JPH11261333A - アレイアンテナ - Google Patents

アレイアンテナ

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JPH11261333A
JPH11261333A JP6007998A JP6007998A JPH11261333A JP H11261333 A JPH11261333 A JP H11261333A JP 6007998 A JP6007998 A JP 6007998A JP 6007998 A JP6007998 A JP 6007998A JP H11261333 A JPH11261333 A JP H11261333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array
array antenna
antenna
radiating element
ground
Prior art date
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Pending
Application number
JP6007998A
Other languages
English (en)
Inventor
Kin Cho
欣 張
Yoshihiro Kuga
宣裕 久我
Osamu Nitta
修 新田
Tsukasa Hiruta
司 蛭田
Koichi Miyane
康一 宮根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高利得且つ指向性における電気的チルト角度
の周波数依存性が小さいアレイアンテナを提供する。 【解決手段】 複数の放射素子1をアレイ状に配列し、
この放射素子配列に沿わせてグランド4を形成し、この
グランド4で遮蔽された給電線路5を放射素子配列の間
まで配線し、この給電線路5より各放射素子1に給電す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の放射素子を
有するアレイアンテナに係り、特に、高利得且つ指向性
における電気的チルト角度の周波数依存性が小さいアレ
イアンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10(a)に従来のアレイアンテナを
示す。このアレイアンテナは、グランドを持つアンテナ
構造を有する。当図において、右端よりマイクロストリ
ップ線路12に印加された給電信号は、マイクロストリ
ップ線路12の途中に設けられている給電線路13を通
って放射素子15に印加される。すなわち、放射素子1
5は給電される。これにより放射素子15から電波が放
射される。
【0003】図10(b)に示されたアレイアンテナ
は、図10(a)のアンテナを2段結合してコリニアア
ンテナを構成したものである。すなわち、基板11、マ
イクロストリップ線路12及び接地導体(グランド)1
7が長手方向に延長され、その延長されたマイクロスト
リップ線路22の途中に2段目の給電線路23が設けら
れ、その給電線路23に2段目の放射素子25が接続さ
れている。1段目と2段目との給電点間の距離Lは電気
長1/2波長になっている。この給電点間距離Lを変化
させることより、指向性の変化、すなわちチルトを持た
せることができる。このようなアレイアンテナは軽量・
薄型で簡便に使用することができる。更に、接地導体1
7側にこのアレイアンテナより上段にあるアンテナ(図
示せず)への給電線路を配置することができ、従って、
多段のダイバーシチアンテナを構成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のグランドを持つ
アレイアンテナ(図10(a)、(b))は直列端部給
電、即ち、1段目、2段目のための給電信号をマイクロ
ストリップ線路12の右端より印加することによりアン
テナを細径化しているが、長線路効果のため多段化時の
利得飽和が問題となっている。また、シリーズ給電であ
るため、周波数変化に伴って、指向性における電気的チ
ルト角度の変化が大きいことも問題になっている。
【0005】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高利得且つ指向性における電気的チルト角度の周波
数依存性が小さいアレイアンテナを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数の放射素子をアレイ状に配列し、この
放射素子配列に沿わせてグランドを形成し、このグラン
ドで遮蔽された給電線路を放射素子配列の間まで配線
し、この給電線路より各放射素子に給電するものであ
る。
【0007】上記給電線路に放射素子配列の片方側の放
射素子への給電と他方側の放射素子への給電とを分配す
る分配回路を接続してもよい。
【0008】上記放射素子配列の間隔を変化させること
により、指向性を変化させてもよい。
【0009】上記アレイアンテナを含む複数個のアンテ
ナ或いはアレイアンテナを組合せることより、ダイバー
シチアンテナを構成してもよい。
【0010】上記アレイアンテナとは別のアンテナ或い
はアレイアンテナへの給電線路を上記グランドで遮蔽し
て配線してもよい。
【0011】上記放射素子配列の一端に避雷器を配置し
てもよい。
【0012】上記アレイアンテナを所定間隔を隔てて複
数個配置してもよい。
【0013】上記アレイアンテナがマイクロストリップ
線路構造、導波管構造、同軸構造、コプレーナ構造、ト
リプレート構造、NRDガイド構造、平行線線路構造、
スロット構造のいずれかの構造を有してもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0015】図1に示すように、本発明の一実施形態に
よるアレイアンテナは、基板上に複数の放射素子1をア
レイ状に配列し、この放射素子のアレイ状の配列に沿わ
せてグランド4を形成し、このグランド4で遮蔽された
給電線路5を放射素子配列の間まで配線し、この放射素
子配列の間まで配線された給電線路5より各放射素子1
に給電するものである。図1(a)はアレイアンテナの
裏に相当する基板の裏面側を示し、図1(b)はアレイ
アンテナの表に相当する基板の表面側を示している。図
示のように、グランド4を持つアレイアンテナは、放射
素子1と、放射素子1とマイクロストリップ線路3とを
結ぶ放射素子用給電線路2と、長手方向の両端が開放さ
れた先端オープンのマイクロストリップ線路3とによっ
て構成されている。同軸ケーブルからなる給電線路5
は、基板の裏面側に設けられ、グランド4に沿わせて基
板の面内まで配線されている。給電線路5は放射素子1
に対してグランド4で遮蔽されていることになる。給電
線路5の中心線路は、グランド4中に設けた絶縁部にお
いて基板の表面側に貫通されており、グランド4とは接
することがないようにしてマイクロストリップ線路3に
接している。裏面側に絶縁部が位置する基板の表面側
は、放射素子配列の中間位置に相当し、マイクロストリ
ップ線路3上にある。この位置を給電点とする。給電点
は放射素子配列の間に位置し、給電信号は、マイクロス
トリップ線路3の端点ではなく途中に印加されることに
なる。
【0016】次に動作について説明する。給電線路5か
らの給電信号は、マイクロストリップ線路3を通って放
射素子用給電線路2経由で放射素子1に給電され、この
放射素子1により電波が放射される。このとき、アレイ
アンテナ振幅および位相分布をそれぞれ対称、反対称に
励振するために、マイクロストリップ線路3の長手方向
の中心点より電気長λ/ 4だけオフセットした位置を給
電点とする。アレイアンテナの両端部には開放スタブを
装荷してもよく、これらの開放スタブを調整することに
より給電系との整合がなされる。
【0017】本実施形態の効果としては、長線路効果の
ため多段化時の利得飽和問題が解決し、従来実現できな
い高利得を得ることができた。また、素子間給電、即ち
給電点を放射素子配列の間としたことにより、チルト角
度周波数への依存性が大きいという問題点も解決され
た。なお、上記アレイアンテナは、誘電体基板上で構成
され、微細加工工程及びプリント基板加工工程より製作
されているため、薄型且つ軽量であるだけでなく、寸法
精度も非常に良く、組み立て及び調整などがほとんどい
らず、量産性に優れる。
【0018】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【0019】図2において図1と同一符号は、同一また
は相同部分を示す。このアレイアンテナは、給電線路5
に放射素子配列の片方側の放射素子1への給電と他方側
の放射素子1への給電とを分配する分配回路6を接続し
たものである。即ち、給電点に分配回路6を設けたもの
である。給電線路5からの給電信号は、分配回路6によ
って分配され、それぞれの方向にマイクロストリップ線
路3を通ってアンテナ素子1に給電される。それぞれの
マイクロストリップ線路3の長さを変化させて、アレイ
アンテナの各アンテナ位相を調整することができる。
【0020】基本動作及び効果は図1のアレイアンテナ
と同等であるが、分配回路6を用いたことにより、マイ
クロストリップ線路3の長さが放射素子1の間隔に制限
されず、自由に変えることができる。例えば、図2のよ
うに、分配回路6からの片方側のマイクロストリップ線
路3の長さは、分配回路6からの他方側のマイクロスト
リップ線路3の長さと異なる。
【0021】図3において図1と同一符号は、同一また
は相同部分を示す。このアレイアンテナにおいても、マ
イクロストリップ線路3の長さを変化して、アレイアン
テナの各アンテナ位相を調整することができる。
【0022】基本動作及び効果は図1のアレイアンテナ
と同等であるが、図3のように放射素子の配列個数が奇
数の場合にも所望の特性が得られる。
【0023】図4において、図2と同一符号は、同一ま
たは相同部分を示す。このアレイアンテナは、複数個の
アレイアンテナを組合せて1つのアレイアンテナとした
ものである。分配回路6を境にして、それぞれのアレイ
アンテナをサブアレイアンテナと呼ぶ。各サブアレイア
ンテナは、複数の放射素子1を配列したものであり、全
ての放射素子1の間隔は同じでなくてもよい。図4にお
いて、分配回路6から分配された信号は、それぞれ各サ
ブアレイアンテナのマイクロストリップ線路3を通って
アンテナ素子1に給電される。
【0024】基本動作及び効果は図2のアレイアンテナ
と同等であるが、各サブアレイアンテナのマイクロスト
リップ線路3にそれぞれ給電がなされるので、一層の高
利得化が実現される。
【0025】図5において、図2と同一符号は、同一ま
たは相同部分を示す。図5(a)及び図5(b)に示さ
れたアレイアンテナは、複数個のサブアレイアンテナを
組合せて1つのアレイアンテナとしたものである。図5
(c)及び図5(d)に示されたアレイアンテナは、一
方のサブアレイアンテナが奇数の放射素子1を有し、他
方のサブアレイアンテナが偶数の放射素子1を有するの
で、全体のアレイアンテナは奇数の放射素子1を有す
る。このように放射素子配列の数が奇数の場合において
も、分配回路6を用いて給電することが可能である。
【0026】基本動作及び効果は図4のアレイアンテナ
と同等であるが、放射素子間隔或いはマイクロストリッ
プ線路3の長さを変化させることより、指向性を変化さ
せる、すなわちチルトを持たせることができる。
【0027】図6において、図1と同一符号は、同一ま
たは相同部分を示す。このアレイアンテナは、同一基板
上に2つのアレイアンテナを配置しているものである。
【0028】基本動作及び効果は図1のアレイアンテナ
と同等であるが、2つのアレイアンテナは一つの基板上
でダイバーシチアンテナの効果が得られる。
【0029】図7において図1と同一符号は、同一また
は相同部分を示す。このアレイアンテナは、当該アレイ
アンテナとは別のアンテナ或いはアレイアンテナへの給
電線路を当該アレイアンテナのグランドで遮蔽して配線
したものである。即ち、1段目のアレイアンテナの裏面
側において、グランドに沿わせて2段目のアレイアンテ
ナへの給電線路5を配置し、これら2つのアレイアンテ
ナによりダイバーシチアンテナを構成している。
【0030】基本動作及び効果は図6のアレイアンテナ
と同等であるが、このように基板を別々に構成してもダ
イバーシチアンテナの効果が得られる。
【0031】図8において、図1と同一符号は、同一ま
たは相同部分を示す。このアレイアンテナは、図1のア
レイアンテナの一端に避雷器8を付加したものであり、
このように放射素子配列の一端に避雷器を配置してもよ
い。
【0032】基本動作及び効果は図1のアレイアンテナ
と同等であるが、避雷器8を付加したことにより、避雷
機能付きアンテナとして動作する。
【0033】図9において、図1と同一符号は、同一ま
たは相同部分を示す。このアレイアンテナは、図1のア
レイアンテナを例えば3つ縦列に配置して1つのアレイ
アンテナを構成し、さらにこのアレイアンテナを例えば
2つ並列に配置したものである。このように複数のアレ
イアンテナを空間的に所定の間隔を隔てて配置したこと
により、空間ダイバーシチアンテナが構成される。
【0034】基本動作及び効果は図1のアレイアンテナ
と同等であるが、アンテナのダイバーシチ効果が図られ
る。
【0035】以上の実施形態では、アレイアンテナにマ
イクロストリップ線路構造を使用したが、この代わり
に、導波管構造、同軸構造、コプレーナ構造、トリプレ
ート構造、NRDガイド構造、平行線線路構造、スロッ
ト構造などを使用してもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0037】(1)アレイアンテナの端点以外でアレイ
アンテナに給電することより、アレイアンテナの高利得
化及び小型化を実現することが可能となる。
【0038】(2)指向性における電気的チルト角度の
周波数への依存性を小さくできる。すなわち、広帯域に
おけるアンテナの良好な周波数特性が可能となる。
【0039】(3)複数個アンテナの配置より、ダイバ
ーシチアンテナを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すアンテナの構成図で
あり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示す。
【図2】本発明の他の実施形態を示すアンテナの構成図
であり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示
す。
【図3】本発明の他の実施形態を示すアンテナの構成図
であり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示
す。
【図4】本発明の他の実施形態を示すアンテナの構成図
であり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示
す。
【図5】本発明の他の実施形態を示すアンテナの構成図
であり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示
し、(c)は別の形態の裏面側を示し、(d)は表面側
を示す。
【図6】本発明の他の実施形態を示すアンテナの構成図
であり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示
す。
【図7】本発明の他の実施形態を示すアンテナの構成図
であり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示
す。
【図8】本発明の他の実施形態を示すアンテナの構成図
であり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示
す。
【図9】本発明の他の実施形態を示すアンテナの構成図
であり、(a)は裏面側を示し、(b)は表面側を示
す。
【図10】(a)、(b)は従来のグランドを持つアン
テナの平面図である。
【符号の説明】
1 放射素子 2 マイクロストリップ給電線路 3 マイクロストリップ線路 4 グランド 5 給電線路 6 分配回路 8 避雷器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蛭田 司 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 宮根 康一 茨城県日立市砂沢町880番地 日立電線株 式会社高砂工場内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の放射素子をアレイ状に配列し、こ
    の放射素子配列に沿わせてグランドを形成し、このグラ
    ンドで遮蔽された給電線路を放射素子配列の間まで配線
    し、この給電線路より各放射素子に給電することを特徴
    とするアレイアンテナ。
  2. 【請求項2】 上記給電線路に放射素子配列の片方側の
    放射素子への給電と他方側の放射素子への給電とを分配
    する分配回路を接続したことを特徴とする請求項1記載
    のアレイアンテナ。
  3. 【請求項3】 上記放射素子配列の間隔を変化させるこ
    とにより、指向性を変化させたことを特徴とする請求項
    1又は2記載のアレイアンテナ。
  4. 【請求項4】 上記アレイアンテナを含む複数個のアン
    テナ或いはアレイアンテナを組合せることより、ダイバ
    ーシチアンテナを構成したことを特徴とする請求項1〜
    3いずれか記載のアレイアンテナ。
  5. 【請求項5】 上記アレイアンテナとは別のアンテナ或
    いはアレイアンテナへの給電線路を上記グランドで遮蔽
    して配線したことを特徴とする請求項1〜4いずれか記
    載のアレイアンテナ。
  6. 【請求項6】 上記放射素子配列の一端に避雷器を配置
    したことを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のアレ
    イアンテナ。
  7. 【請求項7】 上記アレイアンテナを所定間隔を隔てて
    複数個配置したことを特徴とする請求項1〜6いずれか
    記載のアレイアンテナ。
  8. 【請求項8】 上記アレイアンテナがマイクロストリッ
    プ線路構造、導波管構造、同軸構造、コプレーナ構造、
    トリプレート構造、NRDガイド構造、平行線線路構
    造、スロット構造のいずれかの構造を有することを特徴
    とする請求項1〜7いずれか記載のアレイアンテナ。
JP6007998A 1998-03-11 1998-03-11 アレイアンテナ Pending JPH11261333A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004100314A1 (ja) * 2003-05-12 2004-11-18 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho 無線lanアンテナ
JP2005198185A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Yagi Antenna Co Ltd 並列給電コーリニアアンテナ
JP2010010990A (ja) * 2008-06-26 2010-01-14 Hitachi Cable Ltd 2周波共用無指向性アンテナ
JP2010538550A (ja) * 2007-09-04 2010-12-09 シエラ・ワイアレス・インコーポレーテッド コンパクト機器の無線通信のためのアンテナ構造

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