JPS6124311A - マイクロストリツプラインアンテナ - Google Patents

マイクロストリツプラインアンテナ

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Publication number
JPS6124311A
JPS6124311A JP14529484A JP14529484A JPS6124311A JP S6124311 A JPS6124311 A JP S6124311A JP 14529484 A JP14529484 A JP 14529484A JP 14529484 A JP14529484 A JP 14529484A JP S6124311 A JPS6124311 A JP S6124311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
antenna
loss
feeding
feeding circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP14529484A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Abiko
安彦 利夫
Masayuki Matsuo
昌行 松尾
Mikio Komatsu
幹生 小松
Hideji Nunotani
布谷 秀嗣
Minoru Kanda
実 神田
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.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP14529484A priority Critical patent/JPS6124311A/ja
Publication of JPS6124311A publication Critical patent/JPS6124311A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/068Two dimensional planar arrays using parallel coplanar travelling wave or leaky wave aerial units

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

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】 [技術分野1 本発明は、放送衛星がら送信された円偏波を受イばする
マイクロストリップフィンアンテナに関するものである
[背景技術1 最近、赤道上空3600Ktnの静止衛星によるS H
F帯(12GHz帯)を用いた衛星放送が実用化されて
おり、我が国の放送衛星がら送信される電波は右旋円偏
波となっている。この円偏波を各家庭で受信するアンテ
ナとしてはパラボラアンテナが一般的であるが、アンテ
ナ形状および取イ・1構造が複雑であるのでコストが高
くなるという問題があった。特に、アンテナ形状が立体
的であるので、強風(例えば台風)に酎えるよう設置す
るにはポールなどの支持装置が大型化し、施工(例えば
ボールの埋め込み工事など)が面倒である上、アンテナ
本体よりも施工の工事費のlJうが高くなるという問題
があった。そこで、形状が簡単で壁面に直接取イリられ
る平面アンテナが重要視されてきており、住宅の新築時
に南側の壁に取1) (=Iけておけば施工後のトラブ
ルが殆どない施工お、J:び保守が容易なものが要求さ
れてい7>、、Lかしな/ICら、相造が簡単で施工が
容易な平面アンテナにあっても受信ゲインが低いという
問題を有している。2すなわち、パラボラアンテナにあ
っては効率が65%であるが平面アンテナの効率は30
%程度(学会発表では最大34%のものがある)であり
、平面アンテナを実用化するに際してゲインアップが最
大の課題になっている。
ところで、従来、この種の平面アンテナとしては、第1
0図および第11図に示すようにストリップ導体がクラ
ンク状に折り曲げられて基本素子が形成された1対のマ
イクロストリップラインla。
11〕よりなるアンテナエレメント2を複数対列設した
クランク形マイクロストリップラインアンテナがあり、
各マイクロストリップライン1a、11)は折り曲げの
周JIII(基本素子の形状)に基いた周波数特性およ
び指向性を有する進行波形1次元アレイアンテナを構成
している。ここに、クランク形基本素子を無限に細いも
のとし、これに均一・な進行波電流を流す電流源を仮定
してX−1面内での指向特性を計算し、そのとき主ビー
ム方向θ1oに円偏波を放射する条件は、 b+ (1−1co、sθm)2a−λg11王土Ta
n’(sinθ「07し /1−ηCOSθ珀))・・・・・・(1)1++(1
−η。。9θ+n)cj^g11+土Ta;’(sin
θlll−ル /1−ηcozθ【0))・・・・・(2)で示される
。但し、a、b、 cはh(本累了−の各辺の長さ、η
は直線状マイクロストリップラインla。
11〕の波長短縮率、λgはマイクロス)りンプライン
la、l’bの線路波長であり、干、士の」−符号は左
旋円偏波、下符号は右旋円偏波の場合を示している。
したがって、」一式(1)(2,)において、主ビーム
方向θ1nおよび適当な1〕の値を与えると:a、cの
値が定まっでθIO方向に円偏波を放射するクランク形
基本素子の形状が決定できることになる。また、1次元
アレイアンテナよりなる各アンテナエレメント2には等
振幅、同位相に並列給電されるようになっている。図中
、4はターミネーション抵抗、5はマイクロストリップ
ラインja、jl+が上面に形成され、下面に地導体6
が全面に頁って設けられた絶縁基板(例えば、テフロン
グラスファイバー基板、架橋ポリエチレン基板など)よ
りなるプリント基板である。なお、各アンテナエレメン
ト2を基本素子の空間位相が異なるようにずれて配設さ
れた2本の・ストリップライン1a11bにて構成して
いる理由は、放射ビームのサイドローブを抑圧して指向
性を鋭くするためである。
以」−のように、この種のマイクロストリッ)°ライン
アンテナにおいては、受信ゲインの大きい主ビーム方向
θI11を基本素子の形状を変えることにより、任意に
設定できるようになっているので、第12図に示すよう
にマイクロストリップラインアンテナ1()を家屋11
の南側の壁に取着した場合にあっても、主ビーム方向θ
I11を放送衛星12に向けることができるようになっ
ている。なお、この放送衛星12からの放送電波の入射
角度θは緯度によって30°乃至45°の範囲で異なっ
ている。一方、家屋11の壁の向きは第13図(a)に
示すように放送電波に対して直交しているとは限らず、
同図(l))および同図(c)に示すようにずれている
場合があるが、この場合においては主ビーム方向θ11
に放送衛星12が存在しないことになって受信利得が低
下してしまうことになる。
ところで、このような従来例において、各アンテナエレ
メントに給電する給電回路3 aをツリー状に分岐した
(トーナメントタイプの)ストリップラインとし、この
給電回路3aの各ストリップラインをプリント基板にて
形成していたが、給電回路3gにおける損失が太き(な
るという不都合があった。すなわち、給電用のストリッ
プラインの損失は数d B / toであるので、アン
テナエレメント1群のY方向寸法が80cτnの場合に
は、給電用のストリップラインの長さが40cm以上と
なって2〜3dBの損失が給電回路3aに生じ、ゲイン
が低くなるという問題があった。Ugl中Aは給電烈で
ある。
[発明の目的J 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、給電回路における損失が少なく高い
受信利得が得られるマイクロス1す・/プライン7(ン
テナを提供することにある。
[発明の開示] (実施例1) 第1図は本発明一実施例を示すものであり、従米例と同
様のマイクロストリップラインアンテナにおいて、各ア
ンテナエレメント2に給電する給電回路3を導波管を用
いて形成したものであり、−・殻に導波管23の損失は
l)、2.dB/mであるので、導波管8の長さが80
CI11の場合における給電回路:)で発生する損失は
0.16dBとなり、従来例に比べて大幅に少なくする
ことができ、高い受信利得が得られるようになっている
。図中、8aは導波管8の上面に設けられ各アンテナエ
レメント2の給電端B1〜Bnに接続される接続端子で
あり、導波管8がプリント基板7の端部の下面に装着さ
れたとき、給電端B、+Bnに穿設された透孔に下方か
ら挿入されるようになっている。8bは受信された12
 (’i Hzの信号を比較的扱いやすい1、 M H
zの信号に変換するBSコンバータへの出力端である。
なお、各接続端子8aは等間隔に設けられている。
(実施例2) 第2図は他の実施例を示すもので、導波管8をプリント
基板7のエツジに対して斜めに配設し、導波管8による
遅れ時間と、プリント基板7」二の給電用ストリップラ
イン7aによる遅れ時間との和が各アンテナエレメント
2に対して等しくなるようにしたものである。この場合
、各アンテナエレメント2の給電端B、−Bnは基準端
であると、二ろの出力端8aから見て同位相となり、指
向性は第3図に示すようにX−Y面においてY軸と直交
する方向の受信利得を大きく設定できる。すなわち、X
−Y面内の主ビーム方向θnを90°に設定できる。な
お、基準端から見た遅れ時間1dは下式にて算出できる
td=LaXλa十LbXλl)・・・・・・・・・(
3)但し、Laは導波管8内を伝わる長さ、λaは導波
管8内の波長短縮率、Ll)はプリント基板7上の給電
用のストリップフィンの長さ、λbはプリント基板7上
の波長短縮率である。
(実施例3) 第4図はさらに他の実施例を示すもので、導波管8と各
アンテナエレメント2どの間に遅れ要素T、−T、を設
け、この遅れ要素T、〜T4による受信波の位相遅れを
11〜t、としてX−Y面内の主ビーム方向θ11を所
定方向に傾けるようにしだものである。
(実施例4) 第5図乃至第7図はさらに他の実施例を示すもので、ツ
リー状に分岐された導波路20aを有する導波管8゛に
て給電回路3を構成したものであって、各アンテナエレ
メント2の給電端B1〜Bnに接続される接続端子8a
から基準端たる出力コネクタ81J°までの遅れ時間が
同一になるようにしであるので、実施例2と同様の指向
性が得られることになる。なお、導波管8゛は、導波路
を形成する導波管本体20と、導波管本体20の」二面
に覆着される上板21と、導波管本体20の下面に覆着
される下板22とで構成されており、下板22は背面に
マイクロストリップフィン1a、1bを具備したプリン
ト基板5を配設するこたができるように大型に形成しで
ある。すなわち、導波管8゜の下板22によってプリン
ト基板5を補強しているわけである。図中、23はねじ
孔、24はねじ挿通孔であり、上板21および下&22
は導波管本体20に蝶着されるようになってし・る、。
(実施例5) 第8図はさらに他の実施例を示すもので、くし歯状の導
波路を有する導波管8゛にて給電回路3を構成したもの
であり、くし歯の長さを順次変化させることによって各
アンテナエレメント2の給電端B1〜Bnから出力端8
11に至る導波路における遅れ時間、tdを変化させる
ようになっている1、この場合、X−Y面内の指向性は
くし歯の長さによる遅れ時間1dのi′r!整によって
実施例3と同様に設定できることになる。
(実施例6) 第9図°はさらに他の実施例を示すもので、管内にポリ
エチレンのような低損失の誘電体25を挿入した導波管
8゛゛にて給電回路3を構成したものであり、誘電体2
5の比誘電率をεrとすれば波長短縮率λg二λ/倶と
なり、時間遅れを大きくすること、ができ、導波管8″
゛を小型化できることになる。
[発明の効果1 本発明は上述のように、ストリップ導体を適当な周期で
折り曲げて基本素子が形成される進行波形1次元アレイ
アンテナよりなる複数のアンテナニレメン1を下面に地
導体を有する絶縁基板」二に列設し、各アンテナエレメ
ントに給電する給電回路を導波管にで形成したものであ
り、損失の少ない導波管にて各アンテナエレメントに給
電するようになっているので、給電回路における損失を
少なくすることができ、高い受信利得が得られるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の分解斜視図、第2図は他の実
施例の上面図、第3図は同上の動作説明図、第4図はさ
らに他の実施例の構成および動作を示す図、第5図(a
)はさらに他の実施例の要部−1−面図、第5図(II
)および(c)は同上の側面図、第6図(a)は同上の
要部上面図、第6図(1))は同上の側面図、第7図は
同上の要部上面図、第8図はさらに他の実施例の要部構
成および動作を示す図、第9図はさらに他の実施例の要
部構成および動作を示す断面図、第10図は従来例の1
−面図、第11図は同上の要部斜視図、第12図および
第13図はマイクロス1リツプラインアンテナの配設例
を示す図である。 2はアンチ、ナエレメン[,3は給電回路、七3.8゛
、8゛、8”は導波管である。1 代理人 弁理士 石 1)艮 七 第2図 第3図 手続補正書(自発) 昭和59年 9月10日 特許庁長官殿               函1、事
件の表示・ 昭和59年特1fFfft第145’2’?lj2、発
 明 の名称 マイクロス1゛リツプラインアンテナ 3、補正をする者 事件との関係      特許 出願人性  所  大
阪府門真市大字門真1048番地名 称 (583)松
下電工株式会社 代表者小 林  郁 4、代理人 5、補正命令の日付 8、補正の内容 別紙の通り 訂正書 出願番号  特願昭5’ り  14. F+ 2 ’
:) 4号■9本願の特許、Ii求あ範囲を以下のよう
に訂正致します。 「く1)ストリップ導体を適当な周期で折り曲げて基本
素子が形成される進行波形J次元アレイアンテナよりな
る複数のアンテナエレメントをF面に地導体を有する絶
縁基板上に列設し、各アンテナエレメントに給電する給
電回路を導波管にて形成したことを特徴とするマイクロ
ストリップラインアンテナ。 ぎD]u彫第」すλ糞l(9どζ不プー町−ろ〕 (斤
イーブークイ/アスデ−1−,J 2、本願明細書第1頁18行目のl’ :(6(l f
) kin Iをr36000kJと訂正致します、。 代理人 弁理士 石 [] 七 七 手続補正器(方式) 昭和59年11月8日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ストリップ導体を適当な周期で折り曲げて基本素
    子が形成される進行波形1次元アレイアンテナよりなる
    複数のアンテナエレメントを下面に地導体を有する絶縁
    基板上に列設し、各アンテナエレメントに給電する給電
    回路を導波管にて形成したことを特徴とするマイクロス
    トリップラインアンテナ。
JP14529484A 1984-07-13 1984-07-13 マイクロストリツプラインアンテナ Pending JPS6124311A (ja)

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JP14529484A JPS6124311A (ja) 1984-07-13 1984-07-13 マイクロストリツプラインアンテナ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6231201A (ja) * 1985-08-01 1987-02-10 Dx Antenna Co Ltd マイクロストリツプ・アンテナ装置
US5923295A (en) * 1995-12-19 1999-07-13 Mitsumi Electric Co., Ltd. Circular polarization microstrip line antenna power supply and receiver loading the microstrip line antenna
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