JPH10303638A - 偏波共用型平板アンテナ - Google Patents
偏波共用型平板アンテナInfo
- Publication number
- JPH10303638A JPH10303638A JP9106269A JP10626997A JPH10303638A JP H10303638 A JPH10303638 A JP H10303638A JP 9106269 A JP9106269 A JP 9106269A JP 10626997 A JP10626997 A JP 10626997A JP H10303638 A JPH10303638 A JP H10303638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slot
- electric field
- antenna
- polarized
- dual
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
- H01Q21/0043—Slotted waveguides
- H01Q21/005—Slotted waveguides arrays
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２偏波共用型平板アンテナで、チルトを可能
とする。 【解決手段】 平行平板導波路５にスロット対２を設
け、互いに直交するＴＥＭ波を給電用導波路３、４から
供給する。スロット２ａ、２ｂはハの字型に配置され、
隣接するスロット２ｃ、２ｄは反対向きに配置される。
スロット対同士の間隔を調整することでアンテナビーム
をチルトさせることができ、また、スロット対２は水平
方向のＴＥＭ波及び垂直方向のＴＥＭ波に対して同一方
向の電界ベクトルを誘起できるので、チルトさせても水
平偏波と垂直偏波を送受波できる。
とする。 【解決手段】 平行平板導波路５にスロット対２を設
け、互いに直交するＴＥＭ波を給電用導波路３、４から
供給する。スロット２ａ、２ｂはハの字型に配置され、
隣接するスロット２ｃ、２ｄは反対向きに配置される。
スロット対同士の間隔を調整することでアンテナビーム
をチルトさせることができ、また、スロット対２は水平
方向のＴＥＭ波及び垂直方向のＴＥＭ波に対して同一方
向の電界ベクトルを誘起できるので、チルトさせても水
平偏波と垂直偏波を送受波できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は偏波共用型アンテ
ナ、特にチルト機能を備える偏波共用型アンテナに関す
る。
ナ、特にチルト機能を備える偏波共用型アンテナに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、互いに直交する２つの偏波、
例えば水平偏波と垂直偏波を送受信できる偏波共用型ア
ンテナが開発されている。
例えば水平偏波と垂直偏波を送受信できる偏波共用型ア
ンテナが開発されている。
【０００３】例えば、特開平５−２２０２５号公報に
は、２偏波共用平行平板スロットアンテナの構造が記載
されている。このアンテナは、平行平板導波路内で電波
を左右方向と上下方向の互いに直交する２つの方向に伝
搬させ、それぞれから２つの偏波の電波を放射させるも
のである。すなわち、上部の金属板に向きが上下方向の
スロットからなる水平偏波放射用スロット対と向きが左
右方向のスロットからなる垂直偏波放射用スロット対が
形成されており、水平偏波放射用スロット対は平行平板
導波路内を左右方向に伝搬する電波と結合し、垂直偏波
放射用スロット対は平行平板導波路内を上下方向に伝搬
する電波と結合する。
は、２偏波共用平行平板スロットアンテナの構造が記載
されている。このアンテナは、平行平板導波路内で電波
を左右方向と上下方向の互いに直交する２つの方向に伝
搬させ、それぞれから２つの偏波の電波を放射させるも
のである。すなわち、上部の金属板に向きが上下方向の
スロットからなる水平偏波放射用スロット対と向きが左
右方向のスロットからなる垂直偏波放射用スロット対が
形成されており、水平偏波放射用スロット対は平行平板
導波路内を左右方向に伝搬する電波と結合し、垂直偏波
放射用スロット対は平行平板導波路内を上下方向に伝搬
する電波と結合する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、互いに直
交する２つのスロット対を設けることで、水平偏波及び
垂直偏波の両偏波を送受信することが可能であるが、こ
のような平板アンテナを車両の所定平面（例えばルー
フ）に取り付け、例えばＣＳ（通信衛星）用アンテナと
して用いる場合、平板アンテナのビームをＣＳの方向に
向けるためにチルトさせる必要があり、上記のアンテナ
構造では対応できない問題があった。
交する２つのスロット対を設けることで、水平偏波及び
垂直偏波の両偏波を送受信することが可能であるが、こ
のような平板アンテナを車両の所定平面（例えばルー
フ）に取り付け、例えばＣＳ（通信衛星）用アンテナと
して用いる場合、平板アンテナのビームをＣＳの方向に
向けるためにチルトさせる必要があり、上記のアンテナ
構造では対応できない問題があった。
【０００５】図８には、従来の平板アンテナの構成と互
いに直交する２つのＴＥＭ波の進行方向及びビームチル
ト方向の関係が示されている。（Ａ）は水平方向（左右
方向）のＴＥＭ波の場合、（Ｂ）は垂直方向（上下方
向）のＴＥＭ波の場合である。両図において、符号１０
０は水平偏波放射用スロット対を示し、符号２００は垂
直偏波放射用スロット対を示している。（Ａ）におい
て、水平方向のＴＥＭ波に対しては水平偏波放射用スロ
ット対１００が結合するため、図に示す方向に電界Ｅが
発生する。従って、進行方向に平板アンテナをチルトさ
せる場合、この電界Ｅの方向は垂直偏波となる。一方、
（Ｂ）において、垂直方向のＴＥＭ波に対しては垂直偏
波放射用スロット対２００が結合するため、図に示す方
向に電界Ｅが発生する。従って、進行方向に平板アンテ
ナをチルトさせる場合、（Ａ）の場合と同様に垂直偏波
となってしまう。このように、従来の平板アンテナで
は、ＴＥＭ波の進行方向に平行な方向の電界ベクトルし
か生じず、２方向の電界ベクトルが生じてしまうため、
チルトさせた場合に垂直偏波しか送受信できず、２偏波
共用できない問題があった。
いに直交する２つのＴＥＭ波の進行方向及びビームチル
ト方向の関係が示されている。（Ａ）は水平方向（左右
方向）のＴＥＭ波の場合、（Ｂ）は垂直方向（上下方
向）のＴＥＭ波の場合である。両図において、符号１０
０は水平偏波放射用スロット対を示し、符号２００は垂
直偏波放射用スロット対を示している。（Ａ）におい
て、水平方向のＴＥＭ波に対しては水平偏波放射用スロ
ット対１００が結合するため、図に示す方向に電界Ｅが
発生する。従って、進行方向に平板アンテナをチルトさ
せる場合、この電界Ｅの方向は垂直偏波となる。一方、
（Ｂ）において、垂直方向のＴＥＭ波に対しては垂直偏
波放射用スロット対２００が結合するため、図に示す方
向に電界Ｅが発生する。従って、進行方向に平板アンテ
ナをチルトさせる場合、（Ａ）の場合と同様に垂直偏波
となってしまう。このように、従来の平板アンテナで
は、ＴＥＭ波の進行方向に平行な方向の電界ベクトルし
か生じず、２方向の電界ベクトルが生じてしまうため、
チルトさせた場合に垂直偏波しか送受信できず、２偏波
共用できない問題があった。
【０００６】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、２偏波共用でき、
かつチルトさせることが可能な平板アンテナを提供する
ことにある。
みなされたものであり、その目的は、２偏波共用でき、
かつチルトさせることが可能な平板アンテナを提供する
ことにある。
【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、第１の発明は、互いに直交する２つの偏波を送受波
する偏波共用型平板アンテナであって、導波管内を進行
する互いに直交する２つのＴＥＭ波に対してそれぞれ所
定の傾きを有し、前記２つのＴＥＭ波に対して同一方向
の電界ベクトルを発生するスロット対を備えることを特
徴とする。このように、互いに直交するＴＥＭ波（例え
ば水平方向と垂直方向）に対して同一方向の電界ベクト
ルを生じさせることで、ＴＥＭ波の進行方向へのチルト
に対して水平偏波及び垂直偏波の両偏波を得ることがで
きる。
に、第１の発明は、互いに直交する２つの偏波を送受波
する偏波共用型平板アンテナであって、導波管内を進行
する互いに直交する２つのＴＥＭ波に対してそれぞれ所
定の傾きを有し、前記２つのＴＥＭ波に対して同一方向
の電界ベクトルを発生するスロット対を備えることを特
徴とする。このように、互いに直交するＴＥＭ波（例え
ば水平方向と垂直方向）に対して同一方向の電界ベクト
ルを生じさせることで、ＴＥＭ波の進行方向へのチルト
に対して水平偏波及び垂直偏波の両偏波を得ることがで
きる。
【０００８】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記スロット対は、略ハの字型に配置されることを
特徴とする。略ハの字型とすることで、互いに直交する
ＴＥＭ波に対して同一方向の電界ベクトルを容易に得る
ことができる。
て、前記スロット対は、略ハの字型に配置されることを
特徴とする。略ハの字型とすることで、互いに直交する
ＴＥＭ波に対して同一方向の電界ベクトルを容易に得る
ことができる。
【０００９】また、第３の発明は、第１、第２の発明に
おいて、前記スロット対のうち、給電側に位置するスロ
ットを他のスロットより短く設定することを特徴とす
る。給電側に位置するスロットの方が、他方のスロット
よりも電流成分が大きいため、誘起される電界も大きく
なる。そこで、給電側のスロットの長さを他方より短く
することで、両スロットに誘起される電界の大きさを等
しくすることができ、スロット対の合成電界ベクトルを
所望の向きに調整できる。
おいて、前記スロット対のうち、給電側に位置するスロ
ットを他のスロットより短く設定することを特徴とす
る。給電側に位置するスロットの方が、他方のスロット
よりも電流成分が大きいため、誘起される電界も大きく
なる。そこで、給電側のスロットの長さを他方より短く
することで、両スロットに誘起される電界の大きさを等
しくすることができ、スロット対の合成電界ベクトルを
所望の向きに調整できる。
【００１０】また、第４の発明は、第３の発明におい
て、隣接する前記スロット対は、互いに反対方向に配置
されることを特徴とする。給電側に位置するスロットを
他方より短くした場合、互いに直交する他方のＴＥＭ波
に対してそのスロット対に生じる電界の大きさに相違が
生じ、合成電界ベクトルが傾くことになる。そこで、隣
接するスロット対を反対方向に配置し、例えばあるスロ
ット対をハの字型に配置した場合には隣接スロット対を
逆ハの字型にすることで、隣接スロット対の合成電界ベ
クトルの傾きを逆方向に設定でき、あるスロット対と隣
接スロット対の２つの合成電界ベクトルの傾きを互いに
キャンセルすることができる。
て、隣接する前記スロット対は、互いに反対方向に配置
されることを特徴とする。給電側に位置するスロットを
他方より短くした場合、互いに直交する他方のＴＥＭ波
に対してそのスロット対に生じる電界の大きさに相違が
生じ、合成電界ベクトルが傾くことになる。そこで、隣
接するスロット対を反対方向に配置し、例えばあるスロ
ット対をハの字型に配置した場合には隣接スロット対を
逆ハの字型にすることで、隣接スロット対の合成電界ベ
クトルの傾きを逆方向に設定でき、あるスロット対と隣
接スロット対の２つの合成電界ベクトルの傾きを互いに
キャンセルすることができる。
【００１１】また、第５の発明は、第１〜第４の発明に
おいて、前記２つのＴＥＭ波を発生させる互いに直交す
る２つの給電手段と、前記２つの給電手段を選択的に切
り替える切替手段とを有することを特徴とする。２つの
給電手段を選択的に切り替えることで、互いに直交する
２つの偏波のいずれも適宜用いることができる。
おいて、前記２つのＴＥＭ波を発生させる互いに直交す
る２つの給電手段と、前記２つの給電手段を選択的に切
り替える切替手段とを有することを特徴とする。２つの
給電手段を選択的に切り替えることで、互いに直交する
２つの偏波のいずれも適宜用いることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【００１３】図１には、本実施形態の平板アンテナ１の
構成が示されている。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面
図、（Ｃ）は一部拡大図である。所定の誘電率の誘電体
（比誘電率εｒ）で満たされた平行平板導波路５には、
互いに直交する方向２つの給電手段としての給電用導波
路３、４が設けられている。給電用導波路３には給電ス
ロット３ａ及び給電プローブ３ｂが設けられ、平行平板
導波路５内を垂直方向（上下方向）に進行する波長λｇ
（自由空間の波長λに対してλｇ（＝λ／（ε
ｒ）0.5）＜λ）のＴＥＭ波を発生させる。また、給電
用導波路４には給電スロット４ａ及び給電プローブ４ｂ
が設けられ、平行平板導波路５内の水平方向（左右方
向）に進行する波長λｇのＴＥＭ波を発生させる。平行
平板導波路５の表面には、スロット対２が形成され、平
行平板内を伝搬してきた電波はこのスロット対２から空
間に放射される（これは送信の場合であり、受信の場合
はこの逆である）。このスロット対２は、スロット２ａ
及びスロット２ｂから構成され、さらにスロット２ｃ及
びスロット２ｄから構成されている。水平方向に対して
スロット２ａのなす角度θ１は４５度、スロット２ｂの
なす角度θ２は１３５度である。また、スロット２ａと
スロット２ｂ間の間隔は逆向きの電流を流すべく以下の
ように設定される（逆向きの電流とする意義については
後述する）。
構成が示されている。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面
図、（Ｃ）は一部拡大図である。所定の誘電率の誘電体
（比誘電率εｒ）で満たされた平行平板導波路５には、
互いに直交する方向２つの給電手段としての給電用導波
路３、４が設けられている。給電用導波路３には給電ス
ロット３ａ及び給電プローブ３ｂが設けられ、平行平板
導波路５内を垂直方向（上下方向）に進行する波長λｇ
（自由空間の波長λに対してλｇ（＝λ／（ε
ｒ）0.5）＜λ）のＴＥＭ波を発生させる。また、給電
用導波路４には給電スロット４ａ及び給電プローブ４ｂ
が設けられ、平行平板導波路５内の水平方向（左右方
向）に進行する波長λｇのＴＥＭ波を発生させる。平行
平板導波路５の表面には、スロット対２が形成され、平
行平板内を伝搬してきた電波はこのスロット対２から空
間に放射される（これは送信の場合であり、受信の場合
はこの逆である）。このスロット対２は、スロット２ａ
及びスロット２ｂから構成され、さらにスロット２ｃ及
びスロット２ｄから構成されている。水平方向に対して
スロット２ａのなす角度θ１は４５度、スロット２ｂの
なす角度θ２は１３５度である。また、スロット２ａと
スロット２ｂ間の間隔は逆向きの電流を流すべく以下の
ように設定される（逆向きの電流とする意義については
後述する）。
【００１４】図２には、スロット２ａと２ｂ間の間隔ｄ
とＴＥＭ波の位相差の関係が模式的に示されている。ス
ロット２ａに到達する波長λｇのＴＥＭ波の光路は図中
Ａで示されており、スロット２ｂに到達する波長λｇの
ＴＥＭ波の光路は図中Ｂで示されている。光路Ａと光路
Ｂの位相差は２πｄ／λｇであり、これがπに等しい、
すなわちスロット間隔ｄがλｇ／２であると逆向きに電
流が流れる。但し、本実施形態では、アンテナビームの
指向性を垂直方向ではなく所定角度チルトさせる必要が
あるので、スロット間隔ｄもλｇ／２ではなく、チルト
角に応じた量だけ変化させる必要がある。
とＴＥＭ波の位相差の関係が模式的に示されている。ス
ロット２ａに到達する波長λｇのＴＥＭ波の光路は図中
Ａで示されており、スロット２ｂに到達する波長λｇの
ＴＥＭ波の光路は図中Ｂで示されている。光路Ａと光路
Ｂの位相差は２πｄ／λｇであり、これがπに等しい、
すなわちスロット間隔ｄがλｇ／２であると逆向きに電
流が流れる。但し、本実施形態では、アンテナビームの
指向性を垂直方向ではなく所定角度チルトさせる必要が
あるので、スロット間隔ｄもλｇ／２ではなく、チルト
角に応じた量だけ変化させる必要がある。
【００１５】図３には、アンテナ面の垂直面に対して所
定角度θｔだけチルトさせた場合のスロット２ａと２ｂ
の間隔ｄ´とＴＥＭ波の位相差の関係が示されている。
この場合、光路Ａと光路Ｂの位相差としては導波路内
（波長λｇ）の位相差と自由空間中（波長λ）の位相差
があるから、ＡとＢの伝搬位相差は２πｄ´（１／λｇ
−ｓｉｎθｔ／λ）となる。この位相差がπになるよう
に設定すれば電流が逆向きに流れることになるので、結
局スロット２ａと２ｂ間の間隔ｄ´としては、
定角度θｔだけチルトさせた場合のスロット２ａと２ｂ
の間隔ｄ´とＴＥＭ波の位相差の関係が示されている。
この場合、光路Ａと光路Ｂの位相差としては導波路内
（波長λｇ）の位相差と自由空間中（波長λ）の位相差
があるから、ＡとＢの伝搬位相差は２πｄ´（１／λｇ
−ｓｉｎθｔ／λ）となる。この位相差がπになるよう
に設定すれば電流が逆向きに流れることになるので、結
局スロット２ａと２ｂ間の間隔ｄ´としては、
【数１】ｄ´＝λλｇ／２（λ−λｇｓｉｎθｔ） であればよい。スロット２ｃと２ｄ間の間隔も同様であ
る。また、逆方向（−θｔ）にチルトさせる場合も、同
様にしてスロット２ａと２ｂ間の間隔を設定すればよ
く、図４から分かるように、スロット２ａと２ｂ間の間
隔ｄ″は
る。また、逆方向（−θｔ）にチルトさせる場合も、同
様にしてスロット２ａと２ｂ間の間隔を設定すればよ
く、図４から分かるように、スロット２ａと２ｂ間の間
隔ｄ″は
【数２】ｄ″＝λλｇ／２（λ＋λｇｓｉｎθｔ） であればよい。ｄ´＞λとなってしまいグレーティング
ローブ（複数の方向に指向性を有する）が発生してしま
うような場合には、このｄ″が有効であろう。
ローブ（複数の方向に指向性を有する）が発生してしま
うような場合には、このｄ″が有効であろう。
【００１６】また、スロット２ａとスロット２ｂからな
るスロット対２は、略ハの字型に配置されており、スロ
ット２ｃとスロット２ｄからなるスロット対２は、これ
とは反対に逆ハの字型に配置されている。以上がスロッ
ト対の構成ないし配置である。
るスロット対２は、略ハの字型に配置されており、スロ
ット２ｃとスロット２ｄからなるスロット対２は、これ
とは反対に逆ハの字型に配置されている。以上がスロッ
ト対の構成ないし配置である。
【００１７】図５には、図１に示された平板アンテナ１
を用いてＣＳ用車載アンテナを構成した場合の全体構成
ブロック図が示されている。給電プローブ４ｂで受信し
たＣＳからの水平偏波信号はダウンコンバータ（ＤＣ）
で中間周波数に変換された後、切替スイッチ１２に供給
される。また、給電プローブ３ｂで受信したＣＳからの
垂直偏波信号もダウンコンバータ（ＤＣ）で中間周波数
に変換された後、切替スイッチ１２に供給される。ユー
ザは、チューナ１４を操作することにより水平偏波ある
いは垂直偏波のいずれかを選択し、受信信号を復調して
ディスプレイ１６上に表示する。なお、切替スイッチ１
２の切替えは、リモコン１８を用いて操作してもよい。
を用いてＣＳ用車載アンテナを構成した場合の全体構成
ブロック図が示されている。給電プローブ４ｂで受信し
たＣＳからの水平偏波信号はダウンコンバータ（ＤＣ）
で中間周波数に変換された後、切替スイッチ１２に供給
される。また、給電プローブ３ｂで受信したＣＳからの
垂直偏波信号もダウンコンバータ（ＤＣ）で中間周波数
に変換された後、切替スイッチ１２に供給される。ユー
ザは、チューナ１４を操作することにより水平偏波ある
いは垂直偏波のいずれかを選択し、受信信号を復調して
ディスプレイ１６上に表示する。なお、切替スイッチ１
２の切替えは、リモコン１８を用いて操作してもよい。
【００１８】このように、本実施形態では、水平偏波及
び垂直偏波の両偏波を送受波することが可能となってお
り、しかもＣＳとの通信を行うためのＣＳの方向にチル
トさせることも可能である。以下、本実施形態の平板ア
ンテナの機能について説明する。
び垂直偏波の両偏波を送受波することが可能となってお
り、しかもＣＳとの通信を行うためのＣＳの方向にチル
トさせることも可能である。以下、本実施形態の平板ア
ンテナの機能について説明する。
【００１９】図６には、本実施形態の平板アンテナ１の
スロット対と互いに直交する２つのＴＥＭ波の進行方
向、生じる電界の方向並びにビームチルト方向の関係が
示されている。（Ａ）は給電用導波路４から生じる水平
方向（左右方向）のＴＥＭ波の場合、（Ｂ）は給電用導
波路３から生じる垂直方向（上下方向）のＴＥＭ波の場
合である。（Ａ）において、水平方向のＴＥＭ波が伝搬
している導波路の管壁には図に示すような電流Ｊが流れ
る。スロット２ｃとスロット２ｄ間の間隔は、上述した
ように
スロット対と互いに直交する２つのＴＥＭ波の進行方
向、生じる電界の方向並びにビームチルト方向の関係が
示されている。（Ａ）は給電用導波路４から生じる水平
方向（左右方向）のＴＥＭ波の場合、（Ｂ）は給電用導
波路３から生じる垂直方向（上下方向）のＴＥＭ波の場
合である。（Ａ）において、水平方向のＴＥＭ波が伝搬
している導波路の管壁には図に示すような電流Ｊが流れ
る。スロット２ｃとスロット２ｄ間の間隔は、上述した
ように
【数３】ｄ´＝λλｇ／２（λ−λｇｓｉｎθｔ） あるいは
【数４】ｄ″＝λλｇ／２（λ＋λｇｓｉｎθｔ） であり、これによりスロット２ｃの位置に流れる電流と
スロット２ｄの位置に流れる電流の向きは逆向きとな
る。このように逆向きの電流が流れると、スロット２ｃ
の位置に誘起される電界とスロット２ｄの位置に誘起さ
れる電界の合成電界、すなわちスロット対２により生じ
る電界Ｅの向きは図に示すように垂直方向（上下方向）
となり、これはＴＥＭ波の進行方向と直交方向である。
従って、隣接する２つのスロット対（スロット２ａと２
ｂ、及びスロット２ｃと２ｄ）の間隔ｄ１を調整してＴ
ＥＭ波の進行方向にビームをチルトさせる場合、ビーム
チルト方向と電界Ｅの向きは直交し、結局水平偏波とな
る。
スロット２ｄの位置に流れる電流の向きは逆向きとな
る。このように逆向きの電流が流れると、スロット２ｃ
の位置に誘起される電界とスロット２ｄの位置に誘起さ
れる電界の合成電界、すなわちスロット対２により生じ
る電界Ｅの向きは図に示すように垂直方向（上下方向）
となり、これはＴＥＭ波の進行方向と直交方向である。
従って、隣接する２つのスロット対（スロット２ａと２
ｂ、及びスロット２ｃと２ｄ）の間隔ｄ１を調整してＴ
ＥＭ波の進行方向にビームをチルトさせる場合、ビーム
チルト方向と電界Ｅの向きは直交し、結局水平偏波とな
る。
【００２０】一方、（Ｂ）において、垂直方向のＴＥＭ
波が伝搬している導波路の管壁にも図に示すような方向
に電流Ｊが流れ、スロット２ｃの位置に流れる電流によ
り生じる電界とスロット２ｄの位置に流れる電流により
生じる電界の合成電界、すなわちスロット対により生じ
る電界Ｅの向きは図に示すように垂直方向（上下方向と
なり、これは（Ａ）の場合と同一の方向である。隣接す
るスロット対の間隔ｄ２を調整してＴＥＭ波の進行方向
にビームをチルトさせる場合、ビームチルト方向と電界
Ｅの方向は平行で、結局垂直偏波となる。
波が伝搬している導波路の管壁にも図に示すような方向
に電流Ｊが流れ、スロット２ｃの位置に流れる電流によ
り生じる電界とスロット２ｄの位置に流れる電流により
生じる電界の合成電界、すなわちスロット対により生じ
る電界Ｅの向きは図に示すように垂直方向（上下方向と
なり、これは（Ａ）の場合と同一の方向である。隣接す
るスロット対の間隔ｄ２を調整してＴＥＭ波の進行方向
にビームをチルトさせる場合、ビームチルト方向と電界
Ｅの方向は平行で、結局垂直偏波となる。
【００２１】このように、本実施形態では水平方向のＴ
ＥＭ波と垂直方向のＴＥＭ波に対してそれぞれ傾き（図
１では水平方向のＴＥＭ波に対して４５度、１３５度）
を有するスロット対２により同一方向の電界Ｅを生じさ
せることができ、平板アンテナ１をＣＳの方向にチルト
させた場合でも水平偏波と垂直偏波の両偏波を送受波す
ることができる。
ＥＭ波と垂直方向のＴＥＭ波に対してそれぞれ傾き（図
１では水平方向のＴＥＭ波に対して４５度、１３５度）
を有するスロット対２により同一方向の電界Ｅを生じさ
せることができ、平板アンテナ１をＣＳの方向にチルト
させた場合でも水平偏波と垂直偏波の両偏波を送受波す
ることができる。
【００２２】なお、図１では、スロット２ａとスロット
２ｂからなるスロット対２とスロット２ｃとスロット２
ｄからなるスロット対、すなわち隣接するスロット対２
は互いに反対方向に配置されているが、これは、各スロ
ットと給電用導波路３、４の位置関係を考慮したもので
あり、以下、これについて説明する。
２ｂからなるスロット対２とスロット２ｃとスロット２
ｄからなるスロット対、すなわち隣接するスロット対２
は互いに反対方向に配置されているが、これは、各スロ
ットと給電用導波路３、４の位置関係を考慮したもので
あり、以下、これについて説明する。
【００２３】図７（Ａ）には、水平方向に進行するＴＥ
Ｍ波の場合（水平偏波の場合）にスロット２ａとスロッ
ト２ｂからなるスロット対２により生じる合成電界Ｅが
示されている。スロット対２のうち、スロット２ａはス
ロット２ｂよりも給電用導波路４に近いため、スロット
２ａとスロット２ｂの長さが同一である場合（図では、
長さの等しいスロット対をスロット２ａ´及びスロット
２ｂ´としている）、スロット２ａ´に誘起される電界
の方がスロット２ｂ´に誘起される電界よりも大きくな
る。従って、その合成電界にも交差偏波成分δが生じ、
合成電界が傾いてしまうことになり、好ましくない。そ
こで、スロット対２のうち、給電用導波路４により近い
スロット２ａをスロット２ｂより短くし（図では、長さ
の異なるスロット対をスロット２ａ″及びスロット２
ｂ″としている）、スロット２ａ″に誘起される電界と
スロット２ｂ″に誘起される電界の大きさを等しくする
ことで、交差偏波成分δを除去し、合成電界Ｅの傾きを
なくすことができる。具体的には、例えばスロット２
ａ″を９ｍｍ、スロット２ｂ″を１２ｍｍ等とすればよ
い。
Ｍ波の場合（水平偏波の場合）にスロット２ａとスロッ
ト２ｂからなるスロット対２により生じる合成電界Ｅが
示されている。スロット対２のうち、スロット２ａはス
ロット２ｂよりも給電用導波路４に近いため、スロット
２ａとスロット２ｂの長さが同一である場合（図では、
長さの等しいスロット対をスロット２ａ´及びスロット
２ｂ´としている）、スロット２ａ´に誘起される電界
の方がスロット２ｂ´に誘起される電界よりも大きくな
る。従って、その合成電界にも交差偏波成分δが生じ、
合成電界が傾いてしまうことになり、好ましくない。そ
こで、スロット対２のうち、給電用導波路４により近い
スロット２ａをスロット２ｂより短くし（図では、長さ
の異なるスロット対をスロット２ａ″及びスロット２
ｂ″としている）、スロット２ａ″に誘起される電界と
スロット２ｂ″に誘起される電界の大きさを等しくする
ことで、交差偏波成分δを除去し、合成電界Ｅの傾きを
なくすことができる。具体的には、例えばスロット２
ａ″を９ｍｍ、スロット２ｂ″を１２ｍｍ等とすればよ
い。
【００２４】しかしながら、単に給電側に位置するスロ
ットの長さを他のスロットよりも短く設定したのでは、
垂直方向に進行するＴＥＭ波の場合（垂直偏波の場合）
に問題が生じる。すなわち、スロット対を構成するスロ
ットは給電用導波路３に対しては同一距離にあるから、
長さの短いスロットに誘起される電界が長いスロットに
誘起される電界に比べて小さくなり、その合成電界にも
交差偏波成分δが生じる。そこで、（Ｂ）に示すよう
に、隣接する２つのスロット対であるスロット対２ａ″
と２ｂ″及びスロット対２ｃ″と２ｄ″を反対向き（ハ
の字型と逆ハの字型））に配置すると、各スロット対に
生じる交差偏波成分δは互いに逆向きになるため打ち消
しあい、交差偏波成分δを除去することができる。
ットの長さを他のスロットよりも短く設定したのでは、
垂直方向に進行するＴＥＭ波の場合（垂直偏波の場合）
に問題が生じる。すなわち、スロット対を構成するスロ
ットは給電用導波路３に対しては同一距離にあるから、
長さの短いスロットに誘起される電界が長いスロットに
誘起される電界に比べて小さくなり、その合成電界にも
交差偏波成分δが生じる。そこで、（Ｂ）に示すよう
に、隣接する２つのスロット対であるスロット対２ａ″
と２ｂ″及びスロット対２ｃ″と２ｄ″を反対向き（ハ
の字型と逆ハの字型））に配置すると、各スロット対に
生じる交差偏波成分δは互いに逆向きになるため打ち消
しあい、交差偏波成分δを除去することができる。
【００２５】このように、スロット対のうち水平偏波の
給電側に近い方のスロットの長さを他方のスロットより
も短くすることにより給電点からの距離の相違により生
じる交差偏波成分を除去でき、また、隣接するスロット
対の向きを反対とすることにより垂直偏波に生じる交差
偏波成分を除去することができる。なお、隣接するスロ
ット対の向きを反対とすることにより、同じ向きの場合
に比べてアンテナ素子（スロット対）の間隔を小さくす
ることも可能となり、複数の方向に指向性を有するいわ
ゆるグレーティングローブの抑制にも効果がある。
給電側に近い方のスロットの長さを他方のスロットより
も短くすることにより給電点からの距離の相違により生
じる交差偏波成分を除去でき、また、隣接するスロット
対の向きを反対とすることにより垂直偏波に生じる交差
偏波成分を除去することができる。なお、隣接するスロ
ット対の向きを反対とすることにより、同じ向きの場合
に比べてアンテナ素子（スロット対）の間隔を小さくす
ることも可能となり、複数の方向に指向性を有するいわ
ゆるグレーティングローブの抑制にも効果がある。
【００２６】以上、本発明の実施形態について説明した
が、スロット対を構成するスロット角度等は例示であ
り、適宜変更して使用することが可能である。
が、スロット対を構成するスロット角度等は例示であ
り、適宜変更して使用することが可能である。
【００２７】例えば、上記実施形態ではスロット２ａと
スロット２ｂ（あるいはスロット２ｃとスロット２ｄ）
が水平方向に対してなす角度をそれぞれθ１＝４５度、
θ２＝１３５度としたが、これを例えばθ１＝３０度、
θ２＝１５０度とすることも可能であり、θ１＋θ２＝
１８０度を満たす任意のθ１とθ２を用いることができ
る。但し、θ１を増大させるほど、垂直方向の合成電界
が小さくなるから、θ１の増大に応じて垂直方向のスロ
ット対の数を増大させることが望ましい。この場合、平
行平板導波路５の形状も正方形ではなく長方形とするの
が望ましい。
スロット２ｂ（あるいはスロット２ｃとスロット２ｄ）
が水平方向に対してなす角度をそれぞれθ１＝４５度、
θ２＝１３５度としたが、これを例えばθ１＝３０度、
θ２＝１５０度とすることも可能であり、θ１＋θ２＝
１８０度を満たす任意のθ１とθ２を用いることができ
る。但し、θ１を増大させるほど、垂直方向の合成電界
が小さくなるから、θ１の増大に応じて垂直方向のスロ
ット対の数を増大させることが望ましい。この場合、平
行平板導波路５の形状も正方形ではなく長方形とするの
が望ましい。
【００２８】また、場合によってはθ１＋θ２＞１８０
度、あるいはθ１＋θ２＜１８０度となるθ１、θ２で
も可能であり、この場合にはスロット対の各スロットに
誘起される電界強度が異なることになるので、電界強度
が等しくなるようにスロット間隔を調整することが必要
である。
度、あるいはθ１＋θ２＜１８０度となるθ１、θ２で
も可能であり、この場合にはスロット対の各スロットに
誘起される電界強度が異なることになるので、電界強度
が等しくなるようにスロット間隔を調整することが必要
である。
【００２９】さらに、上記実施形態では給電用導波路
３、４を平行平板導波路５の端部（図１に示すように下
端と左端）に設けているが、互いに直交する限り、その
位置は任意に設定することができ、例えば平行平板導波
路５の中央で交差するように給電用導波路３、４を十文
字に配置することも可能である。
３、４を平行平板導波路５の端部（図１に示すように下
端と左端）に設けているが、互いに直交する限り、その
位置は任意に設定することができ、例えば平行平板導波
路５の中央で交差するように給電用導波路３、４を十文
字に配置することも可能である。
【００３０】本発明の要旨は、平板アンテナの導波路に
スロット対を設け、このスロット対の各スロットを互い
に直交するＴＥＭ波に対して傾かせることで両ＴＥＭ波
に対して同一方向の電界ベクトルを生じさせることにあ
り、従って、ハの字型の配置に限らず同一方向の電界ベ
クトルを生成できるいかなるスロット対の形態及び位置
関係も本発明の技術的範囲に包含されるものである。
スロット対を設け、このスロット対の各スロットを互い
に直交するＴＥＭ波に対して傾かせることで両ＴＥＭ波
に対して同一方向の電界ベクトルを生じさせることにあ
り、従って、ハの字型の配置に限らず同一方向の電界ベ
クトルを生成できるいかなるスロット対の形態及び位置
関係も本発明の技術的範囲に包含されるものである。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２偏波共用でき、かつチルトさせることが可能な平板ア
ンテナを得ることができるので、例えば車両に搭載して
ＣＳアンテナに用いる等、種々の用途に用いることがで
きる。
２偏波共用でき、かつチルトさせることが可能な平板ア
ンテナを得ることができるので、例えば車両に搭載して
ＣＳアンテナに用いる等、種々の用途に用いることがで
きる。
【図１】 実施形態の平板アンテナの構成図である。
【図２】 実施形態のチルト無しの場合のスロット間隔
と位相差の関係を示す説明図である。
と位相差の関係を示す説明図である。
【図３】 実施形態のチルト有りの場合のスロット間隔
と位相差の関係を示す説明図である。
と位相差の関係を示す説明図である。
【図４】 実施形態のチルト有り（逆方向）の場合のス
ロット間隔と位相差の関係を示す説明図である。
ロット間隔と位相差の関係を示す説明図である。
【図５】 実施形態の平板アンテナを用いたＣＳ受信シ
ステムの構成ブロック図である。
ステムの構成ブロック図である。
【図６】 実施形態の平板アンテナの機能説明図であ
る。
る。
【図７】 実施形態の平板アンテナの他の機能説明図で
ある。
ある。
【図８】 従来の平板アンテナの機能説明図である。
１ 平板アンテナ、２ スロット対、３，４ 給電用導
波路、５ 平行平板導波路。
波路、５ 平行平板導波路。
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに直交する２つの偏波を送受波する
偏波共用型平板アンテナであって、 導波管内を進行する互いに直交する２つのＴＥＭ波に対
してそれぞれ所定の傾きを有し、前記２つのＴＥＭ波に
対して同一方向の電界ベクトルを発生するスロット対を
備えることを特徴とする偏波共用型平板アンテナ。 - 【請求項２】 前記スロット対は、略ハの字型に配置さ
れることを特徴とする請求項１記載の偏波共用型平板ア
ンテナ。 - 【請求項３】 前記スロット対のうち、給電側に位置す
るスロットを他のスロットより短く設定することを特徴
とする請求項１、２のいずれかに記載の偏波共用型平板
アンテナ。 - 【請求項４】 隣接する前記スロット対は、互いに反対
方向に配置されることを特徴とする請求項３記載の偏波
共用型平板アンテナ。 - 【請求項５】 前記２つのＴＥＭ波を発生させる互いに
直交する２つの給電手段と、 前記２つの給電手段を選択的に切り替える切替手段と、 を有することを特徴とする請求項１、２、３、４のいず
れかに記載の偏波共用型平板アンテナ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9106269A JPH10303638A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 偏波共用型平板アンテナ |
| US09/044,239 US6020858A (en) | 1997-04-23 | 1998-03-19 | Flat-plate antenna for use with polarized waves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9106269A JPH10303638A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 偏波共用型平板アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303638A true JPH10303638A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14429375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9106269A Pending JPH10303638A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 偏波共用型平板アンテナ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6020858A (ja) |
| JP (1) | JPH10303638A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003347843A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | アレーアンテナ装置及び該アレーアンテナ装置を用いた中継装置 |
| US6713968B2 (en) | 2000-09-06 | 2004-03-30 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| US6947003B2 (en) | 2002-06-06 | 2005-09-20 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Slot array antenna |
| WO2008018481A1 (fr) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Furuno Electric Co., Ltd. | Antenne en réseau de fentes |
| JP2012503405A (ja) * | 2008-09-22 | 2012-02-02 | ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド | 移動通信基地局用二重帯域二重偏波アンテナ |
| KR101144167B1 (ko) | 2012-01-11 | 2012-07-02 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 하이브리드 구조의 Ｋａ 대역 이중편파 안테나 |
| JP2014093552A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | Japan Radio Co Ltd | 導波管スロットアンテナ |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE514557C2 (sv) * | 1999-07-09 | 2001-03-12 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning för bruk i en gruppantenn för sändning och mottagning på minst en frekvens i minst två polarisationer |
| DE10222838A1 (de) * | 2002-05-21 | 2003-12-04 | Marconi Comm Gmbh | Sektorantenne in Hohlleitertechnik |
| JP2004015408A (ja) * | 2002-06-06 | 2004-01-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | スロットアレーアンテナ |
| JP3677017B2 (ja) * | 2002-10-29 | 2005-07-27 | 東京エレクトロン株式会社 | スロットアレイアンテナおよびプラズマ処理装置 |
| RU2258285C1 (ru) * | 2003-11-21 | 2005-08-10 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Планарная антенна |
| US7486247B2 (en) * | 2006-02-13 | 2009-02-03 | Optimer Photonics, Inc. | Millimeter and sub-millimeter wave detection |
| US7656358B2 (en) * | 2006-05-24 | 2010-02-02 | Wavebender, Inc. | Antenna operable at two frequency bands simultaneously |
| US8099131B2 (en) * | 2006-09-29 | 2012-01-17 | Broadcom Corporation | Method and system for antenna architecture for multi-antenna OFD based systems |
| US20080303739A1 (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-11 | Thomas Edward Sharon | Integrated multi-beam antenna receiving system with improved signal distribution |
| WO2010068954A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Wavebender, Inc. | Integrated waveguide cavity antenna and reflector dish |
| JP5713553B2 (ja) * | 2009-11-06 | 2015-05-07 | 古野電気株式会社 | アンテナ装置およびレーダ装置 |
| EP2798699B1 (en) * | 2011-12-29 | 2017-03-29 | Leonardo S.p.A. | Slotted waveguide antenna for near-field focalization of electromagnetic radiation |
| US20150123862A1 (en) * | 2013-11-07 | 2015-05-07 | Thinkom Solutions, Inc. | Waveguide to parallel-plate transition and device including the same |
| CN110071368B (zh) * | 2019-04-29 | 2020-11-13 | 电子科技大学 | 基于基片集成镜像介质波导的圆极化漏波天线 |
| CN110346950B (zh) * | 2019-06-06 | 2020-08-28 | 浙江大学 | 一种基于交叉狭缝波导的电控去偏器 |
| US11522270B2 (en) | 2019-08-21 | 2022-12-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Solution for beam tilting associated with dual-polarized mm-Wave antennas in 5G terminals |
| US11171424B2 (en) | 2019-08-21 | 2021-11-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Solution for beam tilting associated with dual-polarized MM-wave antennas in 5G terminals |
| EP3787112A1 (en) * | 2019-09-02 | 2021-03-03 | Nokia Solutions and Networks Oy | A polarized antenna array |
| US11398683B2 (en) * | 2019-10-30 | 2022-07-26 | The Boeing Company | Perimeter-fed array |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01175302A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-11 | Sony Corp | 平面アンテナ |
| JPH02288707A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-28 | Arimura Giken Kk | 平板ガイドアンテナ |
| JPH02302104A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-14 | Arimura Giken Kk | 方形導波管スロットアレイアンテナ |
| JP2526393B2 (ja) * | 1991-07-12 | 1996-08-21 | 東京工業大学長 | 平行平板スロットアンテナ |
| JPH07106847A (ja) * | 1993-10-07 | 1995-04-21 | Nippon Steel Corp | 漏れ波導波管スロットアレーアンテナ |
| US5596336A (en) * | 1995-06-07 | 1997-01-21 | Trw Inc. | Low profile TEM mode slot array antenna |
| JPH0964637A (ja) * | 1995-08-28 | 1997-03-07 | Radial Antenna Kenkyusho:Kk | 導波管スロットアンテナ |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP9106269A patent/JPH10303638A/ja active Pending
-
1998
- 1998-03-19 US US09/044,239 patent/US6020858A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6713968B2 (en) | 2000-09-06 | 2004-03-30 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| JP2003347843A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | アレーアンテナ装置及び該アレーアンテナ装置を用いた中継装置 |
| US6947003B2 (en) | 2002-06-06 | 2005-09-20 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Slot array antenna |
| WO2008018481A1 (fr) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Furuno Electric Co., Ltd. | Antenne en réseau de fentes |
| GB2455925A (en) * | 2006-08-11 | 2009-07-01 | Furuno Electric Ind Company Ltd | Slot array antenna |
| GB2455925B (en) * | 2006-08-11 | 2011-04-13 | Furuno Electric Ind Company Ltd | Slot array antenna |
| JP5173810B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2013-04-03 | 古野電気株式会社 | スロットアレイアンテナ |
| JP2012503405A (ja) * | 2008-09-22 | 2012-02-02 | ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド | 移動通信基地局用二重帯域二重偏波アンテナ |
| KR101144167B1 (ko) | 2012-01-11 | 2012-07-02 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 하이브리드 구조의 Ｋａ 대역 이중편파 안테나 |
| JP2014093552A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | Japan Radio Co Ltd | 導波管スロットアンテナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6020858A (en) | 2000-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10303638A (ja) | 偏波共用型平板アンテナ | |
| US7961153B2 (en) | Integrated waveguide antenna and array | |
| JP5771877B2 (ja) | 地上移動用途の平面走査アンテナ、かかるアンテナを有する車両、およびかかる車両を含む衛星通信システム | |
| JP4027967B2 (ja) | 偏波切換・指向性可変アンテナ | |
| US7554505B2 (en) | Integrated waveguide antenna array | |
| JP4235251B2 (ja) | 偏波切換・指向性可変アンテナ | |
| US20080111755A1 (en) | antenna operable at two frequency bands simultaneously | |
| US20080117114A1 (en) | Apparatus and method for antenna rf feed | |
| JP5262831B2 (ja) | 車載アンテナ装置 | |
| CA2330037C (en) | A left-hand circular polarized antenna for use with gps systems | |
| US7075494B2 (en) | Leaky-wave dual polarized slot type antenna | |
| WO2005117204A1 (ja) | アンテナ装置 | |
| Ma et al. | A miniaturized planar multibeam antenna for millimeter-wave vehicular communication | |
| JP2003046326A (ja) | 偏波共用アンテナ装置 | |
| JP3472822B2 (ja) | 偏波可変方式，偏波ダイバーシチ方式及び偏波変調方式 | |
| JP2002135031A (ja) | ダイバーシチアンテナ装置 | |
| JP2007059959A (ja) | 組合せアンテナ | |
| JP4611401B2 (ja) | アンテナ装置 | |
| JP2001036340A (ja) | アンテナ装置 | |
| JP3275716B2 (ja) | アンテナ装置 | |
| JP3801306B2 (ja) | アンテナ装置 | |
| JPH06334427A (ja) | アンテナ装置 | |
| JPH09121116A (ja) | 平面アンテナ | |
| RU2153743C2 (ru) | Компенсаторная антенна | |
| JPH08130410A (ja) | 水平および垂直偏波共用アレーアンテナ |