対のプローブのそれぞれに供給するフィード回路
網を具備している請求項５記載の放射器構造。 - 【請求項７】 前記第１、第２の励起信号は第１の線形
偏波励起を発生し、前記第３、第４の励起信号は前記第
１の線形偏波励起に直交する第２の線形偏波を発生する
請求項６記載の放射器構造。 - 【請求項８】 前記それぞれのフィード信号は円形偏波
動作を行うように位相を制御されている請求項６記載の
放射器構造。 - 【請求項９】 前記上部放射器素子は導電材料の環状リ
ングであることをさらに特徴とする請求項１乃至８のい
ずれか１項記載の放射器構造。 - 【請求項１０】 前記下部誘電体ポストは高誘電率の材
料から製造され、前記上部誘電体ポストは低誘電率の材
料から製造される請求項１乃至９のいずれか１項記載の
放射器構造。 - 【請求項１１】 前記上部放射器素子は導電性の円形デ
ィスクである請求項１乃至１０のいずれか１項記載の放
射器構造。 - 【請求項１２】 間隔を隔てられた構造で配置されてい
る前記複数の放射器構造を具備しているフェイズドアレ
イアンテナとして構成されている請求項１乃至１１のい
ずれか１項記載の放射器構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/678,383 US5745079A (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Wide-band/dual-band stacked-disc radiators on stacked-dielectric posts phased array antenna |
| US678383 | 1996-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150320A true JPH10150320A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=24722553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9174230A Pending JPH10150320A (ja) | 1996-06-28 | 1997-06-30 | 積層された誘電体ポストのフェイズドアレイアンテナ上の広帯域／二重帯域の積層されたディスク放射器 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5745079A (ja) |
| EP (1) | EP0817310B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10150320A (ja) |
| AU (1) | AU698570B2 (ja) |
| CA (1) | CA2208606C (ja) |
| DE (1) | DE69725059T2 (ja) |
| ES (1) | ES2202522T3 (ja) |
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| JP2001044753A (ja) * | 1999-07-21 | 2001-02-16 | Raytheon Co | 広帯域の二重線形および円偏波されたフェイズドアレイ用の低プロフィールの集積された放射器タイル |
| JP2007282201A (ja) * | 2006-03-11 | 2007-10-25 | Rcs:Kk | 小型高利得セラミックアンテナ |
| JP2021150789A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 株式会社東芝 | 分配器、アンテナ装置、および無線通信装置 |
| JP2023096343A (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-07 | 株式会社ヨコオ | アンテナおよび回路基板 |
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