JPS5834962B2 - ホログラフイツクアンテナ - Google Patents
ホログラフイツクアンテナInfo
- Publication number
- JPS5834962B2 JPS5834962B2 JP8947975A JP8947975A JPS5834962B2 JP S5834962 B2 JPS5834962 B2 JP S5834962B2 JP 8947975 A JP8947975 A JP 8947975A JP 8947975 A JP8947975 A JP 8947975A JP S5834962 B2 JPS5834962 B2 JP S5834962B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- hologram
- dielectric plate
- radiator
- conductor
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
- H01Q19/067—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens using a hologram
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えばマイクロ波帯による通信、あるいは
放送などに用いられるホログラフィック（Ｈｏ ｌｏｇ
ｒａｐｈｉ ｃ）アンテナの改良に関するものである。
放送などに用いられるホログラフィック（Ｈｏ ｌｏｇ
ｒａｐｈｉ ｃ）アンテナの改良に関するものである。
まず、従来のこの種アンテナとしてオフセットパラボラ
アンテナを例に上げて説明する。
アンテナを例に上げて説明する。
第１図において、１は反射鏡、２は一次放射器、３は上
記−次放射器２につながる導波管、４は反射鏡１を支持
する支柱５と、−次放射器２を支持する支持体、６はア
ンテナの開口面である。
記−次放射器２につながる導波管、４は反射鏡１を支持
する支柱５と、−次放射器２を支持する支持体、６はア
ンテナの開口面である。
なお、反射鏡１はＦを焦点とし、Ｘ軸を回転軸とする回
転放物面鏡の一部である。
転放物面鏡の一部である。
すなわち、反射鏡１は鏡面上の任意の点Ｐを用いて
ＦＰ＋ＰＡ＝Ｃ（一定）・・・・・・・・・・・・（１
）但し、Ａ：点Ｐを出てＸ軸と平行に進行する半直線が
開口６と交わる点。
）但し、Ａ：点Ｐを出てＸ軸と平行に進行する半直線が
開口６と交わる点。
となるように設けられた回転放物面鏡の一部である。
また、導波管３は前記−次放射器２が円ホーンの場合は
円形導波管である。
円形導波管である。
このように構成されるアンテナを送信に使用する場合に
ついて説明すると、導波管３に供給された高周波電力は
基本ＴＥ１１モードで導波管３内を通過し、−次放射器
２に供給される。
ついて説明すると、導波管３に供給された高周波電力は
基本ＴＥ１１モードで導波管３内を通過し、−次放射器
２に供給される。
なお、−次放射器２は導波管３によって導かれた高周波
電力を焦点Ｆを位相中心とする球面波に変換する機能を
有しており、反射鏡１に対して電力を照射する。
電力を焦点Ｆを位相中心とする球面波に変換する機能を
有しており、反射鏡１に対して電力を照射する。
一次放射器２によって反射鏡１に照射された球面波は開
口面６上で平面波に変換される。
口面６上で平面波に変換される。
従来のアンテナは以上のように構成され、かつ動作する
から水平および垂直面内において鋭い指向性の放射特性
をもったペンシルビームを得ることはできるが、構造的
に大きな反射鏡を必要とするのでそれだけ重量も大きく
なり、また風の向きが矢印イおよび口の場合にアンテナ
の受ける風圧も大きい。
から水平および垂直面内において鋭い指向性の放射特性
をもったペンシルビームを得ることはできるが、構造的
に大きな反射鏡を必要とするのでそれだけ重量も大きく
なり、また風の向きが矢印イおよび口の場合にアンテナ
の受ける風圧も大きい。
従って、通信の送信用または受信用として高所に取付け
る場合、堅固な鉄塔や支持台を必要とする欠点がある。
る場合、堅固な鉄塔や支持台を必要とする欠点がある。
また、従来のホログラフィックアンテナとして昭和５０
年度信学全犬、Ｎｏ、５８１に示されるものがあるが、
この種のホログラフィックアンテナは、その構成上、−
次放射器からのスピルオーバー電力が大きく、アンテナ
としての能率が低いと云う欠点がある。
年度信学全犬、Ｎｏ、５８１に示されるものがあるが、
この種のホログラフィックアンテナは、その構成上、−
次放射器からのスピルオーバー電力が大きく、アンテナ
としての能率が低いと云う欠点がある。
この発明はこれらの欠点を除去するために、２つの波の
干渉縞を近似するホログラムとして、ホログラムアレイ
を適当な間隔で積重ねた体積ホログラムを用いるととも
に、再生する平面波の波面に直交する面内で構成するよ
う改良したもので、以下図面を用いて詳しく説明する。
干渉縞を近似するホログラムとして、ホログラムアレイ
を適当な間隔で積重ねた体積ホログラムを用いるととも
に、再生する平面波の波面に直交する面内で構成するよ
う改良したもので、以下図面を用いて詳しく説明する。
第２図はこの発明によるホログラフィックアンテナの実
施例であって、２は扇状の支持体４に取付けられている
一次放射器、６は開口面、７ａ。
施例であって、２は扇状の支持体４に取付けられている
一次放射器、６は開口面、７ａ。
７ｂはそれぞれ誘電体板であって、その形状は扇状をな
しており、７ａ、７ｂをもって一組のホログラムアレイ
８を構成している。
しており、７ａ、７ｂをもって一組のホログラムアレイ
８を構成している。
すなわち、この発明のアンテナにおいては上記のホログ
ラムアレイが複数組（第２図では４組）設けられている
。
ラムアレイが複数組（第２図では４組）設けられている
。
なお、それぞれの誘電体板は風の方向イおよび口とは並
行で、また電板の到来方向（矢印ハ）に対しても並行に
しである。
行で、また電板の到来方向（矢印ハ）に対しても並行に
しである。
９ａ〜９ｄは前記ホログラムアレイを構成する誘電体板
を支持する支持棒、１０はそれぞれの誘電体板の下側、
すなわち−次放射器側に設けた複数の同心の円弧状金属
導体であって、各ホログラムアレイに於て誘電体板７ａ
と、７ｂにおける取付位置は互に変位している。
を支持する支持棒、１０はそれぞれの誘電体板の下側、
すなわち−次放射器側に設けた複数の同心の円弧状金属
導体であって、各ホログラムアレイに於て誘電体板７ａ
と、７ｂにおける取付位置は互に変位している。
誘電体板とこれに取付けられている導体についてさらに
詳しくのべると、各ホログラムアレイは２次曲線状の複
数の導体１０を設けた波長に比べて十分薄い誘電体板２
枚からなり、このように構成されたホログラムアレイを
λ／４（λは波長）の間隔で複数組重ねて一つのアンテ
ナを形成している。
詳しくのべると、各ホログラムアレイは２次曲線状の複
数の導体１０を設けた波長に比べて十分薄い誘電体板２
枚からなり、このように構成されたホログラムアレイを
λ／４（λは波長）の間隔で複数組重ねて一つのアンテ
ナを形成している。
上記ホログラムアレイ８ａ〜８ｄを励振するモードは円
形および方形導波管におけるＴＥ１□モードである。
形および方形導波管におけるＴＥ１□モードである。
第３図はこの発明のアンテナの動作を円筒座標で説明す
るための図であり、ここでは−組のホログラムアレイ８
と一次放射器２を示しである。
るための図であり、ここでは−組のホログラムアレイ８
と一次放射器２を示しである。
なお、開口６はＺ軸よりρ。
だけ離れたｙ −ｚ所内にとっである。
また、ｄは誘電体板７ａと７ｂの間隔（距離）である。
さらに以下の説明においてｍなる記号は同一の誘電体板
上に設けられている導体の５ｕｆｆｉｘとして用いてい
る。
上に設けられている導体の５ｕｆｆｉｘとして用いてい
る。
このような関係に於て一次放射器２から放射し、導体１
０に当る電波は導体１０の幅が波長に比べて狭い場合球
面状に散乱する。
０に当る電波は導体１０の幅が波長に比べて狭い場合球
面状に散乱する。
従って、誘電体板Ｉａ上の導体のｍ番目、ｍ＋１番目・
・・・・・および誘電体板７ｂ上のｍ番目、ｍ＋１番目
・・・・・・の導体からの散乱波のうち、開口面６に至
る成分が開口面６で同相となるように各導体の座標を決
定してやれば、開口面６に平面波を形成することができ
る。
・・・・・および誘電体板７ｂ上のｍ番目、ｍ＋１番目
・・・・・・の導体からの散乱波のうち、開口面６に至
る成分が開口面６で同相となるように各導体の座標を決
定してやれば、開口面６に平面波を形成することができ
る。
ホログラムアレイは上記の条件を満足するとともに導体
１０で散乱されて開口面６と反対の方向に進行する電波
が、一対をなす２枚の誘電体板７ａ、７ｂの間隔と、誘
電体板７ａ、７ｂ上の導体１０の配置によって逆相とな
り、互いに打ち消すように構成されたもので、Ｚ軸上の
Ｚｌ に設けられた誘電体板７ａ上のｍ番目の導体１０
の座標をａｔｍｔＺｌから距離ｄだけ離れた誘電体板Ｉ
ｂ上のｍ番目の導体１０の座標をす、ｍとすると次式が
成立する。
１０で散乱されて開口面６と反対の方向に進行する電波
が、一対をなす２枚の誘電体板７ａ、７ｂの間隔と、誘
電体板７ａ、７ｂ上の導体１０の配置によって逆相とな
り、互いに打ち消すように構成されたもので、Ｚ軸上の
Ｚｌ に設けられた誘電体板７ａ上のｍ番目の導体１０
の座標をａｔｍｔＺｌから距離ｄだけ離れた誘電体板Ｉ
ｂ上のｍ番目の導体１０の座標をす、ｍとすると次式が
成立する。
ただし、Ｋは任意の整数であり、誘電体板の厚さは波長
に比べて十分薄いものとする。
に比べて十分薄いものとする。
２枚の誘電体板７ａ、７ｂの間隔ｄをλ／４とした場合
、Ｚ軸の負方向に散乱される成分も逆相となり互いに打
ち消し合うため効果的である。
、Ｚ軸の負方向に散乱される成分も逆相となり互いに打
ち消し合うため効果的である。
すなわち、第（２）式および（３）式によって曲線を決
定し、導体１０を配置すれば、−次放射器２の位相中心
Ｆを出て、誘電体板７ａのｍ番目の導体１０上の任意の
点ＰおよびＰに対応する誘電体板７ｂのｍ番目の導体１
０上の任意の点Ｑで散乱され、開口面６へ至る電波は同
相となり、互いに強め合い開口面６と反対の方向に進行
する電波は、逆相となり互いに打ち消し合う。
定し、導体１０を配置すれば、−次放射器２の位相中心
Ｆを出て、誘電体板７ａのｍ番目の導体１０上の任意の
点ＰおよびＰに対応する誘電体板７ｂのｍ番目の導体１
０上の任意の点Ｑで散乱され、開口面６へ至る電波は同
相となり、互いに強め合い開口面６と反対の方向に進行
する電波は、逆相となり互いに打ち消し合う。
このように構成されたホログラムアレイ８は、ホログラ
フィの理論を用いて説明すれば、Ｘ１軸に垂直でＸ１軸
の負方向に進行する平面波と、点Ｆを位相中心とする球
面波の干渉界を近似したもので、−次放射器２からホロ
グラムアレイ８に球面波を照射すれば、開口面６上でＸ
１軸の正方向に進行する平面波を再生することができる
。
フィの理論を用いて説明すれば、Ｘ１軸に垂直でＸ１軸
の負方向に進行する平面波と、点Ｆを位相中心とする球
面波の干渉界を近似したもので、−次放射器２からホロ
グラムアレイ８に球面波を照射すれば、開口面６上でＸ
１軸の正方向に進行する平面波を再生することができる
。
したがって、以上説明したようなのホログラムアレイと
球面波を照射するための一次放射器を組合せれば、水平
面および垂直面で鋭い指向性の放射特性をもつ単一指向
性アンテナが実現できる。
球面波を照射するための一次放射器を組合せれば、水平
面および垂直面で鋭い指向性の放射特性をもつ単一指向
性アンテナが実現できる。
なお、垂直面の指向性はホログラムアレイの数（積重ね
る数）の調整によって、また水平面の指向性はホログラ
ムアレイの大きさく扇形の場合は半径、開き角など）の
調整によって、任意に調整することができる。
る数）の調整によって、また水平面の指向性はホログラ
ムアレイの大きさく扇形の場合は半径、開き角など）の
調整によって、任意に調整することができる。
なお、以上の説明では誘電体板が扇形で、−次放射器が
円錐ホーンの場合について説明したが、この発明はこれ
に限らず 円形、長方形などの誘電体板、角錐ホーン、
コルゲートホーン、八木アンテナなどの一次放射器を使
用してもよい。
円錐ホーンの場合について説明したが、この発明はこれ
に限らず 円形、長方形などの誘電体板、角錐ホーン、
コルゲートホーン、八木アンテナなどの一次放射器を使
用してもよい。
この発明のホログラフィックアンテナはこのような構造
になっているから、電波の放射方向から見たアンテナの
開口断面積を著しく減少させることができる。
になっているから、電波の放射方向から見たアンテナの
開口断面積を著しく減少させることができる。
すなわち、軽量で低風圧の一方向に指向性をもつアンテ
ナを提供できる。
ナを提供できる。
第１図ａは従来の一方向に指向性をもつアンテナの実施
例を示す平面図、第１図すは第１図ａのＡ−Ｒ線断面図
、第２図ａはこの発明のホログラフィックアンテナの一
実施例を示す平面図、第２図すは第２図ａのＢ−Ｂ’線
断面図、第３図はこの発明のホログラフィックアンテナ
の動作を説明するための説明図であり、１は反射鏡、２
は一次放射器、３は円形導波管、６は開口面、７は誘電
体板、８はホログラムアレイ、１０は２次曲線状の導体
である。 なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
例を示す平面図、第１図すは第１図ａのＡ−Ｒ線断面図
、第２図ａはこの発明のホログラフィックアンテナの一
実施例を示す平面図、第２図すは第２図ａのＢ−Ｂ’線
断面図、第３図はこの発明のホログラフィックアンテナ
の動作を説明するための説明図であり、１は反射鏡、２
は一次放射器、３は円形導波管、６は開口面、７は誘電
体板、８はホログラムアレイ、１０は２次曲線状の導体
である。 なお、図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
Claims (1)
- １ 球面波と平面波の干渉縞をストリップ導体などで近
似して構成したホログラムと、上記ホログラムに球面波
を照射する一次放射器とから成るホログラフィックアン
テナにおいて、平面波の波面と直交する面内に所定の間
隔で配置され、２枚で１組を成す複数組の誘電体板上に
、複数のストリップ導体で、球面波と平面波の２つの波
の干渉縞を近似した体積ホログラム（ＶｏＬｕｍｅＨｏ
Ｌｏｇｒａｍ）を構威し、上記体積ホログラムと、球面
波の波源の位置で、かつ、近似した干渉縞によって定ま
る所定の角度で球面波を照射する一次放射器とから成る
ことを特徴とするホログラフィックアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8947975A JPS5834962B2 (ja) | 1975-07-22 | 1975-07-22 | ホログラフイツクアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8947975A JPS5834962B2 (ja) | 1975-07-22 | 1975-07-22 | ホログラフイツクアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5213751A JPS5213751A (en) | 1977-02-02 |
| JPS5834962B2 true JPS5834962B2 (ja) | 1983-07-30 |
Family
ID=13971861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8947975A Expired JPS5834962B2 (ja) | 1975-07-22 | 1975-07-22 | ホログラフイツクアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5834962B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4970525A (en) * | 1989-05-30 | 1990-11-13 | Motorola, Inc. | Waveguide antenna with increased gain |
| KR102002161B1 (ko) | 2010-10-15 | 2019-10-01 | 시리트 엘엘씨 | 표면 산란 안테나 |
| US9385435B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-07-05 | The Invention Science Fund I, Llc | Surface scattering antenna improvements |
| US9923271B2 (en) | 2013-10-21 | 2018-03-20 | Elwha Llc | Antenna system having at least two apertures facilitating reduction of interfering signals |
| US9935375B2 (en) | 2013-12-10 | 2018-04-03 | Elwha Llc | Surface scattering reflector antenna |
| US20150171512A1 (en) | 2013-12-17 | 2015-06-18 | Elwha Llc | Sub-nyquist holographic aperture antenna configured to define selectable, arbitrary complex electromagnetic fields |
| US9843103B2 (en) | 2014-03-26 | 2017-12-12 | Elwha Llc | Methods and apparatus for controlling a surface scattering antenna array |
| US10446903B2 (en) | 2014-05-02 | 2019-10-15 | The Invention Science Fund I, Llc | Curved surface scattering antennas |
| US9853361B2 (en) | 2014-05-02 | 2017-12-26 | The Invention Science Fund I Llc | Surface scattering antennas with lumped elements |
| WO2016205396A1 (en) | 2015-06-15 | 2016-12-22 | Black Eric J | Methods and systems for communication with beamforming antennas |
| US10361481B2 (en) | 2016-10-31 | 2019-07-23 | The Invention Science Fund I, Llc | Surface scattering antennas with frequency shifting for mutual coupling mitigation |
-
1975
- 1975-07-22 JP JP8947975A patent/JPS5834962B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5213751A (en) | 1977-02-02 |
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