JPH11214922A - アレーアンテナ装置 - Google Patents

アレーアンテナ装置

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JPH11214922A
JPH11214922A JP1260598A JP1260598A JPH11214922A JP H11214922 A JPH11214922 A JP H11214922A JP 1260598 A JP1260598 A JP 1260598A JP 1260598 A JP1260598 A JP 1260598A JP H11214922 A JPH11214922 A JP H11214922A
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JP
Japan
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radial waveguide
dielectric substrate
line
excitation
probe
Prior art date
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Pending
Application number
JP1260598A
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English (en)
Inventor
Tatsuhiko Suzuki
龍彦 鈴木
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH11214922A publication Critical patent/JPH11214922A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジアル導波路で給電されるアレーアンテナ
装置において給電の反射特性が悪いという問題点があ
る。 【解決手段】 放射導体と励振プローブの間に位相調整
用のトリプレート線路層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は通信、レーダ等に
用いるアレーアンテナ装置、特に直線偏波を励振するラ
ジアル導波路給電型平面アレーアンテナ装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図4は例えば1993年電子情報通信学
会秋季全国大会講演論文集B−65等に示された従来の
ラジアル導波路で給電するアレーアンテナ装置の構成図
であり、図4(a)は上面図、図4(b)は図4(a)
のA−A断面図である。図において1は誘電体基板、2
は誘電体基板1の上に形成された放射導体、3は2枚の
円形導体板を平行に間隔をあけて向き合わせ、外周に沿
って曲率を持った導体板によって、上記2枚の円形導体
板を閉じることによって構成されるラジアル導波路であ
る。4は放射導体2に接続され誘電体基板1を貫通し、
ラジアル導波路3内に突出し、放射導体2を励振する励
振プローブ、5は外部からラジアル導波路3内に突出す
るラジアル導波路3の給電プローブである。6は励振プ
ローブ5が配置される誘電体基板1の中心点を中心とす
る仮想の同心円であり、放射導体2の励振プローブ5に
対する接続位置が、隣り合った仮想の同心円6上では逆
向きに設定される。また、隣り合う仮想の同心円6の半
径の差は、使用周波数におけるラジアル導波路3内の伝
搬波長換算で半波長に設定され、各仮想の同心円上での
励振プローブ5の周方向配列間隔は等間隔に設定され
る。給電プローブ4はラジアル導波路3の中央部に配置
される。
【0003】次に動作について説明する。外部から給電
プローブ4に入力されたRF信号はラジアル導波路3の
内部をラジアル導波路3の中心から外側に向かう円筒波
となって伝搬する。そのRF信号が励振プローブ5を介
して放射導体2を励振する。RF信号は中心から等距離
の点においては振幅及び位相が等しくなるため、同じ仮
想同心円6に配置されている放射導体2は、等振幅・等
位相で励振される。また、各仮想の同心円6はラジアル
導波路3内の伝搬波長換算で半波長となる間隔であるこ
と、隣り合った仮想の同心円6上の放射導体2の向きが
逆であることから、全ての放射導体2の励振位相は等し
くなる。これにより誘電体基板1の放射導体2が配置さ
れた面に垂直な方向で指向性の最大値を呈する直線偏波
の放射パターンが得られる。また各放射導体2の励振振
幅は、励振プローブ5の長さと半径を変えることでラジ
アル導波路3内を伝搬するRF信号が励振プローブ5に
結合する量を変えて調整できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ラジアル導波路給電型
アレーアンテナ装置において、給電プローブからラジア
ル導波路内を円筒波となって伝搬するRF信号の大部分
は励振プローブに結合し、さらに放射導体を励振する
が、結合しきれなかった分はここで反射してラジアル導
波路内に再放射される。従来の直線偏波励振用のラジア
ル導波路給電型アレーアンテナ装置は、各放射導体を等
位相励振するために、ラジアル導波路内に励振プローブ
をラジアル導波路中心からの半径が動作周波数における
ラジアル導波路内伝搬波長の半分の間隔で広がる同心円
状に配置している。このため逆に、各励振プローブから
反射し再放射したRF信号はラジアル導波路を伝搬し、
ラジアル導波路の中心にある給電プローブに等位相で入
射することとなり、アンテナの反射特性を劣化させると
いう問題があった。この発明は上記のような問題点を解
決するためになされたものでラジアル導波路で給電され
るアレーアンテナの反射特性を改善することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明によるアレー
アンテナ装置は、放射導体に直接励振プローブを接続せ
ずに、誘電体基板とラジアル導波路の間に設けたトリプ
レート線路層を介して接続する構成としたものである。
【0006】また、第2の発明によるアレーアンテナ装
置は、放射導体に直接励振プローブを接続せずに、誘電
体基板とラジアル導波路の間に設けたサスペンデッド線
路層を介して接続する構成としたものである。
【0007】また、第3の発明によるアレーアンテナ装
置は、放射導体に直接励振プローブを接続せずに、誘電
体基板とラジアル導波路の間に設けた矩形同軸線路層を
介して接続する構成としたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1を示すアレーアンテナ装置の構成図であ
り、図1(a)は上面図、図1(b)は図1(a)のA
−A断面図である。また、図1(a)の一部は図1
(b)のB−B断面を示す。図において1、2、3、
4、5、6は図4と同様のものである。7は放射導体2
に接続され、誘電体基板1を貫通する垂直給電線路であ
る。8はトリプレート線路層、9はトリプレート線路、
10はトリプレート線路層の導体板、11はトリプレー
ト線路層の誘電体基板であり、トリプレート線路層8は
トリプレート線路層の導体板10とトリプレート線路層
の誘電体基板11と2枚のトリプレート線路層の誘電体
基板11にはさまれたトリプレート線路9から構成され
る。トリプレート線路9の一方の端は垂直給電線路7に
接続され、他方の端は励振プローブ5に接続される。励
振プローブ5は仮想の同心円6上に全てが配置されるこ
となく、各々がばらつきを持って配置されている。トリ
プレート線路9の長さは、各トリプレート線路9に接続
された励振プローブ5の上記配置のばらつきによる給電
プローブ4からの行路長差を打ち消す長さになってい
る。
【0009】次に上記のように構成されたアレーアンテ
ナ装置の動作について説明する。外部から給電プローブ
4に入力されたRF信号はラジアル導波路3の内部をラ
ジアル導波路3の中心から外側に向かって円筒波となっ
て伝搬する。上記RF信号のうち励振プローブ5に結合
したものは、トリプレート線路層8のトリプレート線路
9から垂直給電線路7を介して放射導体2を励振する。
励振プローブ5は半径が伝搬波長換算で半波長の差があ
る仮想の同心円6上に限定されず、ばらつきを持って配
置されているため、反射によって励振プローブ5から再
放射されたRF信号がラジアル導波路3の給電プローブ
4に等位相で入射することはない。一方励振プローブ5
がばらつきを持って配置されていることによって生じる
各励振プローブに結合するRF信号の位相差は、トリプ
レート線路9によって調整され、全ての放射導体2は等
位相で励振される。なお、振幅差は励振プローブ5の長
さと半径で調整される。これにより従来例と同様の直線
偏波の放射パターンを得ると同時に反射特性を改善する
ことができる。
【0010】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を示すアレーアンテナ装置の構成図であり、図2
(a)は上面図、図2(b)は図2(a)のA−A断面
図である。また、図2(a)の一部は図2(b)のB−
B断面を示す。図において1、2、3、4、5、6は図
4と7は図1と同様のものである。12はサスペンデッ
ド線路層、13はサスペンデッド線路、14は片面に矩
形の溝が形成されたサスペンデッド線路層の導体板、1
5はサスペンデッド線路層の誘電体基板であり、サスペ
ンデッド線路層12は2枚のサスペンデッド線路層の導
体板14により、サスペンデッド線路13が形成された
サスペンデッド線路層の誘電体基板15がはさまれるよ
うに構成される。サスペンデッド線路13は2枚のサス
ペンデッド線路層の導体板14の矩形の溝によりできる
空洞に位置し、一方の端は垂直給電線路7に接続され、
他方の端は励振プローブ5に接続される。励振プローブ
5は仮想の同心円6上に全てが配置されることなく、各
々がばらつきを持って配置されている。サスペンデッド
線路13の長さは、各サスペンデッド線路13に接続さ
れた励振プローブ5の上記配置のばらつきによる給電プ
ローブ4からの行路長差を打ち消す長さになっている。
【0011】次に上記のように構成されたアレーアンテ
ナ装置の動作について説明する。外部から給電プローブ
4に入力されたRF信号はラジアル導波路3の内部をラ
ジアル導波路3の中心から外側に向かって円筒波となっ
て伝搬する。上記RF信号のうち励振プローブ5に結合
したものは、サスペンデッド線路層12のサスペンデッ
ド線路13から垂直給電線路7を介して放射導体2を励
振する。励振プローブ5は半径が伝搬波長換算で半波長
の差がある仮想の同心円6上に限定されず、ばらつきを
持って配置されているため、反射によって励振プローブ
5から再放射されたRF信号がラジアル導波路3の給電
プローブ4に等位相で入射することはない。一方励振プ
ローブ5がばらつきを持って配置されていることによっ
て生じる各励振プローブ5に結合するRF信号の位相差
は、サスペンデッド線路13によって調整され、全ての
放射導体2は等位相で励振される。なお、振幅差は励振
プローブ5の長さと半径で調整される。これにより従来
例と同様の直線偏波の放射パターンを得ると同時に反射
特性を改善することができる。
【0012】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3を示すアレーアンテナ装置の構成図であり、図3
(a)は上面図、図3(b)は図3(a)のA−A断面
図である。また、図3(a)の一部は図3(b)のB−
B断面を示す。図において1、2、3、4、5、6は図
4と、7は図1と同様のものである。16は矩形同軸線
路層、17は矩形同軸線路、18は片面に矩形の溝が形
成された矩形同軸線路層の導体板であり、矩形同軸線路
層16は矩形同軸線路層の導体板18とラジアルライン
導波路3の一方の面が組み合わされて構成される。矩形
同軸線路17は矩形同軸線路層の導体板18の矩形の溝
によりできる空洞に位置し、一方の端は垂直給電線路7
に接続され、他方の端は励振プローブ5に接続される。
励振プローブ5は仮想の同心円6上に全てが配置される
ことなく、各々がばらつきを持って配置されている。矩
形同軸線路17の長さは、各矩形同軸線路17に接続さ
れた励振プローブ5の上記配置のばらつきによる給電プ
ローブ4からの行路長差を打ち消す長さになっている。
【0013】次に上記のように構成されたアレーアンテ
ナ装置の動作について説明する。外部から給電プローブ
4に入力されたRF信号はラジアル導波路3の内部をラ
ジアル導波路3の中心から外側に向かって円筒波となっ
て伝搬する。上記RF信号のうち励振プローブ5に結合
したものは、矩形同軸線路層16の矩形同軸線路17か
ら垂直給電線路7を介して放射導体2を励振する。励振
プローブ5は半径が伝搬波長換算で半波長の差がある仮
想の同心円6上に限定されず、ばらつきを持って配置さ
れているため、反射によって励振プローブ5から再放射
されたRF信号がラジアル導波路3の給電プローブ4に
等位相で入射することはない。一方励振プローブ5がば
らつきを持って配置されていることによって生じる各励
振プローブに結合するRF信号の位相差は、矩形同軸線
路17によって調整され、全ての放射導体2は等位相で
励振される。なお、振幅差は励振プローブ5の長さと半
径で調整される。これにより従来例と同様の直線偏波の
放射パターンを得ると同時に反射特性を改善することが
できる。
【0014】
【発明の効果】第1の発明によれば、従来のラジアル導
波路給電型アレーアンテナ装置で励振プローブを直接放
射導体に接続する構成を、励振プローブと放射導体に接
続した垂直給電線路の間に位相調整を行うトリプレート
線路層を形成する構成にすることで、励振プローブの配
置にばらつきを持たせながら、放射導体の励振位相を等
位相にすることができ、従来のアレーアンテナ装置と同
様の放射パターンを形成し、反射特性を改善する効果が
得られる。
【0015】また、第2の発明によれば、従来のラジア
ル導波路で給電を行うアレーアンテナ装置で励振プロー
ブを直接放射導体に接続する構成を、励振プローブと放
射導体に接続した垂直給電線路の間に位相調整を行うサ
スペンデッド線路層を形成する構成にすることで、励振
プローブの配置にばらつきを持たせながら、放射導体の
励振位相を等位相にすることができ、従来のアレーアン
テナ装置と同様の放射パターンを形成し、反射特性を改
善する効果が得られる。
【0016】また、第3の発明によれば、従来のラジア
ル導波路で給電を行うアレーアンテナ装置で励振プロー
ブを直接放射導体に接続する構成を、励振プローブと放
射導体に接続した垂直給電線路の間に位相調整を行う矩
形同軸線路層を形成する構成にすることで、励振プロー
ブの配置にばらつきを持たせながら、放射導体の励振位
相を等位相にすることができ、従来のアレーアンテナ装
置と同様の放射パターンを形成し、反射特性を改善する
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるアレーアンテナ装置の実施の
形態1を示す図である。
【図2】 この発明によるアレーアンテナ装置の実施の
形態2を示す図である。
【図3】 この発明によるアレーアンテナ装置の実施の
形態3を示す図である。
【図4】 従来のアレーアンテナ装置を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
1 誘電体基板、2 放射導体、3 ラジアル導波路、
4 給電プローブ、5励振プローブ、6 仮想の同心
円、7 垂直給電線路、8 トリプレート線路層、9
トリプレート線路、10 トリプレート線路層の導体
板、11 トリプレート線路層の誘電体基板、12 サ
スペンデッド線路層、13 サスペンデッド線路、14
サスペンデッド線路層の導体板、15 サスペンデッ
ド線路層の誘電体基板、16 矩形同軸線路層、17
矩形同軸線路、18 矩形同軸線路層の導体板。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の円形導体板を平行に間隔をあけて
    向き合わせ、両者の間隙を外周に沿って曲率を持った導
    体板により、閉じることによって構成されるラジアル導
    波路と、このラジアル導波路の一方の面及び円形導体板
    により2層の誘電体基板がはさまれるように構成される
    トリプレート線路層と、トリプレート線路層の2層の誘
    電体基板の間に形成されるトリプレート線路と、前記ト
    リプレート線路層の上に取り付けられた誘電体基板と、
    誘電体基板の上に形成された複数の放射導体と、放射導
    体に接続され前記誘電体基板を貫通して前記トリプレー
    ト線路の一方の端に接続される垂直給電線路と、前記ト
    リプレート線路の他方の端に接続され前記ラジアル導波
    路に突出する励振プローブと、前記ラジアル導波路の中
    心に取り付けられたラジアル導波路に電力を給電する給
    電プローブとで構成したことを特徴とするアレーアンテ
    ナ装置。
  2. 【請求項2】 2枚の円形導体板を平行に間隔をあけて
    向き合わせ、両者の間隙を外周に沿って曲率を持った導
    体板により、閉じることによって構成されるラジアル導
    波路と、このラジアル導波路の一方の面に取り付けられ
    た、片面に矩形の溝が形成された2枚の円形導体板によ
    り、誘電体基板がはさまれるように構成されるサスペン
    デッド線路層と、サスペンデッド線路層の誘電体基板上
    に形成されるサスペンデッド線路と、前記サスペンデッ
    ド線路層の上に取り付けられた誘電体基板と、誘電体基
    板の上に形成された複数の放射導体と、放射導体に接続
    され前記誘電体基板を貫通して前記サスペンデッド線路
    の一方の端に接続される垂直給電線路と、前記サスペン
    デッド線路の他方の端に接続され前記ラジアル導波路に
    突出する励振プローブと、前記ラジアル導波路の中心に
    取り付けられたラジアル導波路に電力を給電する給電プ
    ローブとで構成したことを特徴とするアレーアンテナ装
    置。
  3. 【請求項3】 2枚の円形導体板を平行に間隔をあけて
    向き合わせ、両者の間隙を外周に沿って曲率を持った導
    体板により、閉じることによって構成されるラジアル導
    波路と、片面に矩形の溝が形成された円形導体板を前記
    ラジアル導波路の一方の面に取り付けて、内部に矩形の
    空洞ができるように構成される矩形同軸線路層と、矩形
    同軸線路層の矩形の空洞内に形成される矩形同軸線路
    と、前記矩形同軸線路層の上に取り付けられた誘電体基
    板と、誘電体基板の上に形成された複数の放射導体と、
    放射導体に接続され前記誘電体基板を貫通して前記矩形
    同軸線路の一方の端に接続される垂直給電線路と、前記
    矩形同軸線路の他方の端に接続され前記ラジアル導波路
    に突出する励振プローブと、前記ラジアル導波路の中心
    に取り付けられたラジアル導波路に電力を給電する給電
    プローブとで構成したことを特徴とするアレーアンテナ
    装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110504540A (zh) * 2014-02-19 2019-11-26 集美塔公司 可操纵的多层圆柱馈送全息天线的动态极化和耦合控制

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110504540A (zh) * 2014-02-19 2019-11-26 集美塔公司 可操纵的多层圆柱馈送全息天线的动态极化和耦合控制
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