JPH1188045A - 偏波共用平面型アレーアンテナ - Google Patents
偏波共用平面型アレーアンテナInfo
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- JPH1188045A JPH1188045A JP9256197A JP25619797A JPH1188045A JP H1188045 A JPH1188045 A JP H1188045A JP 9256197 A JP9256197 A JP 9256197A JP 25619797 A JP25619797 A JP 25619797A JP H1188045 A JPH1188045 A JP H1188045A
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- microstrip antenna
- planar array
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】水平偏波と垂直偏波とで共用することのできる
平面型アンテナとする。 【解決手段】裏面にグランドプレーン２が形成された誘
電体基板１の表面に、フランクリンアンテナ３とブルー
スアンテナ４とを平行に複数列形成する。フランクリン
アンテナ３とブルースアンテナ４とは中央給電とされ、
フランクリンアンテナはＸ軸に平行な偏波を送受信可能
となり、ブルースアンテナ４はＹ軸に平行な偏波を送受
信可能となる。いずれの偏波においてもビーム方向はＺ
軸方向とされる。給電位置をずらすことにより、Ｚ軸方
向のビームをチルトすることができる。
平面型アンテナとする。 【解決手段】裏面にグランドプレーン２が形成された誘
電体基板１の表面に、フランクリンアンテナ３とブルー
スアンテナ４とを平行に複数列形成する。フランクリン
アンテナ３とブルースアンテナ４とは中央給電とされ、
フランクリンアンテナはＸ軸に平行な偏波を送受信可能
となり、ブルースアンテナ４はＹ軸に平行な偏波を送受
信可能となる。いずれの偏波においてもビーム方向はＺ
軸方向とされる。給電位置をずらすことにより、Ｚ軸方
向のビームをチルトすることができる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、水平偏波を送受信
することができると共に、垂直偏波も送受信することの
できる偏波共用の平面型アレーアンテナに関するもので
ある。
することができると共に、垂直偏波も送受信することの
できる偏波共用の平面型アレーアンテナに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、平面型アレーアンテナとしてマイ
クロストリップアンテナが知られている。このマイクロ
ストリップアンテナは、一般に誘電体基板の一面にグラ
ンドとなる導体が形成されており、他面にアンテナエレ
メントが形成されている。このアンテナエレメントによ
り進行波アンテナが構成されている場合は、一般に、ア
ンテナエレメントは周期的に屈曲された同一パターンが
繰り返し形成されている。周期的に屈曲されているの
は、水平偏波あるいは垂直偏波のいずれか一方を効率よ
く送受信可能とするためである。また、アンテナゲイン
を向上するために、同一の形状のアンテナエレメント
が、略平行に複数配列された平面型アレーアンテナとさ
れている。
クロストリップアンテナが知られている。このマイクロ
ストリップアンテナは、一般に誘電体基板の一面にグラ
ンドとなる導体が形成されており、他面にアンテナエレ
メントが形成されている。このアンテナエレメントによ
り進行波アンテナが構成されている場合は、一般に、ア
ンテナエレメントは周期的に屈曲された同一パターンが
繰り返し形成されている。周期的に屈曲されているの
は、水平偏波あるいは垂直偏波のいずれか一方を効率よ
く送受信可能とするためである。また、アンテナゲイン
を向上するために、同一の形状のアンテナエレメント
が、略平行に複数配列された平面型アレーアンテナとさ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の平面形アレーア
ンテナにおいては、水平偏波あるいは垂直偏波の内のい
ずれか一方の偏波しか送受信することができなかった。
また、従来の平面形アレーアンテナにおいては、アンテ
ナエレメントの一端から給電しているため、ビームの打
ち上げ角が固定となり、任意のビームチルトを与えるこ
とができないという問題点があった。そこで、本発明
は、水平偏波および垂直偏波において送受信することが
できると共に、ビールチルト角を調整することのできる
偏波共用平面型アレーアンテナを提供することを目的と
している。
ンテナにおいては、水平偏波あるいは垂直偏波の内のい
ずれか一方の偏波しか送受信することができなかった。
また、従来の平面形アレーアンテナにおいては、アンテ
ナエレメントの一端から給電しているため、ビームの打
ち上げ角が固定となり、任意のビームチルトを与えるこ
とができないという問題点があった。そこで、本発明
は、水平偏波および垂直偏波において送受信することが
できると共に、ビールチルト角を調整することのできる
偏波共用平面型アレーアンテナを提供することを目的と
している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的と達成するため
に、本発明の水平偏波と垂直偏波とを送受信することの
できる偏波共用平面型アレーアンテナは、グランドプレ
ーンから所定間隔離隔されて配置された第１の偏波を送
受信可能な中央給電される第１のマイクロストリップア
ンテナと、グランドプレーンから所定間隔離隔されて配
置された前記第１の偏波に直交する第２の偏波を送受信
可能な中央給電される第２のマイクロストリップアンテ
ナとを備え、前記第１のマイクロストリップアンテナ
と、前記第２のマイクロストリップアンテナとが同一平
面状に、略平行に複数列配列されている。
に、本発明の水平偏波と垂直偏波とを送受信することの
できる偏波共用平面型アレーアンテナは、グランドプレ
ーンから所定間隔離隔されて配置された第１の偏波を送
受信可能な中央給電される第１のマイクロストリップア
ンテナと、グランドプレーンから所定間隔離隔されて配
置された前記第１の偏波に直交する第２の偏波を送受信
可能な中央給電される第２のマイクロストリップアンテ
ナとを備え、前記第１のマイクロストリップアンテナ
と、前記第２のマイクロストリップアンテナとが同一平
面状に、略平行に複数列配列されている。
【０００５】また、前記偏波共用平面型アレーアンテナ
において、前記第１のマイクロストリップアンテナと、
前記第２のマイクロストリップアンテナとを、交互に複
数列配列させてもよい。さらに、前記第１のマイクロス
トリップアンテナがフランクリンアンテナとして構成さ
れており、前記第２のマイクロストリップアンテナが、
ブルースアンテナとして構成されていてもよい。
において、前記第１のマイクロストリップアンテナと、
前記第２のマイクロストリップアンテナとを、交互に複
数列配列させてもよい。さらに、前記第１のマイクロス
トリップアンテナがフランクリンアンテナとして構成さ
れており、前記第２のマイクロストリップアンテナが、
ブルースアンテナとして構成されていてもよい。
【０００６】さらにまた、誘電体基板の下面に前記グラ
ンドプレーンが形成されていると共に、該誘電体基板の
上面に前記第１のマイクロストリップアンテナと前記第
２のマイクロストリップアンテナが形成されているよう
にしてもよい。さらにまた、中央給電される前記第１の
マイクロストリップアンテナの給電位置をずらすことに
より、該第１のマイクロストリップアンテナにより形成
される前記第１の偏波のビームのチルト角を調整可能と
され、中央給電される前記第２のマイクロストリップア
ンテナの給電位置をずらすことにより、該第２のマイク
ロストリップアンテナにより形成される前記第２の偏波
のビームのチルト角を調整可能としてもよい。
ンドプレーンが形成されていると共に、該誘電体基板の
上面に前記第１のマイクロストリップアンテナと前記第
２のマイクロストリップアンテナが形成されているよう
にしてもよい。さらにまた、中央給電される前記第１の
マイクロストリップアンテナの給電位置をずらすことに
より、該第１のマイクロストリップアンテナにより形成
される前記第１の偏波のビームのチルト角を調整可能と
され、中央給電される前記第２のマイクロストリップア
ンテナの給電位置をずらすことにより、該第２のマイク
ロストリップアンテナにより形成される前記第２の偏波
のビームのチルト角を調整可能としてもよい。
【０００７】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナに
おいては、水平偏波を送受信することのできるストリッ
プアンテナと、垂直偏波を送受信することのできるスト
リップアンテナとを交互に配列して構成するようにした
ので、水平偏波・垂直偏波を共用することのできる平面
型アレーアンテナとすることができる。従って、アンテ
ナ全体の形状を小さくすることができる。また、水平偏
波を送受信することのできるストリップアンテナと、垂
直偏波を送受信することのできるストリップアンテナと
が中央給電方式で給電されているので、各アンテナの給
電点を中央からずらすようにすることにより、放射され
るビームのチルト角を変更することができるようにな
る。
おいては、水平偏波を送受信することのできるストリッ
プアンテナと、垂直偏波を送受信することのできるスト
リップアンテナとを交互に配列して構成するようにした
ので、水平偏波・垂直偏波を共用することのできる平面
型アレーアンテナとすることができる。従って、アンテ
ナ全体の形状を小さくすることができる。また、水平偏
波を送受信することのできるストリップアンテナと、垂
直偏波を送受信することのできるストリップアンテナと
が中央給電方式で給電されているので、各アンテナの給
電点を中央からずらすようにすることにより、放射され
るビームのチルト角を変更することができるようにな
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の水平偏波と垂直偏波とを
送受信することのできる偏波共用平面型アレーアンテナ
の実施の形態の説明をする前に、本発明の偏波共用平面
型アレーアンテナの原理を、図１および図２に示すブル
ースアンテナとフランクリンアンテナを参照して説明す
る。なお、ブルースアンテナとフランクリンアンテナと
は、本発明の偏波共用平面型アレーアンテナにおいて、
アンテナエレメントユニットとして使用されている。図
１に示すアンテナはブルースアンテナと呼称されるアン
テナであり、ミアンダライン状に周期的に屈曲されて構
成されている。このブルースアンテナ４は図示されてい
ないが、本発明においてはグランドプレーンから所定間
隔離隔されて、グランドプレーンに対向するよう配置さ
れている。
送受信することのできる偏波共用平面型アレーアンテナ
の実施の形態の説明をする前に、本発明の偏波共用平面
型アレーアンテナの原理を、図１および図２に示すブル
ースアンテナとフランクリンアンテナを参照して説明す
る。なお、ブルースアンテナとフランクリンアンテナと
は、本発明の偏波共用平面型アレーアンテナにおいて、
アンテナエレメントユニットとして使用されている。図
１に示すアンテナはブルースアンテナと呼称されるアン
テナであり、ミアンダライン状に周期的に屈曲されて構
成されている。このブルースアンテナ４は図示されてい
ないが、本発明においてはグランドプレーンから所定間
隔離隔されて、グランドプレーンに対向するよう配置さ
れている。
【０００９】すなわち、本発明におけるブルースアンテ
ナ４はマイクロストリップアンテナとして構成されてい
る。また、ブルースアンテナ４の図示する垂直方向のエ
レメント長Ｂｙは、約λ／４（λ：使用帯域の中心周波
数における波長）とされており、水平方向のエレメント
長Ｂｘは、ｋＢｙとされている。ｋは経験的に定められ
る値であり、例えば１．１７とされる。また、図示しな
いグランドプレーンとの間隔は、約λ／１６とされてい
る。このように構成されたブルースアンテナ４のほぼ中
央に設けられた給電点Ｐに、同軸ケーブル１００の芯線
を接続して給電するようにすると、ブルースアンテナ４
上に破線で図示するような電流が流れるようになる。
ナ４はマイクロストリップアンテナとして構成されてい
る。また、ブルースアンテナ４の図示する垂直方向のエ
レメント長Ｂｙは、約λ／４（λ：使用帯域の中心周波
数における波長）とされており、水平方向のエレメント
長Ｂｘは、ｋＢｙとされている。ｋは経験的に定められ
る値であり、例えば１．１７とされる。また、図示しな
いグランドプレーンとの間隔は、約λ／１６とされてい
る。このように構成されたブルースアンテナ４のほぼ中
央に設けられた給電点Ｐに、同軸ケーブル１００の芯線
を接続して給電するようにすると、ブルースアンテナ４
上に破線で図示するような電流が流れるようになる。
【００１０】そして、電流Ｂ４と電流Ｂ５により発生す
る電磁波は、電流間の位相が逆相となるため相互に打ち
消され、同様に電流Ｂ１と電流Ｂ２により発生する電磁
波、および、電流Ｂ７と電流Ｂ８により発生する電磁波
も、電流間の位相が逆相となるため相互に打ち消される
ようになる。また、電流Ｂ０，Ｂ３，Ｂ６，Ｂ９・・・
により発生する電磁波は同相となり、重なり合って増強
されるようになる。このため、ブルースアンテナ４の延
伸方向に直交する方向に電磁波が放射されるようにな
る。従って、ブルースアンテナ４は、垂直方向に屈曲さ
れているエレメントに平行な直線偏波用のアンテナとな
る。
る電磁波は、電流間の位相が逆相となるため相互に打ち
消され、同様に電流Ｂ１と電流Ｂ２により発生する電磁
波、および、電流Ｂ７と電流Ｂ８により発生する電磁波
も、電流間の位相が逆相となるため相互に打ち消される
ようになる。また、電流Ｂ０，Ｂ３，Ｂ６，Ｂ９・・・
により発生する電磁波は同相となり、重なり合って増強
されるようになる。このため、ブルースアンテナ４の延
伸方向に直交する方向に電磁波が放射されるようにな
る。従って、ブルースアンテナ４は、垂直方向に屈曲さ
れているエレメントに平行な直線偏波用のアンテナとな
る。
【００１１】また、図２に示すアンテナはフランクリン
アンテナと呼称されるアンテナであり、その１アンテナ
単位は水平方向に延伸されている水平エレメントと、複
雑、かつ、周期的に屈曲された屈曲エレメントから構成
されている。図示する例では３アンテナ単位からなるフ
ランクリンアンテナが示されており、エレメント３−
１，３−３，３−５が水平エレメントであり、エレメン
ト３−２，３−４，３−６が屈曲エレメントとされてい
る。また、フランクリンアンテナ３は図示されていない
が、本発明においてはグランドプレーンから所定間隔離
隔されて、グランドプレーンに対向するよう配置されて
いる。すなわち、本発明におけるフランクリンアンテナ
３はマイクロストリップアンテナとして構成されてい
る。
アンテナと呼称されるアンテナであり、その１アンテナ
単位は水平方向に延伸されている水平エレメントと、複
雑、かつ、周期的に屈曲された屈曲エレメントから構成
されている。図示する例では３アンテナ単位からなるフ
ランクリンアンテナが示されており、エレメント３−
１，３−３，３−５が水平エレメントであり、エレメン
ト３−２，３−４，３−６が屈曲エレメントとされてい
る。また、フランクリンアンテナ３は図示されていない
が、本発明においてはグランドプレーンから所定間隔離
隔されて、グランドプレーンに対向するよう配置されて
いる。すなわち、本発明におけるフランクリンアンテナ
３はマイクロストリップアンテナとして構成されてい
る。
【００１２】また、フランクリンアンテナ３における水
平エレメント３−１，３−３，３−５のエレメント長Ｌ
は、約λ／２（λ：使用帯域の中心周波数における波
長）とされており、屈曲エレメントにおける垂直方向に
おける半分の長さ、および水平方向において屈曲されて
いる長さであるエレメント長Ｓは、ｐ・λ／１０とされ
ている。ｐは経験的に定められる値であり、例えば１．
１１とされる。また、図示しないグランドプレーンとの
間隔は、約λ／１６とされている。このように構成され
たフランクリンアンテナ３においては、水平エレメント
３−３と屈曲エレメント３−４との境界に設けられた給
電点Ｐに、同軸ケーブル１００を介して給電される。
平エレメント３−１，３−３，３−５のエレメント長Ｌ
は、約λ／２（λ：使用帯域の中心周波数における波
長）とされており、屈曲エレメントにおける垂直方向に
おける半分の長さ、および水平方向において屈曲されて
いる長さであるエレメント長Ｓは、ｐ・λ／１０とされ
ている。ｐは経験的に定められる値であり、例えば１．
１１とされる。また、図示しないグランドプレーンとの
間隔は、約λ／１６とされている。このように構成され
たフランクリンアンテナ３においては、水平エレメント
３−３と屈曲エレメント３−４との境界に設けられた給
電点Ｐに、同軸ケーブル１００を介して給電される。
【００１３】この際に、水平エレメント３−１のエレメ
ント長Ｆ１，水平エレメント３−３のエレメント長Ｆ
３，水平エレメント３−５のエレメント長Ｆ５は等しい
長さとされており、そのエレメント長は前述のように約
λ／２（λ：使用帯域の中心周波数における波長）の電
気長とされる。さらに、屈曲エレメント３−２のエレメ
ント長Ｆ２，屈曲エレメント３−４のエレメント長Ｆ
４，屈曲エレメント３−６のエレメント長Ｆ６の電気長
も約λ／２（λ：使用帯域の中心周波数における波長）
とされる。すると、水平エレメント３−１，水平エレメ
ント３−３，水平エレメント３−５に流れる電流が同相
となり、この水平エレメント３−１，３−３，３−５か
ら放射される電磁波は加算されて放射されるようにな
る。このため、フランクリンアンテナ３の延伸方向に平
行な方向に偏波された電磁波が放射されるようになる。
すなわち、フランクリンアンテナ３は、水平方向のエレ
メントに平行な直線偏波用のアンテナとなる。
ント長Ｆ１，水平エレメント３−３のエレメント長Ｆ
３，水平エレメント３−５のエレメント長Ｆ５は等しい
長さとされており、そのエレメント長は前述のように約
λ／２（λ：使用帯域の中心周波数における波長）の電
気長とされる。さらに、屈曲エレメント３−２のエレメ
ント長Ｆ２，屈曲エレメント３−４のエレメント長Ｆ
４，屈曲エレメント３−６のエレメント長Ｆ６の電気長
も約λ／２（λ：使用帯域の中心周波数における波長）
とされる。すると、水平エレメント３−１，水平エレメ
ント３−３，水平エレメント３−５に流れる電流が同相
となり、この水平エレメント３−１，３−３，３−５か
ら放射される電磁波は加算されて放射されるようにな
る。このため、フランクリンアンテナ３の延伸方向に平
行な方向に偏波された電磁波が放射されるようになる。
すなわち、フランクリンアンテナ３は、水平方向のエレ
メントに平行な直線偏波用のアンテナとなる。
【００１４】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナに
おいては、上記説明したブルースアンテナ４およびフラ
ンクリンアンテナ３を使用しているが、ブルースアンテ
ナ４およびフランクリンアンテナ３は共に、図１および
図２に示すエレメントの両端から同一の繰り返しパター
ン（屈曲形状）を持って両側へ延伸するよう構成されて
いる。そして、両アンテナは、進行波アンテナとして動
作するようにされている。この際、両端を該アンテナの
特性インピーダンスにより終端するようにしてもよい。
おいては、上記説明したブルースアンテナ４およびフラ
ンクリンアンテナ３を使用しているが、ブルースアンテ
ナ４およびフランクリンアンテナ３は共に、図１および
図２に示すエレメントの両端から同一の繰り返しパター
ン（屈曲形状）を持って両側へ延伸するよう構成されて
いる。そして、両アンテナは、進行波アンテナとして動
作するようにされている。この際、両端を該アンテナの
特性インピーダンスにより終端するようにしてもよい。
【００１５】次に、本発明の偏波共用平面型アレーアン
テナの実施の形態における一構成例を図３に示す。図３
において、誘電体基板１の裏面の前面にグランドプレー
ン２が形成されており、誘電体基板１の表面には上記説
明したフランクリンアンテナ３，３が複数列と、複数列
のブルースアンテナ４，４とが交互に平行して形成され
ている。そして、偏波共用平面型アレーアンテナ５０の
長軸方向をＸ軸とし、短軸方向をＹ軸とし、偏波共用平
面型アレーアンテナ５０の面に直交する軸をＺ軸とする
と、図１を参照して説明したように、ブルースアンテナ
４，４はＹ軸に平行に偏波された電磁波を送受信するこ
とができ、フランクリンアンテナ３，３は図２を参照し
て説明したように、Ｘ軸に平行に偏波された電磁波を送
受信することができる。
テナの実施の形態における一構成例を図３に示す。図３
において、誘電体基板１の裏面の前面にグランドプレー
ン２が形成されており、誘電体基板１の表面には上記説
明したフランクリンアンテナ３，３が複数列と、複数列
のブルースアンテナ４，４とが交互に平行して形成され
ている。そして、偏波共用平面型アレーアンテナ５０の
長軸方向をＸ軸とし、短軸方向をＹ軸とし、偏波共用平
面型アレーアンテナ５０の面に直交する軸をＺ軸とする
と、図１を参照して説明したように、ブルースアンテナ
４，４はＹ軸に平行に偏波された電磁波を送受信するこ
とができ、フランクリンアンテナ３，３は図２を参照し
て説明したように、Ｘ軸に平行に偏波された電磁波を送
受信することができる。
【００１６】また、フランクリンアンテナ３，３の各寸
法は図２で説明したとおりとされ、ブルースアンテナ
４，４の各寸法は図１で説明したとおりとされている。
ただし、誘電体基板１の厚さｈは使用帯域の中心周波数
の波長をλとしたときに約λ／１６とされ、フランクリ
ンアンテナ３，３とブルースアンテナ４，４との間隔ｄ
は、アンテナ同士の影響が弱くなる約０．４λとされて
いる。また、フランクリンアンテナ４，４とブルースア
ンテナ３，３の素子幅（素子径）は約λ／８０とされて
いる。さらに、誘電体基板１の比誘電率を約１．０とし
ているが、比誘電率εrを１より大きくすれば、波長が
短縮されることから偏波共用平面型アレーアンテナ５０
をより小型化することができる。
法は図２で説明したとおりとされ、ブルースアンテナ
４，４の各寸法は図１で説明したとおりとされている。
ただし、誘電体基板１の厚さｈは使用帯域の中心周波数
の波長をλとしたときに約λ／１６とされ、フランクリ
ンアンテナ３，３とブルースアンテナ４，４との間隔ｄ
は、アンテナ同士の影響が弱くなる約０．４λとされて
いる。また、フランクリンアンテナ４，４とブルースア
ンテナ３，３の素子幅（素子径）は約λ／８０とされて
いる。さらに、誘電体基板１の比誘電率を約１．０とし
ているが、比誘電率εrを１より大きくすれば、波長が
短縮されることから偏波共用平面型アレーアンテナ５０
をより小型化することができる。
【００１７】このように構成された偏波共用平面型アレ
ーアンテナ５０における給電構造を図４に示す。図４に
おいて、フランクリンアンテナ３，３には給電点Ｐ３，
Ｐ３がそれぞれ設けられており、ブルースアンテナ４，
４には給電点Ｐ４，Ｐ４がそれぞれ設けられている。こ
れらの給電の位置は、図１および図２に示す給電点Ｐの
位置と同様とされている。そして、給電点Ｐ３，Ｐ３と
給電点Ｐ４，Ｐ４とのＸ軸上の位置がずれるように、フ
ランクリンアンテナ３，３とブルースアンテナ４，４と
を形成し、給電基板１１と給電基板１２とを誘電体基板
１の裏側に配置することにより、給電基板１１と給電基
板１２からそれぞれ給電点Ｐ３，Ｐ３と給電点Ｐ４，Ｐ
４に給電することができる。
ーアンテナ５０における給電構造を図４に示す。図４に
おいて、フランクリンアンテナ３，３には給電点Ｐ３，
Ｐ３がそれぞれ設けられており、ブルースアンテナ４，
４には給電点Ｐ４，Ｐ４がそれぞれ設けられている。こ
れらの給電の位置は、図１および図２に示す給電点Ｐの
位置と同様とされている。そして、給電点Ｐ３，Ｐ３と
給電点Ｐ４，Ｐ４とのＸ軸上の位置がずれるように、フ
ランクリンアンテナ３，３とブルースアンテナ４，４と
を形成し、給電基板１１と給電基板１２とを誘電体基板
１の裏側に配置することにより、給電基板１１と給電基
板１２からそれぞれ給電点Ｐ３，Ｐ３と給電点Ｐ４，Ｐ
４に給電することができる。
【００１８】給電基板１１にはトーナメント方式の給電
回路が形成されており、例えば、プリント基板にトーナ
メントパターンを導体により形成することにより、給電
基板１１は構成されている。そして、同様に給電基板１
２にもトーナメント方式の給電回路が形成されており、
例えば、プリント基板にトーナメントパターンを導体に
より形成することにより、給電基板１２は構成されてい
る。なお、図示する場合は、フランクリンアンテナ３，
３とブルースアンテナ４，４とはそれぞれ２列づつ形成
されているが、本発明は２列づつに限られるものではな
く４列づつあるいは８列づつ配列するようにしてもよい
ものである。このような場合においても、給電基板１
１，給電基板１２において給電点数に応じたトーナメン
トパターンを形成しておくことにより給電することがで
きるものである。
回路が形成されており、例えば、プリント基板にトーナ
メントパターンを導体により形成することにより、給電
基板１１は構成されている。そして、同様に給電基板１
２にもトーナメント方式の給電回路が形成されており、
例えば、プリント基板にトーナメントパターンを導体に
より形成することにより、給電基板１２は構成されてい
る。なお、図示する場合は、フランクリンアンテナ３，
３とブルースアンテナ４，４とはそれぞれ２列づつ形成
されているが、本発明は２列づつに限られるものではな
く４列づつあるいは８列づつ配列するようにしてもよい
ものである。このような場合においても、給電基板１
１，給電基板１２において給電点数に応じたトーナメン
トパターンを形成しておくことにより給電することがで
きるものである。
【００１９】また、給電点Ｐ３，Ｐ３および給電点Ｐ
４，Ｐ４の位置をＸ軸上でずらすことにより、Ｚ軸方向
に放射されるビームをチルトすることができるようにな
る。この際のチルト角は、Ｘ軸上においてずらされた距
離に応じた角度とされる。
４，Ｐ４の位置をＸ軸上でずらすことにより、Ｚ軸方向
に放射されるビームをチルトすることができるようにな
る。この際のチルト角は、Ｘ軸上においてずらされた距
離に応じた角度とされる。
【００２０】次に、本発明の偏波共用平面型アレーアン
テナの製造方法の一例を図５に示す。図５において、誘
電体基板１の比誘電率εrは、ほぼ空気と等しい約１．
０となるように、発泡された樹脂により構成されたり、
ハネカムコア形状とされている。このような低誘電率の
誘電基板１の裏面に導電性のグランドプレーン２を貼着
あるいはプリントすることにより形成する。そして、薄
いフィルム１−１上にフランクリンアンテナ３，３とブ
ルースアンテナ４，４とを、複数列プリントすることに
より形成する。そして、このフランクリンアンテナ３，
３とブルースアンテナ４，４とが形成されたフィルム１
−１を誘電体基板１の表面に載置して、カバーで覆うこ
とにより誘電体基板１と一体化する。これにより、複数
配列されていると共にマイクロストリップ導体により構
成されたフランクリンアンテナ３，３とブルースアンテ
ナ４，４とを備える偏波共用平面型アレーアンテナを作
製することができる。
テナの製造方法の一例を図５に示す。図５において、誘
電体基板１の比誘電率εrは、ほぼ空気と等しい約１．
０となるように、発泡された樹脂により構成されたり、
ハネカムコア形状とされている。このような低誘電率の
誘電基板１の裏面に導電性のグランドプレーン２を貼着
あるいはプリントすることにより形成する。そして、薄
いフィルム１−１上にフランクリンアンテナ３，３とブ
ルースアンテナ４，４とを、複数列プリントすることに
より形成する。そして、このフランクリンアンテナ３，
３とブルースアンテナ４，４とが形成されたフィルム１
−１を誘電体基板１の表面に載置して、カバーで覆うこ
とにより誘電体基板１と一体化する。これにより、複数
配列されていると共にマイクロストリップ導体により構
成されたフランクリンアンテナ３，３とブルースアンテ
ナ４，４とを備える偏波共用平面型アレーアンテナを作
製することができる。
【００２１】上記説明したように構成された偏波共用平
面型アレーアンテナの電気的特性を図６ないし図９を参
照しながら説明する。これらの図においては、フランク
リンアンテナ３，３のみを給電した場合に発生するＸ軸
方向偏波をＦＢｏＦＢｏとして示し、ブルースアンテナ
４，４のみを給電した場合に発生するＹ軸方向偏波をＦ
ｏＢＦｏＢとして示している。なお、偏波共用平面型ア
レーアンテナの動作中心周波数は、例えば１２．５ＧＨ
ｚとされている。図６は、図１に示すＸ−Ｙ平面の角度
φがφ＝０°の平面におけるＸ軸方向偏波ＦＢｏＦＢｏ
と、Ｙ軸方向偏波ＦｏＢＦｏＢのビーム方向を示してお
り、この図を参照すると、Ｘ軸方向偏波ＦＢｏＦＢｏ
と、Ｙ軸方向偏波ＦｏＢＦｏＢのビーム方向は共に、図
１に示すＸ−Ｚ平面におけるチルト角θがほぼ０°とさ
れている。このようにフランクリンアンテナ３，３とブ
ルースアンテナ４，４のビーム方向は完全に一致してい
る。
面型アレーアンテナの電気的特性を図６ないし図９を参
照しながら説明する。これらの図においては、フランク
リンアンテナ３，３のみを給電した場合に発生するＸ軸
方向偏波をＦＢｏＦＢｏとして示し、ブルースアンテナ
４，４のみを給電した場合に発生するＹ軸方向偏波をＦ
ｏＢＦｏＢとして示している。なお、偏波共用平面型ア
レーアンテナの動作中心周波数は、例えば１２．５ＧＨ
ｚとされている。図６は、図１に示すＸ−Ｙ平面の角度
φがφ＝０°の平面におけるＸ軸方向偏波ＦＢｏＦＢｏ
と、Ｙ軸方向偏波ＦｏＢＦｏＢのビーム方向を示してお
り、この図を参照すると、Ｘ軸方向偏波ＦＢｏＦＢｏ
と、Ｙ軸方向偏波ＦｏＢＦｏＢのビーム方向は共に、図
１に示すＸ−Ｚ平面におけるチルト角θがほぼ０°とさ
れている。このようにフランクリンアンテナ３，３とブ
ルースアンテナ４，４のビーム方向は完全に一致してい
る。
【００２２】また、図７はＺ軸上における不要な成分で
ある直交偏波成分を示している。図７に示されるように
フランクリンアンテナ３，３とブルースアンテナ４，４
の直交偏波成分は共に、−３０ｄＢ以下とされて不要波
成分は小さくされている。さらに、図８はフランクリン
アンテナ３，３（Ｘ軸方向偏波ＦＢｏＦＢｏ）の利得特
性を示している。設計周波数（１２．５ＧＨｚ）での計
算値は２２．３ｄＢである。測定された利得値は動作帯
域内において、計算値に近似した２０ｄＢ以上の平坦か
つ良好な特性とされている。この際の４％帯域内での降
下は約１ｄＢとされている。
ある直交偏波成分を示している。図７に示されるように
フランクリンアンテナ３，３とブルースアンテナ４，４
の直交偏波成分は共に、−３０ｄＢ以下とされて不要波
成分は小さくされている。さらに、図８はフランクリン
アンテナ３，３（Ｘ軸方向偏波ＦＢｏＦＢｏ）の利得特
性を示している。設計周波数（１２．５ＧＨｚ）での計
算値は２２．３ｄＢである。測定された利得値は動作帯
域内において、計算値に近似した２０ｄＢ以上の平坦か
つ良好な特性とされている。この際の４％帯域内での降
下は約１ｄＢとされている。
【００２３】さらにまた、図９はブルースアンテナ４，
４（Ｙ軸方向偏波ＦｏＢＦｏＢ）の利得特性を示してい
る。この場合も、設計周波数（１２．５ＧＨｚ）での計
算値は２２．３ｄＢである。測定された利得値は動作帯
域内において、計算値に近似した２０ｄＢ以上の平坦か
つ良好な特性とされている。この際の４％帯域内での降
下は約１ｄＢとされている。
４（Ｙ軸方向偏波ＦｏＢＦｏＢ）の利得特性を示してい
る。この場合も、設計周波数（１２．５ＧＨｚ）での計
算値は２２．３ｄＢである。測定された利得値は動作帯
域内において、計算値に近似した２０ｄＢ以上の平坦か
つ良好な特性とされている。この際の４％帯域内での降
下は約１ｄＢとされている。
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、水平偏波
を送受信することのできるストリップアンテナと、垂直
偏波を送受信することのできるストリップアンテナとを
交互に配列して構成するようにしたので、水平偏波・垂
直偏波を共用することのできる平面型アレーアンテナと
することができる。従って、アンテナ全体の形状を小さ
くすることができると共に、アンテナを構成している材
料が発泡体のように軽いものであることから軽量化する
こともできる。また、水平偏波を送受信することのでき
るストリップアンテナと、垂直偏波を送受信することの
できるストリップアンテナとが中央給電とされているの
で、各アンテナの給電点を中央からずらすようにするこ
とにより、放射されるビームのチルト角を変更すること
ができるようになる。
を送受信することのできるストリップアンテナと、垂直
偏波を送受信することのできるストリップアンテナとを
交互に配列して構成するようにしたので、水平偏波・垂
直偏波を共用することのできる平面型アレーアンテナと
することができる。従って、アンテナ全体の形状を小さ
くすることができると共に、アンテナを構成している材
料が発泡体のように軽いものであることから軽量化する
こともできる。また、水平偏波を送受信することのでき
るストリップアンテナと、垂直偏波を送受信することの
できるストリップアンテナとが中央給電とされているの
で、各アンテナの給電点を中央からずらすようにするこ
とにより、放射されるビームのチルト角を変更すること
ができるようになる。
【図１】本発明に使用するブルースアンテナを説明する
ための原理図である。
ための原理図である。
【図２】本発明に使用するフランクリンアンテナを説明
するための原理図である。
するための原理図である。
【図３】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナの実施
の形態の一構成を示す斜視図である。
の形態の一構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナの給電
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図５】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナの製造
方法を説明するための図である。
方法を説明するための図である。
【図６】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナにおけ
る水平偏波のビーム方向と、垂直偏波のビーム方向とを
示す電気的特性図である。
る水平偏波のビーム方向と、垂直偏波のビーム方向とを
示す電気的特性図である。
【図７】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナにおけ
る直交偏波成分を示す電気的特性図である。
る直交偏波成分を示す電気的特性図である。
【図８】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナにおけ
るフランクリンアンテナの利得特性を示す電気的特性図
である。
るフランクリンアンテナの利得特性を示す電気的特性図
である。
【図９】本発明の偏波共用平面型アレーアンテナにおけ
るブルースアンテナの利得特性を示す電気的特性図であ
る。
るブルースアンテナの利得特性を示す電気的特性図であ
る。
１ 誘電体基板 ２ グランドプレーン ３ フランクリンアンテナ ４ ブルースアンテナ １１ 給電基板 １２ 給電基板 １００ 同軸ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内潤治 東京都小金井市貫井南町３−11−26
Claims (5)
- 【請求項１】 グランドプレーンから所定間隔離隔され
て配置された第１の偏波を送受信可能な中央給電される
第１のマイクロストリップアンテナと、 グランドプレーンから所定間隔離隔されて配置された前
記第１の偏波に直交する第２の偏波を送受信可能な中央
給電される第２のマイクロストリップアンテナとを備
え、 前記第１のマイクロストリップアンテナと、前記第２の
マイクロストリップアンテナとが同一平面状に、略平行
に複数列配列されていることを特徴とする水平偏波と垂
直偏波とを送受信することのできる偏波共用平面型アレ
ーアンテナ。 - 【請求項２】 前記第１のマイクロストリップアンテナ
と、前記第２のマイクロストリップアンテナとが、交互
に複数列配列されていることを特徴とする水平偏波と垂
直偏波とを送受信することのできる請求項１記載の偏波
共用平面型アレーアンテナ。 - 【請求項３】 前記第１のマイクロストリップアンテナ
がフランクリンアンテナとして構成されており、前記第
２のマイクロストリップアンテナが、ブルースアンテナ
として構成されていることを特徴とする水平偏波と垂直
偏波とを送受信することのできる請求項１記載の偏波共
用平面型アレーアンテナ。 - 【請求項４】 誘電体基板の下面に前記グランドプレー
ンが形成されていると共に、該誘電体基板の上面に前記
第１のマイクロストリップアンテナと前記第２のマイク
ロストリップアンテナが形成されていることを特徴とす
る水平偏波と垂直偏波とを送受信することのできる請求
項１記載の偏波共用平面型アレーアンテナ。 - 【請求項５】 中央給電される前記第１のマイクロスト
リップアンテナの給電位置をずらすことにより、該第１
のマイクロストリップアンテナにより形成される前記第
１の偏波のビームのチルト角を調整可能とされ、中央給
電される前記第２のマイクロストリップアンテナの給電
位置をずらすことにより、該第２のマイクロストリップ
アンテナにより形成される前記第２の偏波のビームのチ
ルト角を調整可能とされていることを特徴とする水平偏
波と垂直偏波とを送受信することのできる請求項１記載
の偏波共用平面型アレーアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256197A JPH1188045A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 偏波共用平面型アレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256197A JPH1188045A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 偏波共用平面型アレーアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1188045A true JPH1188045A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17289267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9256197A Pending JPH1188045A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 偏波共用平面型アレーアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1188045A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545329A (ja) * | 2005-07-04 | 2008-12-11 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | ポイント−ツウ−ポイントに適用して用いられる改良型リピータアンテナ |
| JP2016225935A (ja) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | 日本無線株式会社 | アレーアンテナ、中央給電アレーアンテナ及び平面状アレーアンテナ |
| JP2021114620A (ja) * | 2016-06-13 | 2021-08-05 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置および通信システム |
| WO2022208836A1 (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP9256197A patent/JPH1188045A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545329A (ja) * | 2005-07-04 | 2008-12-11 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | ポイント−ツウ−ポイントに適用して用いられる改良型リピータアンテナ |
| JP4746098B2 (ja) * | 2005-07-04 | 2011-08-10 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | ポイント−ツウ−ポイントに適用して用いられる改良型リピータアンテナ |
| JP2016225935A (ja) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | 日本無線株式会社 | アレーアンテナ、中央給電アレーアンテナ及び平面状アレーアンテナ |
| JP2021114620A (ja) * | 2016-06-13 | 2021-08-05 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置および通信システム |
| WO2022208836A1 (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| JPWO2022208836A1 (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010130 |