JPS5979605A - マイクロストリツプアンテナ放射器の反射配列及びアンテナシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、高周波電磁界を受は又伝送するアンテ
ナ構造に関する。ことに本発明は、接地導体又は基準導
体の上方１／１０波長以内に配置され各放射器本体と下
側の接地面との間に共振空洞を仕切りこれと同時に又放
射器縁部と下側の接地面との間に少くとも１つの放射ス
ロットを仕切シ所期のアンテナ動作周波数で放射器本体
に又これから高周波エネルギーを結合するようなマイク
ロストリップアンテナ放射器の反射配列構成に関する。

このようなマイクロストリップアンテナ放射器すなわち
「パッチ」は、誘電体層の金属被覆面の選択的光化学エ
ツチングにより形成され２次元寸法の少くとも一方の寸
法が所期のアンテナ動作周波数で共振する（誘電体層内
で）実質的に２次元の導電性区域を生成する。

マイクロストリップアンテナ放射器すなわち「パッチ」
自体又はこのような放射器の種種の配列或はこれ等の両
方は当業界にはよく知られている。たとえば若干の従来
のマイクロストリップアンテナ構造は次の従来公告され
た米国特許明細書に記載しである。

米国特許明細書番号　　　　　　発明者（特許年）３．
７１３，１６２　　　マンスン（Ｍｕｎｓｏｎ）等　　
　（１９７３）３．８１０，１８３　　　　クラットシ
ンガー（Ｋｒｕｔｓｉｎｇｅｒ）等（１９７４）３．８
１１，１２８　　　マンスン　（１９７４）３．９２１
，１７７　　　マンスン　（１９７５）３．９３８，１
６１　　　　サンフォード（Ｓａｎｆｏｒｄ）　　　　
（１９７６）３．９７１，０３２　　　マンスン等（１
９７６）Ｒｅ、２９　、２９６　　　クラットシンガー
等（１９７７）４　、０１２．７４１　　　　ジョンス
ン（Ｊｏｈｎｓｏｎ）（１９７７）４．０５１，４．７
７　　　−＝ｒ−フィー（Ｍｕｒｐｈｙ）等（１９７７
）４．０７０，６７６　　　　サンフォード（１９７８
）４．１３１，８９４　　　　シャイアボーン（Ｓｃｈ
ｉａｖｏｎｅ）（１９７８）Ｒｅ、２９，９１１　　　
　マンスン　（１９７９）４．１８０，８１７　　　　
サンフォード（ｔ９７９）４、．２２０，９５６　　　
　サンフォード（１９８０）４．２３３，６０７　　　
　サンフォード等（１９８０）４．２５９，６７０　　
　　シャイアボーン（１９８１）４．３２０，４０１　
　　　シャイアボーン（１９８２）４．０７９，２６８
　　　　フレクチャー（Ｆｌｅｔｃｈｅｒ）等（１９７
８）４．２８７，５１８　　’　　、：Ｉ−リス、ジュ
ニア（Ｅｌｌｉｓ、Ｊｒ、（１９８１）当業者には明ら
かなように前記の表示が全部というわけではない。

一般的考え方として他の種類の要素的アンテナ放射器を
利用する反射配列構造も又当業界ではよく知られている
。たとえば次のものがある。

（１）マグロ−・ヒル（Ｍｅ　Ｇｒａｗ　−Ｈｉ’ｌｌ
　）社より１９８０　年刊性１７）エム・アイ・スコー
ルニク（Ｍ。

１．５ｋｏｌｎｉｋ）を著者とする「レーダーシステム
入門」第３０８〜３０９頁 （ＩＩ）マグロ−・ヒル社１９７０年刊行のエム・アイ
・スコールニクによる「レーダー便覧」第１１章の第１
１．−５４〜１．１−６０頁のセオドア・スイー〇チェ
ストン（Ｔｈｅｏｄｏｒｅ　Ｃ，Ｃｈｅｓｔｏｎ　）及
びジョー・フランク（Ｊｏｅ　Ｆｒａｎｋ　）を著者と
する「配列アンテナ」 （ｉｉｉ）ニューヨーク市プリーナム・プレス（Ｐｌｅ
ｎｕｍｐｒｅｓｓ　）社より１９７０年刊行のジー・チ
ー・ラック（Ｇ、Ｔ、Ｒｕｃｋ　）、ディーイー・バー
リック（Ｄ、Ｅ、Ｂａｒｒｉｃｋ　）、ダブリュ・ディ
ー・ステユアート（Ｗ、Ｄ、　５ｔｕａｒｔ　）及びス
イー畢ケイ・クリックボーム（Ｃ，に、　Ｋｒｉｃｈｂ
ａｕｍ　）　　を著者とする「レーダー横断面便覧」第
１巻及び第２巻第５８５〜６７０頁 ＯＶ）マグロ−・ヒル社１９６１年刊行のエイチ・ジェ
イシツク（Ｈ−Ｊａｓｉｋ　）による「アンテナ工学便
覧」第１３章の第１３−１ないし１３−１４頁のダプリ
ュ・スイー・ジェイクス（Ｗ、Ｃ，Ｊａｋｅｓ　）及ヒ
エス・ディー・ロバートスン（Ｓ、Ｄ。

Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ）の論文 レーダ横断面の増減についての一般的な理論的考え方は
、又アカデミツク・プレス（ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓ
ｓ　）社１９６８年刊行のジエイ・ダプリュ・クリスピ
ン（Ｊ、Ｗ、　　Ｃｒ１ｓｐｉｎ　）及びケイエム・シ
ープ／ｌ／　（Ｋｍ、　Ｓｉｅｇｅｌ　）　　を著者と
する「レーダー横断面解析法」に記載しである。

マイクロストリップアンテナ放射器及びその配列自体と
他の種類のアンテナ放射器を使う反射配列とについて従
来このように一般的に知られてはいるが、本発明者の知
る限りでは本発明以前にはマイクロストリップアンテナ
放射器から形成した反射配列を利用しているものはない
。しかしなお詳しく後述するように本発明者は研究の結
果、使用する反射配列のこのようなマイクロストリップ
に対し多くの極めて有利な潜在的使用により関連業界で
工業上又は商業上或はこれ等の両方の多年にわたる幾つ
かの問題に対しマイクロストリップ反射配列が極めて好
ましい実際的解決策になることを知った。

たとえばマイクロストリップ反射配列は、衛星通信の問
題に適用するときは実質的な工業上の利点がある。従来
地球衛星局から高周波電磁界を受ける最も一般的なアン
テナシステムは、成形反射器皿形の焦点に１矢高周波受
信器（たとえば導波管ホーン）を持つ大きいパラボラ状
皿形反射器から成っている。このような皿形は、作るの
に比較的費用がかかるだけでなく、比較的重くてかさば
シ美観上又はその他の理由で視界に対し擬装することが
できないことはなくてもむずかしい。この皿形は又幾つ
かの悪環境のパラメータ（たとえば風、温度等）に対し
極めて影響を受けやすい。

共通の入出力ポートに対して各別のマイクロストリップ
放射器に給電するのに普通の集合形、直列又はその他の
複雑な給電線を使う衛星通信用のマイクロストリップア
ンテナ配列を作る提案は、比較的高い周波数では長いマ
イクロストリップ給電線に比較的大きい損失を伴うので
大きい配列に関しては非実用的になることが多い。しか
し本発間者は研究の結果、これ等の問題は、マイクロス
トリップアンテナ配列構造をアンテナ配列が入射高周波
エネルギーを導波管ホーン又は類似物を位置させた給電
システム集束区域又は集束部に向って差向ける受動形反
射器として作用するような「反射配列」として作ること
により除かれることが分った。

すなわちアンテナ配列自体は、入射マイクロ波高周波電
磁エネルギーの極めて有効な捕集器として作用する（す
なわちマイクロストリップ配列に協働する普通の給電線
構造に通常伴う損失を避けることができる）。さらに従
来のパラボラ状金属質皿形反射器に伴う多くの問題（た
とえば機械的安定性、耐風性等）は、衛星テレビジョン
受信又は類似用途用に建物の南側の扁平な（又はその他
の形状の）壁に簡単に固定する（たとえば接着剤、くぎ
、ねじ又はその他の任意普通の固定法により）ことので
きるマイクロストリップ反射配列を使うことにより同時
軽減することができる（問題の地球衛星局が多くの用途
に対し行われているように南方の空中の静止軌道に位置
するものとして）。

これと同時にマイクロストリップ反射配列構造ハマイク
ロストリップアンテナ構造に伴う全部の普通の利点を保
持する（たとえば本発明による構造は、扁平な表面以外
にも適合するように作られ、他の種類のアンテナ構造の
代りになるように容易に逆向きに取付けられ、光化学処
理を使い比較的安価な材料で簡単に作られ、比較的高い
静的又は動的或はこれ等の両方の機械的荷重、温度等に
耐えることのできるモノリシック構造を作る）。

好適とする実施例では本発明によるモノリシック低プロ
フイルマイクロストリップ位相調整反射配列は、半波長
共振寸法を持つマイクロス）　ＩＪツブ放射器を利用す
る。各マイクロストリップ放射器は、特定の位相長さの
マイクロストリップ線に　。

接続することにより各別に位相調整しく１）入射電磁界
の向きを有効に定めこの電磁界を所望の位置（たとえば
導波管送給ホーン又は類似物）に差向け、又は（１１）
逆反射電界を高め（たとえば反射配列を取付は又は合致
させた物体のレーダー横断面を増すようにし）又は逆反
射電界を減らす（たとえば反射配列を取付は又は合致さ
せた物体のレーダー横断面を減らすようにする）。位相
定めマイクロストリップ送信線は、適用の種類に従って
各別に終る（たとえば開路部、短絡部、特定の種類の誘
導性又は容量性のインピーダンス、抵抗損失インピーダ
ンス、このような端子に直列に接続したスイッチング可
能ダイオード等）。

前記したように本発明者は又、この同じマイクロス）　
ＩＪツブ反射配列構造はこれを取付は又は合わせた物体
のレーダー横断面を増し又は減らすように容易に構成で
きることが分った。たとえば成る物体が固有に比較的低
いレーダー横断面を持ち大きい突起が許されなければ、
反射配列は発信レーダー装置に向い逆反射する入射レー
ダーエネルギーの量を増すように作り物体（たとえば自
然の形に合わせた）に当てがう。逆反射レーダーエネル
ギの減少が望ましい場合にこの現象の逆の状態も又得ら
れる。のはもちろんである。このような応用のためにマ
イクロストリップ反射開口は入射レーダーエネルギーを
逆反射方向から向きを変え又は散乱させるように位相調
整しレーダー横断面を有効に減らすようにする。このよ
うな応用例では又マイクロス）　ＩＪツブ給電線の損失
を伴う抵抗負荷を使い又はマイクロス）　ＩＪツブ反射
配列構造の全体にわたり（すなわち放射パッチ及び下側
の接地面の間に）抵抗性誘電性基板を使い入射高周波電
力の吸収に役立つようにする。

その他の利点のうちで衛星アンテナ配列用には本発明に
よるマイクロストリップ反射配列構造は給電線損失を最
少にして衛星通信用のマイクロストリップアンテナ配列
の有効利用度を高め、これと同時に費用を減らし前記し
たように一層複雑でない機械的構造及びその他の利点を
得る。レーダー横断面の増減は、この同じ形式のマイク
ロストリップ反射配列を使って得られる。配列開口を適
正に位相調整することにより、物体から逆反射した後方
散乱放射エネルギーを増すことができる。

或はマイクロストリップ線に抵抗負荷を加えることによ
り、入射レーダー電力を吸収することができる。逆反射
方向から再伝送エネルギーの向きを違えるように配列開
口にテーパを付けることにより又は配列開口に抵抗負荷
を加えることにより或はこれ等の両方により、入射レー
ダーエネルギーは向は直すと共に部分的に吸収してレー
ダー横断面をさらに減らすようにすることもできる。

各実施例ではマイクロストリップ反射配列は、誘電性基
板に位置させた半波共振長方形マイクロス）　ＩＪツブ
パッチを導電性接地面と共に使う。各部片は、マイクロ
ス）　ＩＪツブ伝送線に又は伝送線へのフィードスルー
ビンに取付ける。各伝送線は配列の位相を調整し再伝送
電磁界を好適とする方向に向けるのに使う。

以下本発明によるマイクロストリップアンテナ放射器の
反射配列及びアンテナシステムの実施例を添付図面につ
いて詳細に説明する。

第１図及び第２図に示したマイクロストリップアンテナ
器は、導電性の接地面（１０２）又は基準面（所期のア
ンテナ動作周波数で接地面の上方に／０ 波長以下の間隔を隔てる）の上方に密接な間隔を（２３
） 隔てた共振寸法の放射パッチ（１００）　（極めて薄い
実質的に２次元の導電性区域）を備えている。第１図及
び第２図の実施例では放射パッチ（１００）はＶ２波長
の共振寸法を持ち放射パッチ（１００）及び接地面（１
０２）の間に棒波長の共振空洞（１０４）　を仕切る。

この実施例では互に対向する横縁部（１０４’）、（１
０６）は下側の接地面（１０２）と共に放射スロット（
１０８）、（１１０）を仕切る。非共振横寸法は実質的
に棒波長を越えるが１波長よシ短い。この横寸法が所期
のアンテナ動作周波数で１波長に近づき又はそれ以上に
なると、当業者には明らかなように複数の給電点を使う
のがよい（たとえば１波長の横寸法ごとに少くとも１つ
）。

種種の形状（たとえば共振空洞の一方の側をピン又はそ
の他の部片により下側の接地面に有効に高周波短絡する
場合に％波長の共振寸法を含む長方形、正方形、円形、
だ円形及びその他の種種の形状）のこのようなマイクロ
ストリップアンテナ器が当業界にはよく知られている。

比較的薄い誘電体層（たとえば厚さ１／３２　ｉｎのテ
フロン、繊維（２４） ガラス）はその両側に出発材料として銅を被覆する（た
とえば厚さ０．００１　ｉｎ　　の銅被覆）。誘電体シ
ートの一方の銅被覆側は接地面（１０２）と同様にその
ままにしておくが、他方の側は選択的にエツチング処理
しくたとえばプリント回路板及び類似物の形成に使うの
と同様な普通の光化学エツチング処理により）１つ又は
複数の共振寸法の放射パッチ（１００）を残すようにす
る。さらに共振寸法の各放射パッチに又これ等のパッチ
から高周波エネルギーを送るように接続したマイクロス
トリップ伝送給電線を同時に一体に形成することは従来
から実施されている。各給電線は集合構造の又はその他
の直並列の回路網として形成され、与えられたアンテナ
配列に含まれる全部のパッチに共通の高周波入出力ポー
トにより給電するようにしである。或は誘電体基板を貫
いて適合したインピーダンス給電を生ずる放射パッチ内
の給電点に延びるフィードスルービン（たとえば同軸ケ
ーブルの中心導線）を接続する（たとえばはんだ付は等
）ことにより個個のマイクロストリップアンテナ器に給
電することも通常行われている。

この好適とする実施例では、それぞれマイクロストリッ
プパッチ（１００）のインピーダンス適合給電点に結合
した一体に形成し接続したマイクロストリップ伝送線（
１１２）を利用する。個個の伝送線（１１２）は端子（
１１４）に終り１波長の一部Ｋに等しい長さを持つ。次
で入射高周波放射電磁界（１１６）をマイクロストリッ
プパッチ（１００）及び共振空洞（１０４）に放射スロ
ット（１０８人（１１０）を介し結合し対応する高周波
電流に変換する。この電流はマイクロストリップ伝送線
（１１２）に沿い端子（１１４）に伝播する。

入射高周波電磁界の全部、若干又は大部分を吸収しよう
とする場合には、端子（１１４）は損失を伴う抵抗性の
部品又は材料から成り高周波電流を散逸させる（すなわ
ち熱として）。又高周波エネルギーを再伝送（すなわち
入射エネルギーを向き直し）しようとする場合には、端
子（１１４）が反応しくすなわち所望の付加的増分位相
偏移又は類似状態を生ずるようにし）又は開路状態或は
短絡状態になる。このような端子が伝搬する高周波電流
を受けるときは、電流は伝送線（１１２）に沿い反射し
、共振寸法のマイクロストリップバッチ（１，００）及
び共振空洞（１０４）と協働する放射スロット（ｉｏｓ
）、（１１０）から再放射する。マイクロストリップ伝
送線（１１２）の１波長の一部の長さは、高周波電流が
端子（１１４，）から反射する場合にこれ等の高周波電
流がこの伝送線区分を２回通るから、有効に倍になるの
は明らかである。高周波エネルギーを再伝送する前にこ
のようにして生ずる位相偏移は、伝送長さと端子（１１
４）の種類との関数である。

入射高周波電磁界（１１６）がパッチ（１００）に対す
る法線Ｎに対して角度θ１　を挾む向きの平面波である
とすれば、入射電磁界の若干部分はスネルの法則に従っ
てθｒ　に等しい角度で反射するのはもちろんである。

さらに電磁界の若干部分は放射スロット（１０８）、（
１，１０）を介し空洞（１０４）　（たとえば前記した
ような誘電性構造）内に伝送されすなわち空洞（１０４
）に結合される。さらに伝送線（１１２）が高周波電流
の実質的な反射を生ずるような終端を持つ場合には、放
射スロット（１０８）、（１１０）から（２７） 再伝送電磁界〔第２図に示した電磁界（１１６）、（１
１８））が放射する。マイクロストリップアンテナ器及
びその協働する各別の端子付き伝送線区分を適正に配列
することによシ又配列の開口を横切って配列内の各別の
アンテナ器の位相を適正に制御することにより、再伝送
電磁界を、このようなマイクロス）　ＩＪツブ反射配列
を示す第３図、第４図及び第５図に示すように所定の角
度θｄ　を挾むように向は直す。

すなわち第１図及び第２図は単一の半波マイクロストリ
ップ反射パッチの物理的現象を示す。反射器は、接地面
側から又はマイクロストリップ伝送線内に送出す縁部を
経て同軸給電区間を使い標準のマイクロストリップアン
テナ励振とは幾分異る入射平面波電磁界を経て共振する
。入射電磁界はマイクロストリップ共振器に一部が結合
され、残りは誘電性基板内に反射し又は伝送され或は反
射しかつ伝送される。マイクロストリップ器に結合した
電磁界は成る種の終端負荷を持つ伝送線に伝搬する。信
号の反射は負荷条件に従って生ずる。

（２８） 一般に２方位相偏移は伝送線を経て期待される。

位相偏移の選択により反射配列の向は直しの放射特性を
定める。各伝送線の端部の適合負荷は結合電磁界を吸収
する。短絡の又は開路の状態の負荷は２方位相偏移で電
磁界を反射する。これ等の伝送線及び端部負荷の選択は
応用の種類（衛星アンテナ、レーダーアンテナ、レーダ
ー横断面の増大又は減小）による。

第３図、第４図及び第５図には４×５個の器のマイクロ
ストリップ反射配列を示しである。各伝送線区分の長さ
は、４つの水平列の各型に対し異る。第３図は配列の２
次元開口を横切る任意所望の２次元位相テーパは位相テ
ーパ付き配列開口の普通の構造に従って得られることを
示すだけである。ＩＦは入射電磁界を表わし、ＲＦは反
射電磁界を表わす。間隔を隔てるために各伝送線区分は
、とくに第３図で当業者には明らかなように利用できる
空間内に合うように湾曲する。

第４図に示すように各アンテナ器の給電点に切欠き（１
２０）又は類似物を設は放射器給電点のインピーダンス
を伝送線（１１２）のインピーダンスに合わせるように
することが通常行われている。伝送線端子（任意の与え
られた用途に応じてたとえば開路部、短絡部、抵抗性又
は反応性の負荷）は第４図に先端を切った３角形により
示しである。

第５図の横断面図は、第３図の反射配列で法線Ｎから随
意の角度θｄを挾む向は直し高周波電磁界を表わすベク
トルを示しである。法線Ｎに角度θＩをなすのは入射電
磁界であり、角度θｒをなすのは反射電磁界であ４画業
者には明らかなように普通のアンテナ配列の構成法は、
配列開口の所要の位相テーパを定めて既知の入射電磁界
の向き従って開口を横切る既知の入射位相テーパを与え
る所望　　　□の角度θｄ　を得るのに利用できる。Ｄ
は誘電体基板を示し、Ｔは伝送電界を示し、Ｐはマイク
ロストリップパッチを示す。第２図に又第１１図に詳細
に示した扁平な反射配列（２００）は受信／送信マイク
ロ波ホーン構造（２０２）と協働し地球衛星通信システ
ムの一部を形成する。本実施例は受信局について述べる
が、当業者には明らかなようにこの方法は送信にも伝う
ことができる。

この実施例の反射配列（２００）には、２次元開口を横
切って１次元の放物線形位相テーパを設けである。従っ
て第１１図に明らかなように個個のアンテナ器の竪方向
の８列の間には中間部を通る単一の対称面だけしかない
（すなわち各アンテナ器に接続した端子付き伝送線の相
対長さにより詔められるように個個のアンテナ器の相対
位相に対して対称）。この特定の位相テーパは米国コロ
ラド州プールダー市の近郊で観察されるような静止衛星
からの電磁高周波放射線の入射平面波（約３．９Ｇｆ（
ｚのＣ帯域で）の向きを変えるように作っである（普通
のマイクロス）　ＩＪツブ配列構成法を使って）。角度
θ１　で入射するこの特定の平面波（第６図に示しであ
るうでは、向は直した電磁界Ｆは扁平な反射配列（２０
０）に対し直交する向きに生じ、向は直し電磁界Ｆに交
差するように固定した〔たとえば支持体（２０４）によ
り〕受信ホーン（２０２）に交差する。Ｍはマイクロス
トリップ構造を示し、Ｇは接地面を示し、■は受信ホー
ンを示す。又当（３１） 業者には明らかなようにスネル角度を挾む若干の反射電
磁界も存在するのはもちろんである。しかし第６図及び
第１１図のマイクロス）　ＩＪツブ反射配列及び受信ホ
ーン衛星通信システムは入射高周波放射線の有放な収集
器として有効に作用することが分った。

第１１図に示した実施例によるマイクロストリップ反射
配列は次の設計基準を使い試験し有効な成績が得られた
。

（ａ）全配列開ロ＝１６Ｘ８素子３３ｉ’ｎ　ｘ　２２
１ｎ（ｂ）放射器寸法＝　１．８　ｉｎ　ｘ　Ｏ，９２
５１ｎ（ｃ）素子間間隔−１，９ｉｎ長い方の長方形寸
法に対し横方向の中心間距離 ２．６　ｉｎ短い方の長方形寸法に 対し横方向の中心間距離 （ｄｌマイクロストリップ伝送線幅＝　　０．０２　１
ｎ（ｅ）周波数＝　３．９　ＧＨ２ （ｆ）λｏ−２，９９１ｎ （ｇ）θ１−６０゜ φ （ｈ）伝送線長さ’＝　３３３．５４ （３２） φは単位度で表わした所望の相対位相偏移である。

φの値　　度 列５−列４ 列６＝列３ 列７二列２ 列８−列１ 第６図及び第１１図の実施例は配列開口の１つの軸線又
は寸法を横切る（すなわち第１１図の側辺から側辺まで
）１次元放物線形位相テーパを使い構成し試験しただけ
であるが、一層集中した集束点又は集束区域を持つ２次
元の放物線形位相テーパ〔又は反射配列から第６図のホ
ーン（２０２）のような共通の受信／送信給電点に向は
直しエネルギーを有効に集中できる他の所望の位相テー
パ〕を設けることにより一層高い効率も期待できるのは
明らかである。

本発明によるマイクロストリップ反射配列は又第７図に
示すように電子装置により制御することができる。たと
えば各別のマイクロストリップアンテナ素子はその各別
に協働する伝送線に接続した１連の電子式スイッチング
のできる位相偏移装置ＥＰＳを備えている。この実施例
では普通の３ビット電子位相偏移装置を使い、１８ｏｌ
′又は９０°又は４５°或はこれ等の全部の角度の相対
位相偏移の任意所望の組合わせが伝送線構造内のダイオ
ードスイッチを適当に制御することにより得られるよう
にしである。このような普通のビーム向は直し法を使う
ことによシ当業者には明らかなようにマイクロストリッ
プ反射配列の向は直しビームの向きを任意所望の方法で
たとえば所望により入射電磁界ＩＦを散乱させるように
乱雑に定めることができる。ＲＰは放射パッチを示し、
ＳＢＩ　、　ＳＢ２はそれぞれ切換えビーム１、切換え
ビーム２を示す。

又本発明によるマイクロストリップ反射配列は直線偏波
の個個の配列器に限定する必要のないのは明らかである
。とくに円偏波又はだ円偏波或はこれ等の両方のマイク
ロストリップアンテナ器は第８図、第９図及び第１０図
に示すように使う。

これ等のマイクロストリップアンテナ器自体はすべて公
知のものであるから極めて簡単に説明することにする。

第８図の実施例ではマイクロストリップ放射ノく（３５
） ツチは実質的に正方形であるが互に隣接する側部に相対
的に９０°だけ位相偏移した給電点を持つ。

９０°位相偏移装置給電回路網は第８図に示しである。

又この９０°位相偏移回路の給電点には種種の長さの端
子付き伝送線区分を接続して示しである。

第９図ではほぼ正方形のマイクロストリップパッチの１
つの寸法をわずかに変え直交軸線に沿う高周波インピー
ダンスが相互にほぼ複雑な共役関係又はその他の所望の
関係になるようにしである。

この場合円偏波又はだ円偏波或はこれ等の両方の偏波は
、単に各パッチに第９図に示すようにすみ部の付近で給
電することにより得られる。ＣＰＰは円偏波パッチを示
す又第９図に示すように給電点は、配列開口を横切って
所望の位相テーパが得られるように長さを選定した各別
の端子付き伝送線区分に接続しである。

本マイクロス）　ＩＪツブ反射配列の円偏波又はだ円偏
波の別の実施例を第１０図に示しである。第１０図では
ほぼ円形のマイクロストリップパッチＣＰは、９０°だ
け互に隔離した互に異る２つの点（３６） ＦＰで給電され、又９０°　の相対位相差を持つ信号を
送られる。９０°　の相対位相差はたとえば、普通の方
法により円形パッチ等の給電点まで延びるビンコネクタ
を第２の層状９０°ノｈイブリツドボードＨＢに設けた
９０°ノ・イブリッド伝送線回路により得られる。

このような伝送線をインピーダンス整合給電点に接続す
ることが普通性われているのは明らかである。

第１２図は本発明により構成したマイクロストリップ反
射配列を露出するように飛行中に自動的に延びるばね付
勢円筒形区分を持つ円筒形発射体の一部を示す。この応
用例では発射体のレーダー横断面を増してこの発射体の
発射場所の近くに位置させたレーダー装置により正確に
追跡することができるようにするのが望ましい。このよ
うな条件のもとでは入射レーダー電磁界は第１２図に示
すように大体発射体の後部に向って差向ける。この場合
マイクロストリップ反射配列（３００）　（この実施例
では４×１６の器配列）に１次元位相テーパ（すなわち
Ｏｏ、９０°、１８０°、２７０°、０°等の相対位相
差を持つ配列開口の長子寸法を横切って）を設けて向は
直しエネルギーに対し「縦形空中線（エンドファイヤ）
」放射パターンを生ずるようにしである。この特定の場
合にマイクロストリップ反射配列（３００）の縦形空中
線放射パターンにより入射レーダー電磁界ＩＲの実質的
に逆の反射を生ずる。ＥＦは端部点火を示す。この場合
レーダー横断面の実質的な増加が得られる。マイクロス
トリップ反射配列（３００）は第１３図にさらに詳しく
示しである。

普通のマイクロストリップアンテナ配列構成構成法を使
うと、入射電磁界は又逆反射方向以外の方向に向きを定
めるか又は乱雑に散乱させるか或はこれ等を同時に生じ
させることができる（すなわち電子装置により向きを定
めるマイクロストリップ反射配列を適正に制御すること
により）。或は又このほかにレーダー横断面を減らすの
に入射電磁界は、伝送線端子における抵抗性負荷により
吸収し又は抵抗性負荷を誘電性基板の全体にわたり配分
し或はこれ等の両方を行えばよい。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明によりマイクロスト
リップ反射配列内に形成し配列した単一のマイクロスト
リップ放射パッチ及びその協働する端子例き伝送線区分
の平面図及び拡大斜視図、第３図は第１図及び第２図の
マイクロストリップパッチ−伝送線を使い本発明によ多
構成したマイクロス）　ＩＪツブ反射配列の平面図であ
る。第４図は第３図の配列内に配置した配列器の１つ及
びその協働する端子付き伝送線の拡大平面図、第５図は
第３図に示した配列を入射、反射、向は直し及び伝送の
高周波電磁界と共に示す横断面図である。 第６図は、第１図ないし第５図に示すように配列開口の
少くとも１つの寸法を横切って放物線形位相テーパ金持
ちマイクロ波導波管構造に又この構（３９） 造から高周波放射線を向は直すようにした本発明による
マイクロストリップ反射配列を備え地球衛星局から又こ
の局に高周波電磁放射線を受は又伝送するアンテナシス
テムの斜視図、第７図は電子制御位相偏移装置を備え向
は直す高周波放射線を互に異るビーム位置で切換えるこ
とができるようにした本発明の変型によるマイクロスト
リップ反射配列の斜視図である。第８図、第９図及び第
１０図は本発明による円偏波又はだ円偏波或はこれ等の
両方の種種のマイクロス）　ＩＪツブ反射配列の実施例
の平面図、第１１図は第６図に示した地球衛星通信シス
テムに使うマイクロストリップ反射配列の斜視図、第１
２図は縦形空中線の向は直し能力を持ち運動発射体の後
部に当たるように向きを定めたレーダー装置により見た
場合にこの発射体のレーダー横断面を増すように本発明
によシ作ったマイクロストリップ反射配列アンテナを露
出するように飛行中に開いたばね付勢の円筒区分を持つ
発射体ケーシングの斜視図、第１３図は第１２図に使っ
たマイクロストリップ反射配列の１つを（４０） 拡大して示す展開図である。 １００・・・放射パッチ、１０２・・・接地面、１０４
・・・共振空洞、１０８．１１０・・放射スロット、１
１２・・・伝送線、１１４・・・端子、１１６・・・放
射電磁界（４１）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　導電性の基準面と、それぞれ下側の前記基準
   面との間に共振空洞を仕切り又少くとも１つの放射器縁
   部と下側の前記基準面との間に所期のアンテナ動作周波
   数で放射器本体及び前記共振空洞に又これ等から高周波
   エネルギーを結合する少くとも１条の放射スロットを仕
   切り前記基準面の上方に所期のアンテナ動作周波数にお
   ける犀波長以下の間隔を隔てた共振寸法の導電性マイク
   ロス）　ＩＪツブアンテナ放射器の配列と、それぞれこ
   れ等の放射器の各別の１個ずつに結合され所定の各長さ
   及び終端インピーダンスを持ち前記配列全体が入射高周
   波電磁界を受け、受けた電磁界を伝送線自体に沿って流
   れる高周波電流に変換し、各伝送線終端からの高周波電
   流の反射に応答して向は直した高周波電磁界を所定の方
   向に再伝送するようにした複数の各別の位相制御伝送線
   とを包含する、マイクロストリップアンテナ放射器の反
   射配列。 （２）　　放射器の配列を基準面の上方にこの基準面に
   その一方の側に被覆した誘電体の層により間隔を隔てて
   物理的に支え、各放射器及びそれぞれの協働する伝送線
   を前記誘電体層の他方の側に被覆した共通の金属質層か
   らその選択的除去により一体に形成して各別の一体に接
   続した放射器及び協働するマイクロストリップ伝送線区
   分を形成するようにし、前記各放射器及びその接続した
   伝送線区分を他の器及び区分から電気的に隔離し、前記
   の誘電体層及びその被覆した金属質表面が成形した平ら
   でない表面に合致するのに十分なたわみ性を持つように
   した特許請求の範囲第（１）項記載のマイクロストリッ
   プアンテナ放射器の反射配列。 （３）　　終端インピーダンスとして電流を散逸させる
   抵抗を使った特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項
   記載のマイクロストリップアンテナ放射器の反射配列。 （４）　　終端インピーダンスとして開路部を使った特
   許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載のマイクロ
   ストリップアンテナ放射器の反射配列。 （５）　　終端インピーダスとして短絡部を使った特許
   請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載のマイクロス
   トリップアンテナ放射器の反射配列。 （６）終端インピーダンスとして、制御電気信号を加え
   ることにより変えることのできる高周波終端条件インピ
   ーダンスを生ずる電気的に制御できる部片を使った特許
   請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載のマイクロス
   トリップアンテナ放射器の反射配列。 （７）電気的に制御できるインピータンス部片としてス
   イッチング作用のできるダイオードを使った特許請求の
   範囲第（６）項記載のマイクロス）　ＩＪツブアンテナ
   放射器の反射配列。 （８）　　向は直す高周波電磁界を入射高周波電磁界の
   源に向い後方に逆反射するようにした特許請求の範囲第
   は）項又は第＋２１項記載のマイクロストリップアンテ
   ナ放射器の反射配列。 （９）　　向は直す高周波電磁界を入射高周波電磁界の
   源を実質的に避ける向きに差向けるようにした特許請求
   の範囲第（１）項又は第（２）項記載のマイクロストリ
   ップアンテナ放射器の反射配列。 （１０）放射器配列に対し所定の場所に配置した１次受
   信アンテナ構造を備え、向は直す高周波電磁界を前記１
   次受信アンテナ構造に向い差向けるようにした特許請求
   の範囲第は）項又は第（２）項記載のマイクロストリッ
   プアンテナ放射器の反射配列。 ■　１次受信アン、テナ構造としてマイクロ波ポーンを
   使った特許請求の範囲第（１０）項記載のマイクロスト
   リップアンテナ放射器の反射配列。 ０→　放射器の配列に対して所定の場所に配置した１次
   伝送アンテナ構造を備え、この１次伝送アンテナ構造か
   ら前記配列に入射する高周波電磁界を所定の受信場所に
   向い再伝送するようにした特許請求の範囲第（１）項な
   いし第（２）項記載のマイクロストリップアンテナ放射
   器の反射配列。 ０３）各マイクロストリップ放射器に２次元の表面を設
   け、この放射器の少くとも一方の寸法を所期のアンテナ
   動作周波数におけるＩＡ波長に実質的に等しくした特許
   請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載のマイクロス
   トリップアンテナ放射器の反射配列。 θゆ　２次元表面の他方の寸法を所期のアンテナ動作周
   波数における係波長より実質的に大きくした特許請求の
   範囲第０３）項記載のマイクロス）　ＩＪツブアンテナ
   放射器の反射配列。 ０υ　各別の位相制御伝送線に位相偏移装置を設けた特
   許請求の範囲第［１１項又は第（２）項記載のマイクロ
   ストリップアンテナ放射器の反射配列。 ０Ｑ　　各放射器を、円偏波又はだ円偏波の高周波電磁
   放射線を受け／伝送すすように寸法を定めた特許請求の
   範囲第（１）項又は第（２）項記載のマイクロストリッ
   プアンテナ放射器の反射配列。 （ｌη　各別の位相制御伝送線に、所期のアンテナ動作
   周波数で９０°の相対位相差を持つ２つの電気信号を生
   じ／受けるようにした位相偏移装置を設けた特許請求の
   範囲第（１６項記載のマイクロス）　ＩＪツブアンテナ
   放射器の反射配列。 （１８１地球衛星局から高周波電磁放射線を受けるアン
   テナシステムにおいて、所期のアンテナ動作周波数にお
   ける汐波長に実質的に等しい少くとも１つの共振寸法を
   持ち又それぞれパッチ本体に一体に接続されパッチ配列
   に入射する高周波電磁放射線を所定の方向に向は直すよ
   うに配列開口を横切って異る寸法にした各別の端子付き
   マイクロストリップ伝送線を持ち電気的基準面の上方に
   乳波長以下の間隔を隔てたマイクロストリップアンテナ
   放射パッチから成る受動反射配列と、この反射配列に対
   し固定して配置され前記の向は直す放射線に交差するよ
   うにした１矢高周波電磁放射線受は構造とを包含するア
   ンテナシステム。 （Ｌ９１　　受動反射配列を、はぼ扁平にして地球衛星
   局の方に大体向いた壁構造に固定できるようにした特許
   請求の範囲第α印項記載のアンテナシステム。 ＋２０）　　１矢高周波電磁放射線受は構造としてマイ
   クロ波導波ホーン構造を設けた特許請求の範囲第０８）
   項又は第（１９項記載のアンテナシステム。 Ｑη　各端子付き伝送線を、配列した放射パッチの開口
   の少くとも一方の寸法を横切って放物線形位相テーパを
   生ずるように相対的に寸法を定めた特許請求の範囲第（
   １８）項又は第（１９項記載のアンテナシステム。 （２２）固定した物体のレーダー横断面を減らすマイク
   ロストリップアンテナ放射器の配列において、導電性の
   基準面と、それぞれ放射器本体及びその下側の前記基準
   面の間に共振空洞を仕切り又は少くとも１つの放射器縁
   部及びその下側の前記基準面の間に所期のアンテナ動作
   周波数で前記の放射器本体及び共振空洞に又これ等から
   高周波エネルギーを結合する少くとも１つの放射スロッ
   トを仕切り前記基準面の上方に所期のアンテナ動作周波
   数における１／１０波長以下の間隔を隔てた共振寸法の
   導電性マイクロストリップアンテナ放射器の配列と、そ
   れぞれ前記放射器の各別の１つに結合され所定の各長さ
   と電気抵抗を含むような終端インピーダンスとを持ち配
   列全体が入射高周波電磁界を受け、この受けた電磁界を
   伝送線自体に沿って流れる高周波電流に変換し、前記抵
   抗を通過させることにより前記電流の少くとも実質的な
   部分を散逸させるようにした複数の各別の位相制御伝送
   線とを包含する、マイクロストリップアンテナ放射器の
   配列。 （２３）放射器の配列を基準面の上方にこの基準面の一
   方の側に被覆した誘電体の層により間隔を隔てて物理的
   に支え、前記各放射器及びその協働する伝送線を前記誘
   電体層の他方の側に被覆した共通の金属質層からその選
   択的除去により一体に形成して各別の一体接続の放射器
   及び協働する伝送線区分を形成し、前記の各放射器及び
   その接続した伝送線区分を他の放射器及び区分から電気
   的に隔離し前記誘電体層及びその被覆金属質面を成形し
   た平らでない表面に適合するのに十分なたわみ性を持つ
   ようにした特許請求の範囲第（２２）項記載のマイクロ
   ストリップアンテナ放射器の配列。 （２４）誘電体に、これに埋め込んだ抵抗性材料を含ま
   せた特許請求の範囲第（２３）項記載のマイクロストリ
   ップアンテナ放射器の配列。 （２５）終端インピーダンスとして、制御電気信号を加
   えることにより変えることのできる高周波端末条件を生
   ずる電気的に制御できる部片を使った特許請求の範囲第
   （２２）項又は第（２３）項記載のマイクロストリップ
   アンテナ放射器の配列。 （２６）電気的に制御できるインピーダンス部片として
   スイッチング作用のできるダイオードを使った特許請求
   の範囲第（２５）項記載のマイクロストリップアンテナ
   放射器の配列。 （２７）向は直す高周波電磁界を入射高周波電磁界の源
   を実質的に避ける向きに差向けるようにした特許請求の
   範囲第（２２）項又は第（２３）項記載のマイクロスト
   リップアンテナ放射器の配列。　　“（２８）取付ける
   物体のレーダー横断面を増すマイクロス）　ＩＪツブア
   ンテナ放射器の反射配列において、導電性の基準面と、
   放射器本体及びその下側の前記基準面の間に共振空洞を
   仕切シ又少くとも１つ放射器縁部及びその下側の前記基
   準面の間に前記の放射器本体及び共振空洞に又これ等か
   ら所期のアンテナ動作周波数で高周波エネルギーを結合
   する少くとも１つの放射スロットを仕切シ前記基準面の
   上方に所期のアンテナ動作周波数における月。 波長以下の間隔を隔てた共振寸法の導電性マイクロスト
   リップアンテナ放射器の配列と、それぞれこれ等の放射
   器の各別の１個ずつに結合され所定の各長さ及び終端イ
   ンピーダンスを持ち前記配列全体に入射高周波電磁界を
   受け、この受けた電磁界を伝送線自体に沿って流れる高
   周波電流に変換しほぼ前記の入射高周波電磁界の源に向
   い所定の方向に向は直す高周波電磁界を伝送線終端から
   の高周波電流の反射に応答して再伝送するようにした複
   数の各別の位相制御伝送線とを包含する、マイクロスト
   リップアンテナ放射器の反射配列。 （２９）放射器の配列を基準面の上方にこの基準面の一
   方の側に被覆した誘電体層により間隔を隔てて物理的に
   支え、前記各放射器及びその協働する伝送線を前記誘電
   体層の他方の側に被覆した共通の金属質層からその選択
   的除去によシ一体に形成して各別の一体に接続した放射
   器及び協働するマイクロストリップ伝送線区分を形成す
   るようにし、各放射線器及びその接続した伝送線区分を
   他の放射器及び伝送線区分から電気的に隔離し、前記の
   誘電体層及びその被覆金属質面を成形した平らでない表
   面に適合するのに十分なたわみ性を持つようにした特許
   請求の範囲第（２８）項記載のマイクロストリップアン
   テナ放射器の反射配列。 （３０）終端インピーダンスとして開路部を使った特許
   請求の範囲第（２８）項又は第（２９）項記載のマイク
   ロス）　ＩＪツブアンテナ放射器の反射配列。 （３１）終端インピーダンスとして短絡部を使った特許
   請求の範囲第（２８）項又は第（２９）項記載のマイク
   ロストリップアンテナ放射器の反射配列。 （３２）　各マイクロストリップアンテナ放射器に２次
   元の表面を設け、この表面の少くとも一方の寸法を所期
   のアンテナ動作周波数における係波長にほぼ等しくした
   特許請求の範囲第（２８）項又は第（２９）項記載のマ
   イクロストリップアンテナ放射器の反射配列。 （３３）　２次元表面の他方の寸法を所期のアンテナ動
   作周波数における棒波長より実質的に大きくした特許請
   求の範囲第（３２）項記載のマイクロストリップアンテ
   ナ放射器の反射配列。 （３４）各別の位相制御伝送線に位相偏移装置を設けた
   特許請求の範囲第（２８）項又は第（２９）項記載のマ
   イクロストリップアンテナ放射器の反射配列。 （３５）各放射器を、円偏波又はだ円偏波の高周波電磁
   放射線を受は又伝送するような寸法にした特許請求の範
   囲第（２８）項又は第（２９）項記載のマイクロス）　
   ＩＪツブアンテナ放射器の反射配列。 （３６）地球衛星局に高周波電磁放射線を伝送するアン
   テナシステムにおいて、所期のアンテナ動作周波数にお
   ける歿波長にほぼ等しい少くとも１つの共振寸法を持ち
   又それぞれパッチ本体に一体に接続され配列入射の高周
   波電磁放射線を第１の所定の方向から第２の所定の方向
   に向い向は直すように配列開口を横切って互に異る寸法
   にした各別の端子付きマイクロス）　ＩＪツブ伝送線を
   持ち電気的基準面の上方に１／１０　　波長以下の間隔
   を隔てたマイクロストリップアンテナ放射パッチの受動
   反射配列と、この反射配列に対して固定して配置されこ
   の反射配列に向い前記第１所定方向に沿い高周波放射線
   を差向けるようにした１矢高周波電磁放射線伝送構造と
   を包含するアンテナシステム。 （３７）　　受動反射配列を大体扁平にし大体地球衛星
   局に向いた壁構造に固定するように適合させた特許請求
   の範囲第（３６）項記載のアンテナシステム。 （３８）　　１矢高周波電磁放射線伝送構造としてマイ
   クロ波導波ホーン構造を使った特許請求の範囲第（３６
   ）項又は第（３７）項記載のアンテナシステム。 （３９）　　各端子付き伝送線を、配列した放射パッチ
   の開口の少くとも一方の寸法を横切って放物線形位相テ
   ーパを生ずるように相対的に寸法を定めた特許請求の範
   囲第（３６）項又は第（３７）項記載のアンテナシステ
   ム。