JPS6162206A - Array antenna with cylindrical radio wave lens - Google Patents

Array antenna with cylindrical radio wave lens

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JPS6162206A
JPS6162206A JP18429284A JP18429284A JPS6162206A JP S6162206 A JPS6162206 A JP S6162206A JP 18429284 A JP18429284 A JP 18429284A JP 18429284 A JP18429284 A JP 18429284A JP S6162206 A JPS6162206 A JP S6162206A
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JP
Japan
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radio wave
lens
axis
array antenna
plane
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Pending
Application number
JP18429284A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Kusano
草野 光裕
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPS6162206A publication Critical patent/JPS6162206A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06Combinations 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

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve both the cross polarized wave characteristic and the beam shaping and to attain low cost by combining beams in a vertical plane by means of an array antenna and combining beams in a horizontal plane by means of a cylindrical ratio wave lens. CONSTITUTION:The titled antenna consists of an array antenna 40 of waveguide slot type as a radiator and a cylindrical radio wave lens comprising partial cylindrical radio wave lenses 50, 51, 52. The cylindrical axis of the radio wave lenses 50, 51, 52 is arranged in parallel with the X axis and the entire part is symmetrical with respect to the XZ plane. A focal line 53 is a line near to the X axis and in parallel therewith. The slot provided to the antenna 40 is excited by a current of a waveguide, the amplitude is adjusted mainly by the size S and the relative exciting phase between slots is adjusted mainly by the size L. Thus, in using an element having excellent cross polarized wave identification as each radiation element, no cross polarized are component is included basically in the wave source and beam shaping is attained. Thus, an excellent cross polarized wave characteristic is obtained even when the cross polarized wave component included in the wave source is not cancelled at all.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無線通信におけるアレイアンテナに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an array antenna in wireless communication.

特に、放射ビームの形状がある平面内では扇形の拡がり
を存し、これと直交する平面内では前記平面と異なるビ
ーム形状を有する成形ビームアンテナに関する。
In particular, the present invention relates to a shaped beam antenna in which the shape of the radiation beam has a fan-shaped spread in a certain plane, and in a plane orthogonal thereto, the beam shape differs from the plane.

本発明は、一つの親局と複数の子局との間の無線通信に
利用される。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for wireless communication between one master station and a plurality of slave stations.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

通常の無線通信では無線局と無線局が正対して通信を行
うので、用いられるアンテナには一般に高利得で低サイ
ドローブの特性のものである。しかし、ある地域内に散
在する複数の子局と一つの親局との間で通信を行う場合
には、親局のアンテナは子局の散在する地域を効率よ(
照射するいわゆる成形ビームを有することが必要である
In normal wireless communication, two wireless stations face each other and communicate, so the antennas used generally have high gain and low sidelobe characteristics. However, when communicating between multiple slave stations scattered within a certain area and one master station, the antenna of the master station efficiently covers the area where the slave stations are scattered (
It is necessary to have a so-called shaped beam of irradiation.

第9図は無線通信を行う親局および子局が配置された平
面図、第10図および第11図はその側面図であって、
これらを用いてビーム成形の効果を説明する。すなわち
、A局を親局として、B、C1D、E局をそれぞれ子局
とした場合に、親局のアンテナのビームの形状には水平
面内では第9図に破線1で示すようにすべての子局を覆
うような扇形の拡がりを有することが望ましい。一方、
垂直面では第10図および第11図に示すように子局の
配置される地上高低差および親局との距離の差によって
、第10図の破線2で示すような通常のペンシルビーム
よりも第11図の破線3に示すような成形ビームを有す
ることが望ましい。
FIG. 9 is a plan view in which a master station and a slave station for wireless communication are arranged, and FIGS. 10 and 11 are side views thereof,
The effect of beam shaping will be explained using these. In other words, when station A is the master station and stations B, C1D, and E are slave stations, the beam shape of the antenna of the master station has all the slave stations in the horizontal plane as shown by the broken line 1 in Figure 9. It is desirable to have a fan-shaped spread that covers the station. on the other hand,
In the vertical plane, as shown in Figs. 10 and 11, due to the difference in ground height where the slave stations are placed and the difference in distance from the master station, the beam becomes more symmetrical than the normal pencil beam as shown by the broken line 2 in Fig. 10. It is desirable to have a shaped beam as shown in broken line 3 in FIG.

第12図は第9図に示した親局と子局の通信範囲が隣接
して配置された場合の平面図である。このような場合に
は、成形ビーム1と1′が干渉しないように、互いに直
交した偏波を用いることになり、偏波の直交度すなわち
ビーム1と1′の交差偏波特性の良否が回線の品質を直
接左右することになる。
FIG. 12 is a plan view when the communication ranges of the master station and slave station shown in FIG. 9 are arranged adjacent to each other. In such a case, in order to prevent shaped beams 1 and 1' from interfering, polarized waves orthogonal to each other are used, and the degree of orthogonality of the polarized waves, that is, the quality of the cross-polarized wave characteristics of beams 1 and 1' is determined. This will directly affect the quality of the line.

従来、このような成形ビームを合成する方法としては、
例えば同一出願人による特許出願特願昭58−1074
41 (本願出願時に未公開)のような電波レンズアン
テナが考えられた。第13図および第14図にこの従来
例アンテナの斜視図および水平面での断面図を示す。
Conventionally, the method of synthesizing such shaped beams is as follows:
For example, a patent application filed by the same applicant in 1974-1074
A radio wave lens antenna such as No. 41 (unpublished at the time of filing) was considered. FIGS. 13 and 14 show a perspective view and a cross-sectional view on a horizontal plane of this conventional antenna.

第14図において、電波レンズは1個の中央部とせ′1
1 2個の両端部とより構成され、−次放射器12により給
電される。中央部の電波レンズ10両表面S。
In Figure 14, the radio wave lens is located at the center of one lens.
1 and two end portions, and is supplied with power by a -order radiator 12. Radio wave lens 10 both surfaces S in the center.

T1はともに点Fを中心とする同心円であり、両端部の
電波レンズ2および3はそれぞれ中心軸P2およびP、
を中心軸とする電波集束用の電波レンズであり、第15
図から17図に示す切断線を軸P2または軸P、まわり
に回転して形成される電波レンズの一部分である。した
がって−次放射器12より放射された電波のうち、中央
部の電波レンズ1に入射した電波は破線24.25に示
す通路を経て、水平面内では電波レンズの屈折の影響を
受けず放射される。
T1 are both concentric circles centered on point F, and radio lenses 2 and 3 at both ends have central axes P2 and P, respectively.
It is a radio wave lens for focusing radio waves with the central axis as the 15th
This is a part of a radio wave lens formed by rotating the cutting line shown in FIG. 17 around axis P2 or axis P. Therefore, among the radio waves emitted from the -order radiator 12, the radio waves that enter the radio lens 1 in the center pass through the path shown by broken lines 24 and 25, and are radiated in the horizontal plane without being affected by the refraction of the radio lens. .

また、両端部の電波レンズ2と3に入射した電波は破線
26.27および28.29に示す電波の通路を経て、
それぞれ中心軸P2およびP3の方向に進行する平面波
として放射される。
In addition, the radio waves incident on the radio wave lenses 2 and 3 at both ends pass through the radio wave paths shown by broken lines 26.27 and 28.29.
They are emitted as plane waves traveling in the directions of central axes P2 and P3, respectively.

したがって、全体の放射特性は、水平面内では電波レン
ズ1の拡き角度の範囲内でほぼ平坦で、拡き角度の両端
部では、その両端部にエネルギーが集中し、両端部以上
の角度への不要放射を低減した形状の成形ビームが合成
できる。第15図から第17図は両端部レンズの具体的
構成を説明する図であり、これはいずれも第14図の垂
直軸と中心軸P2を含む平面による切断線を示している
。いずれの場合も点Fから到来する球面波をその中心軸
P2方向に進行する平面波に変換する電波集束用レンズ
の例であり、破線30と31は電波の通路の例を示す。
Therefore, the overall radiation characteristics are almost flat in the horizontal plane within the range of the divergence angle of the radio wave lens 1, and at both ends of the divergence angle, energy is concentrated at both ends, and energy is concentrated at both ends of the divergence angle. A shaped beam with reduced unnecessary radiation can be synthesized. 15 to 17 are diagrams illustrating the specific structure of the lenses at both ends, and each of these diagrams shows a cutting line taken by a plane including the vertical axis and the central axis P2 in FIG. 14. In either case, this is an example of a radio wave focusing lens that converts a spherical wave arriving from point F into a plane wave traveling in the direction of its central axis P2, and broken lines 30 and 31 indicate examples of radio wave paths.

第15図の例はいわゆる楕円レンズであり、表面S2は
点Fを中心とした円弧であり、表面T2は式(1)で定
まるものである。同様に第16図の例はいわゆる双曲線
レンズであり、表面S2は式(2)により、表面T2は
中心軸P2に直交する直線である。第17図はいわゆる
2表面レンズであり、表面SZおよびT2での双方での
屈折を利用したものであり、両表面は式(3)により定
まる。ただし式(1)〜(3)においてεは屈折率、f
は焦点距離を表す。
The example shown in FIG. 15 is a so-called elliptical lens, the surface S2 is an arc centered on point F, and the surface T2 is determined by equation (1). Similarly, the example shown in FIG. 16 is a so-called hyperbolic lens, and the surface S2 is a straight line perpendicular to the central axis P2 according to equation (2). FIG. 17 shows a so-called two-surface lens that utilizes refraction at both surfaces SZ and T2, and both surfaces are determined by equation (3). However, in formulas (1) to (3), ε is the refractive index, f
represents the focal length.

第7図の表面T2 r= f (g 71) / (a cosθ)   
 −(11第8図の表面S2 γ=(ε−1)f/(εcosθ−1>  −421第
9図の表面Sz、Tz γ dθ    εcos(θ−θ’)−1。
Surface T2 in Figure 7 r= f (g 71) / (a cosθ)
-(11 Surface S2 in FIG. 8 γ=(ε-1)f/(εcosθ-1> -421 Surface Sz, Tz in FIG. 9 γ dθ εcos(θ-θ')-1.

両端部の電波レンズ2と3は、第15図から第17図に
示す切Ur線を中心軸P2とP3まわりに回転してなる
ものの一部を用いて構成される。中央部の電波レンズ1
は第15図から第17図に示す切1!Ji線を垂直軸ま
わりに回転して構成されるか、または第18図および第
20図に示すような切断線を垂直軸まわりに回転して構
成される。
The radio lenses 2 and 3 at both ends are constructed by using parts of the lenses shown in FIGS. 15 to 17, which are rotated around central axes P2 and P3. Central radio lens 1
is the cut 1! shown in Figures 15 to 17! It is constructed by rotating the Ji line around a vertical axis, or it is constructed by rotating a cutting line as shown in FIGS. 18 and 20 around a vertical axis.

前者の場合は全体のレンズが水平面に関して対称な構造
となるので垂直面内では第20図の実線21のような水
平面に関して対称なビームしか合成できない。
In the former case, since the entire lens has a symmetric structure with respect to the horizontal plane, only beams that are symmetrical with respect to the horizontal plane, as shown by the solid line 21 in FIG. 20, can be synthesized in the vertical plane.

後者の場合は後述するように垂直面内のビーム形状を水
平軸に関して非対称なものに成形できるが、全体のレン
ズの形状が水平面に関して非対称な構造となる。
In the latter case, as will be described later, the beam shape in the vertical plane can be shaped to be asymmetrical with respect to the horizontal axis, but the shape of the entire lens becomes asymmetrical with respect to the horizontal plane.

第18図において切断線は部分的な電波レンズ4.5お
よび6により構成される。電波レンズの各部分は第15
図に示した電波集束用レンズの切t!Jr線の一部分を
鏡面形状として焦点Fを共有し、かつ各中心軸がそれぞ
れレンズ軸P、およびP、方向に向くように組合わされ
ている。
In FIG. 18, the cutting line is constituted by partial radio lenses 4.5 and 6. Each part of the radio lens is the 15th
Cut the radio wave focusing lens shown in the figure! A portion of the Jr line is mirror-shaped so that they share a focal point F, and their respective central axes are oriented toward the lens axis P and the direction P, respectively.

したがって焦点Fから放射された球面波は破線33.3
4.35を電波の通路として各電波レンズの中心軸方向
に進む電波となる。
Therefore, the spherical wave radiated from the focal point F is represented by the broken line 33.3
The radio waves travel in the direction of the center axis of each radio lens with 4.35 as the radio wave path.

このため、垂直面内の放射特性は第21図の実線23で
示すような水平面に関して非対称なビーム形状となる。
Therefore, the radiation characteristic in the vertical plane becomes a beam shape that is asymmetrical with respect to the horizontal plane, as shown by the solid line 23 in FIG.

第19図の構成例では切断線は部分的な電波レンズ4と
7より構成される。部分的な電波レンズ4は第15図に
示した電波集束用レンズの切断線の一部であり、その中
心軸はレンズ軸と一致している。
In the configuration example shown in FIG. 19, the cutting line is composed of partial radio lenses 4 and 7. The partial radio wave lens 4 is a part of the cutting line of the radio wave focusing lens shown in FIG. 15, and its central axis coincides with the lens axis.

したがって、この部分を通る電波は例えば破線33  
     gにその通路を示すようにレンズ軸と平行な
方向に     ;)1進む電波となる。部分的な電波
レンズ7ばその両表面S7とT?での屈折を利用して所
望の方向に所望なだけのエネルギーを放射しようとする
ものであり、所望の方向と量が定まれば周知の屈折の法
則(スネルの法則)とエネルギー保存の法則を用いて表
面S7とT7を求めることができる。
Therefore, the radio waves passing through this part are, for example, broken line 33.
It becomes a radio wave that travels by ;) 1 in the direction parallel to the lens axis, as shown in g. Both surfaces S7 and T of the partial radio wave lens 7? The idea is to radiate a desired amount of energy in a desired direction using refraction at can be used to determine surfaces S7 and T7.

この場合も垂直面内の放射特性は第21図の実線23で
示すような水平面に関し非対称なビーム形状となる。な
お、第20図、第21図にはそれぞれ交差偏波特性をそ
れぞれ実線22と23′で示しであるが、この特性の差
は以下に記述する理由により生ずる。
In this case as well, the radiation characteristic in the vertical plane becomes a beam shape that is asymmetrical with respect to the horizontal plane, as shown by the solid line 23 in FIG. Note that in FIGS. 20 and 21, the cross-polarization characteristics are shown by solid lines 22 and 23', respectively, and this difference in characteristics occurs for the reasons described below.

周知のように電波レンズの放射特性は一次放射器12よ
り到来した電波の電磁界ベクトル電波レンズを通過後、
−次放射器と反対側の表面(例えば第14図の表面T1
〜T3)に生ずる電磁界ベクトルEと1(より式(4)
により定まる等価電磁流ベクトルMとJを波源として決
定される。
As is well known, the radiation characteristic of a radio wave lens is that the electromagnetic field vector of the radio wave arriving from the primary radiator 12 passes through the radio wave lens.
- the surface opposite the secondary radiator (e.g. surface T1 in FIG. 14);
~T3) and the electromagnetic field vector E and 1 (from equation (4)
It is determined by using the equivalent electromagnetic current vectors M and J determined by as wave sources.

M = E X n 、   J = n X H−4
4まただし、nは前記した表面での単位法線ベクトルで
ある。
M=EXn, J=nXH-4
4, where n is the unit normal vector on the surface described above.

ここで、Eと■(およびnは入射到来波が球面波であり
、かつレンズの構成は前記した通りであることからそれ
ぞれ直角座標系で3つの成分をもつため、MとJも3つ
の成分を有するつすなわちレンズの放射特性を定める1
、11とJそのものが交差偏波成分を含んだものとなり
、放射特性の主偏波量および交差偏波量はそれぞれこの
JとMの各成分の大きさに比例する。
Here, E and ■ (and n each have three components in the rectangular coordinate system because the incident incoming wave is a spherical wave and the lens configuration is as described above, so M and J also have three components. 1, which defines the radiation characteristics of the lens.
, 11 and J themselves contain cross-polarized components, and the amount of main polarization and the amount of cross-polarized waves of the radiation characteristics are proportional to the magnitude of each component of J and M, respectively.

前記したように、第20図に示す特性の電波レンズアン
テナの構成は水平面に関して対称であるため、たとえJ
とMに交差偏波成分を含んでいても対称面である水平面
では互いに相殺しあい、交差偏波を生じないが、水平面
以外では対称性が保てないので交差偏波成分が残ること
になり、結局第20図の実線22のような特性となる。
As mentioned above, the configuration of the radio wave lens antenna with the characteristics shown in FIG. 20 is symmetrical with respect to the horizontal plane, so even if J
Even if and M contain cross-polarized components, they cancel each other out on the horizontal plane, which is the plane of symmetry, and do not produce cross-polarized waves. However, since symmetry cannot be maintained on surfaces other than the horizontal plane, cross-polarized components remain. In the end, the characteristic becomes as shown by the solid line 22 in FIG. 20.

また第21図に特性を示す電波レンズアンテナの構成は
水平面に関してもともと対称でないため、交差偏波成分
が相殺しあうことなく、実線23で示すように良好な特
性を得ることができない。
Furthermore, since the configuration of the radio wave lens antenna whose characteristics are shown in FIG. 21 is originally not symmetrical with respect to the horizontal plane, the cross-polarized components do not cancel each other out, making it impossible to obtain good characteristics as shown by the solid line 23.

〔発明が解決しようとする問題点3 以上説明したように、従来の電波レンズアンテナでは水
平面内で交差偏波特性を良好にしようとすると垂直面内
のビーム成形に大きな制約を生じ、垂直面内のビーム成
形を良好にしようとすると水平面内の交差偏波特性を良
好にできないという欠点があり、第9図から第13図に
示すような回線設計上には大きな問題があった。
[Problem to be Solved by the Invention 3] As explained above, in conventional radio wave lens antennas, when trying to improve cross-polarization characteristics in the horizontal plane, there are significant restrictions on beam shaping in the vertical plane; If an attempt is made to improve the beam shaping in the horizontal plane, there is a drawback that cross-polarization characteristics in the horizontal plane cannot be improved, and this poses a major problem in line design as shown in FIGS. 9 to 13.

さらに、第20図の実線22で示ずような交差偏波特性
を実現したとしても、水平面以外では急激に特性が劣化
するため、例えば第12図のA局と0局およびA局とA
′局の選定をする際、各局間の地上高低差が太き(とれ
ず、実際の地形あるいは建物等の高低差を考慮すると局
が選定できなくなるか、あるいは特別なタワーを別に設
けなければならないなどの問題も生じる。
Furthermore, even if cross-polarization characteristics as shown by the solid line 22 in FIG. 20 are achieved, the characteristics will deteriorate rapidly in areas other than the horizontal plane.
'When selecting a station, if there is a large difference in ground height between each station, it may become impossible to select a station if the difference in height of the actual terrain or buildings is considered, or a special tower must be installed separately. Other problems also arise.

さらに第13図から第15図に示すような構成の鏡面を
作成することば技術的にも3次元で複雑な面を成形する
困デ1tさがあり、−j″役的は高価な治工具を必要と
する。また、成形そのものの工数も大きいなど、アンテ
ナ全体として高価なものになる欠点があった。
Furthermore, creating a mirror surface with the configuration shown in Figures 13 to 15 is technically difficult, as it is difficult to form a complex three-dimensional surface, and the purpose of -j'' is to use expensive jigs and tools. In addition, the molding process itself requires a large amount of man-hours, making the antenna as a whole expensive.

本発明は、ビーム成形特性および交差偏波特性の良好な
新しい構造のアンテナを提供することを目的とする。本
発明は製作に特別な治工具を必要とせず、製造工数が小
さく、安価なアンテナを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an antenna with a new structure that has good beam shaping characteristics and cross-polarization characteristics. An object of the present invention is to provide an inexpensive antenna that does not require special jigs and tools for manufacturing, requires a small number of manufacturing steps, and is inexpensive.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、垂直面内のビーム成形は電波レンズを用いず
アレイアンテナにより合成し、水平面内のビームの成形
をアレイアンテナの放射素子の放射通路に配置された筒
状電波レンズにより合成し、アレイアンテナの放射特性
と筒状電波レンズの特性を活かして交差偏波特性とビー
ム成形度が共に良好なアンテナを得ることを特徴とする
In the present invention, beam shaping in the vertical plane is synthesized by an array antenna without using a radio wave lens, and beam shaping in the horizontal plane is synthesized by a cylindrical radio wave lens placed in the radiation path of the radiating element of the array antenna. The antenna is characterized in that it utilizes the radiation characteristics of the antenna and the characteristics of the cylindrical radio wave lens to obtain an antenna with good cross-polarization characteristics and beam shaping.

すなわち本発明は、長方形の平面上に複数の放射素子が
配列されたアレイアンテナと、このアレイアンテナの上
記放射素子の放射通路に配置された電波レンズとを備え
、この電波レンズが筒状の部分構造により構成された筒
状電波レンズ付きアレイアンテナにおいて、     
           9ト)上記アレイアンテナの上
記長方形の中心を原点とし、その長方形の長手方向にY
軸を定め、その長方形の平面に直交し原点を通り上記筒
状電波レンズに近づく方向にY軸を定め、原点を通りY
軸およびY軸に直交する方向にY軸を定めると、上記筒
状電波レンズは、その筒軸がY軸と平行であってXZ平
面に関して対称でありかつZ軸方向に凸の曲面形状であ
り、 上記アレイアンテナの放射素子は、その励振振幅がYZ
平面に関して対称でありその励振位相がYZ平面に関し
て反対称になるように配置され、さらに、上記アレイア
ンテナの放射素子は、上記筒状電波レンズにより形成さ
れる放射ビームが、YZ平面上でY軸に関して対称であ
り、XZ平面上でY軸に関して非対称であるように配置
されたことを特徴とする。  ・ 筒状電波レンズは、アレイアンテナに取り付ける取付構
造を含むことが好ましい。
That is, the present invention includes an array antenna in which a plurality of radiating elements are arranged on a rectangular plane, and a radio wave lens disposed in the radiation path of the radiating element of this array antenna, and the radio wave lens is provided with a cylindrical portion. In the array antenna with a cylindrical radio wave lens constructed by the structure,
9g) With the center of the rectangle of the array antenna as the origin, Y in the longitudinal direction of the rectangle.
Determine the axis, and define the Y-axis in the direction perpendicular to the rectangular plane, passing through the origin and approaching the cylindrical radio lens, and passing through the origin and Y
When the Y-axis is set in a direction perpendicular to the Y-axis and the Y-axis, the cylindrical radio lens has a cylindrical axis parallel to the Y-axis, symmetrical with respect to the XZ plane, and a curved shape convex in the Z-axis direction. , The radiating element of the array antenna has an excitation amplitude of YZ
The radiation element of the array antenna is arranged such that it is symmetrical with respect to a plane and its excitation phase is antisymmetrical with respect to the YZ plane. It is characterized in that it is arranged so as to be symmetrical with respect to the Y-axis on the XZ plane and asymmetrical with respect to the Y-axis on the XZ plane. - The cylindrical radio lens preferably includes a mounting structure for mounting on the array antenna.

〔作 用〕[For production]

アレイアンテナとこの放射ビームを成形する電波レンズ
とにより、水平方向には対称形であり、垂直方向には非
対称形である放射ビームを得ることができる。
The array antenna and the radio lens that shapes this radiation beam make it possible to obtain a radiation beam that is symmetrical in the horizontal direction and asymmetrical in the vertical direction.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明実施例装置構造を示す斜視図である。こ
の実施例では放射器として導波管スロット方式のアレイ
アンテナ40と、部分筒状電波レンズ50.51.52
より構成される筒状電波レンズにより構成されている。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a waveguide slot type array antenna 40 and a partially cylindrical radio wave lens 50, 51, 52 are used as radiators.
It is made up of a cylindrical radio wave lens.

アレイアンテナ40は放射素子の配置されている面は長
方形であり、その一端には終端器41が接続されている
。直交座標軸x、y、zはそれぞれアレイアンテナのス
ロットの設けられている開口面の中心を原点とし、アレ
イアン)すの長手方向にY軸、開口面に直交し筒状電波
レンズに近づく方向にY軸、Y軸とY軸に直交する方向
にY軸を定めている。
The array antenna 40 has a rectangular surface on which the radiating elements are arranged, and a terminator 41 is connected to one end of the rectangular surface. The orthogonal coordinate axes x, y, and z each have their origin at the center of the aperture surface where the slot of the array antenna is provided. The Y-axis is defined in a direction perpendicular to the Y-axis.

部分筒状電波レンズ50.51.52はその筒軸、すな
わちこの軸と直交する平面での各部分の電波レンズの切
断線が常に同一となる軸がY軸と平行に配置され、全体
の筒状電波レンズはXZ平面に関して対称である。直線
53はY軸の近接したこれと平行な線である。
The partial cylindrical radio wave lens 50, 51, 52 has its cylindrical axis, that is, the axis along which the cutting lines of each part of the radio wave lens on a plane perpendicular to this axis are always the same, arranged parallel to the Y axis, and the entire cylinder The shaped radio lens is symmetrical with respect to the XZ plane. The straight line 53 is a line close to and parallel to the Y axis.

第3図はアレイアンテナの一部の拡大図であり、導波管
のいわゆる磁界面に管軸、すなわち長手方向に平行に図
に示すような楕円形のスロ・7トを複数個設けたもので
あり、導波管を進行してきた電波は個々のスロットより
放射される。
Figure 3 is an enlarged view of a part of an array antenna, in which a plurality of elliptical slots as shown in the figure are provided on the so-called magnetic interface of the waveguide parallel to the tube axis, that is, the longitudinal direction. The radio waves traveling through the waveguide are radiated from each slot.

個々のスロットは導波管内壁を流れるY軸方向の電流に
より励振されるが、その振幅は主として第3図に示すス
ロット間のX方向の寸法りにより、また各スロット間の
相対的励振位相は主として第3図に示すスロットとX軸
との寸法Sにより調整される。
Each slot is excited by a current in the Y-axis direction flowing through the inner wall of the waveguide, and its amplitude mainly depends on the dimension in the X-direction between the slots as shown in Figure 3, and the relative excitation phase between each slot is It is mainly adjusted by the dimension S between the slot and the X axis shown in FIG.

例えば第1図において、yz平面を水平面、XZ平面を
垂直面とした場合に、垂直面内で第5図に示す実線60
のような、2軸すなわち第5図の角度0度の軸を中心に
非対称なビームを合成する場合を説明すると、この場合
個々のスロットの励振振幅はYZ平面に対して対称とな
るが、励振位相はYZ平面に関して反対称となる。ここ
で反対称とは位相の絶対値が同じで符号が反転すること
を意味する。
For example, in FIG. 1, if the yz plane is a horizontal plane and the XZ plane is a vertical plane, the solid line 60 shown in FIG.
To explain the case where asymmetrical beams are synthesized around two axes, that is, the 0 degree axis in Fig. 5, the excitation amplitude of each slot is symmetrical with respect to the YZ plane, but the The phase is antisymmetric with respect to the YZ plane. Here, antisymmetric means that the absolute value of the phase is the same but the sign is reversed.

第5図の例は全ス・ロフト数21、振幅および位相は中
央部のスロットの励振振幅を1、励振位相を0度とした
場合、上側10番目のスロットまでは表のとおりとなる
In the example of FIG. 5, the total number of lofts is 21, the amplitude and phase are as shown in the table up to the upper 10th slot, assuming that the excitation amplitude of the central slot is 1 and the excitation phase is 0 degrees.

表の下側10番目のスロットまでは表の値の位相のみ符
号が反転する。また前記数値例ばあ(までもビーム成形
をアレイアンテナで実現できることを示す一例であり、
他の励振も可能である。このように、第5図の実線60
のようなビームを合成する場合には、YZ平面に関して
励振振幅は対称、励振位相は反対称となる。
Up to the 10th slot at the bottom of the table, only the phase of the values in the table is reversed in sign. In addition, the numerical example above is an example showing that beam shaping can be realized with an array antenna.
Other excitations are also possible. In this way, the solid line 60 in FIG.
When combining such beams, the excitation amplitude becomes symmetrical and the excitation phase becomes antisymmetrical with respect to the YZ plane.

第4図はアレイアンテナの他の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the configuration of the array antenna.

この例はプリンテッドアレイアンテナによる例である。This example is an example using a printed array antenna.

同図で符号43.46.47は誘電体基板44上の金属
ストリップであり、符号45は金at体である。同図で
正方形ストリップ43は放射素子であり、金属ストリッ
プ46.47はこの放射素子へ      1.1.j
直交した二つの偏波を給電するための給電線である。金
属ストIJツブ46は電界成分がX軸方向の偏波の給電
線であり、金属ストリップ47はY軸方向の偏波の給/
fFf 151’Aである。これらはそれぞれ入出力端
が金属導体45に固定されたコネクタ48.49に接続
される。コネクタ48.49はそれぞれ同軸の外4体が
金属翼体45に、中心導体が金属ストリップ46と47
に接Uεされて給電線と電気的に結合している。
In the figure, numerals 43, 46, and 47 are metal strips on the dielectric substrate 44, and numeral 45 is a gold attenuator. In the figure, the square strip 43 is a radiating element, and the metal strips 46, 47 are connected to this radiating element 1.1. j
This is a feeder line for feeding two orthogonal polarized waves. The metal strip IJ tube 46 is a power supply line whose electric field component is polarized in the X-axis direction, and the metal strip 47 is a power supply line whose electric field component is polarized in the Y-axis direction.
fFf 151'A. These are connected to connectors 48 and 49 whose input and output ends are fixed to the metal conductor 45, respectively. Connectors 48 and 49 each have four coaxial outer bodies connected to metal wings 45 and center conductors connected to metal strips 46 and 47.
It is connected to Uε and electrically coupled to the power supply line.

この構造では各放射素子への励振振幅および位相は金属
ストリップ46と47のストリップ幅の変化と線路長に
より制御することができる。
In this structure, the excitation amplitude and phase to each radiating element can be controlled by changing the strip widths of metal strips 46 and 47 and the line length.

以上のアレイアンテナによるヒーム成形の特徴は第13
図で説明した鏡面による成形と異なり、各放射素子とし
て交差偏波識別度が良好な素子を用□いれば基本的に波
源には交差偏波成分を含まず、ビーム成形が可能となる
。したがって、第16図および第17図の説明で述べた
ように波源に含まれる交差偏波成分を主反射鏡の対称性
を利用して打ち消されなくても、良好な交差偏波特性が
得られるという大きな特徴を有する。
The characteristics of hem forming using the above array antenna are as follows.
Unlike shaping using a mirror surface as explained in the figure, if elements with good cross-polarization discrimination are used as each radiating element, the wave source basically does not contain cross-polarization components, and beam shaping becomes possible. Therefore, as described in the explanation of FIGS. 16 and 17, good cross-polarization characteristics can be obtained even if the cross-polarization components contained in the wave source are not canceled using the symmetry of the main reflector. It has the great feature of being able to

なお、アレイアンテナの構成として第3図および第4図
に示す構成側以外にも例えばダイポールアレイ、クロス
トダイポールアレイなどの放射素子を使用して本発明を
実施することができる。
Note that the present invention can be practiced using radiating elements such as dipole arrays and crossed dipole arrays in addition to the configurations shown in FIGS. 3 and 4 as the configuration of the array antenna.

第6図は第1図に示す実施例のYZ平面の切断図であり
、第7図は水平面内の放射特性を説明する図である。第
6図の例では部分筒状電波レンズ50の画面の切断WA
S s。、T、。はともに点Qを中心とする円弧であり
、部分筒状電波レンズ51.52は点Qを焦点とし第1
5図に示すものと同様の切断線を有する電波集束用の電
波レンズである。ただし、第6図では部分筒状電波レン
ズ51と52の中心軸P、。、P5□はそれぞれZ軸と
は異なり、Z軸に関して対称に設定されており、点Qは
直線53とYZ平面との交点である。従って部分筒状電
波レンズ50は直線53を中心とする同心円筒環、符号
51と52は直線53を焦線とする電波集束用筒状電波
レンズとなる。
FIG. 6 is a cutaway view on the YZ plane of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 7 is a diagram illustrating radiation characteristics in the horizontal plane. In the example of FIG. 6, the screen of the partially cylindrical radio wave lens 50 is cut WA.
Ss. ,T. are both circular arcs centered on point Q, and the partially cylindrical radio wave lenses 51 and 52 have the point Q as the focal point and the first
This is a radio wave lens for focusing radio waves having a cutting line similar to that shown in Fig. 5. However, in FIG. 6, the central axis P of the partially cylindrical radio lenses 51 and 52. , P5□ are different from the Z axis and are set symmetrically with respect to the Z axis, and the point Q is the intersection of the straight line 53 and the YZ plane. Therefore, the partially cylindrical radio wave lens 50 is a concentric cylindrical ring having the straight line 53 as its center, and numerals 51 and 52 are cylindrical radio wave lenses for focusing radio waves whose focal line is the straight line 53.

点Qは多くの場合、原点と一致するが、具体的には導波
管スロットの放射波の位相中心点が選定される。したが
−で、導波管スロットから放射され    j、、、l
lた電波のうち、部分筒状電波レンズ50に入射された
電波はその通路が破線70.71に示されるようにレン
ズの屈折の影響を受けずに放射され、部分筒状電波レン
ズ51と52とに入射されたものは、それぞれ破線72
.73または74.75に示すようにそれぞれの中心軸
方向に放射され、全体の放射特性はこれらの合成波とし
て定まる。
Point Q often coincides with the origin, but specifically the phase center point of the radiation wave of the waveguide slot is selected. However, − is emitted from the waveguide slot j,,,l
Among the radio waves, the radio waves incident on the partially cylindrical radio wave lens 50 are radiated without being affected by the refraction of the lens, as shown by broken lines 70 and 71, and the radio waves enter the partially cylindrical radio wave lenses 51 and 52. and are incident on the dashed line 72, respectively.
.. 73 or 74.75, they are radiated in the direction of their respective central axes, and the overall radiation characteristics are determined as a composite wave of these waves.

YZ平面上では、破線70.71の通路を経て放射され
る電波は点Qから同心円状の波面であり、その最大放射
方向はZ軸方向である。一般にスロットまたは第4図の
放射素子43のような微少波源からの放射波の特徴とし
て、同平面内でビーム幅の広い放射特性を示す。一方部
分筒状電波レンズ51と52を透過した電波は前記した
とおりその中心軸方向に波面が揃うため、その方向にビ
ーム幅の絞られた放射特性となる。さらにアンテナがX
Z平面に関して対称であることを考j、&すると、YZ
平面内の放射特性は第7図の実線61で示すような扇形
の拡がりを有し、Z軸すなわち同図の角度0度に関して
対称な成形ビームとなる。
On the YZ plane, the radio waves radiated through the path indicated by broken lines 70 and 71 have a concentric wavefront starting from point Q, and the maximum radiation direction is in the Z-axis direction. In general, radiation waves from a slot or a minute wave source such as the radiating element 43 in FIG. 4 exhibit radiation characteristics with a wide beam width within the same plane. On the other hand, since the wave front of the radio waves transmitted through the partially cylindrical radio lenses 51 and 52 is aligned in the direction of the central axis as described above, the beam width has a narrowed radiation characteristic in that direction. Furthermore, the antenna is
Considering that it is symmetrical with respect to the Z plane, j, &, then YZ
The in-plane radiation characteristic has a fan-shaped spread as shown by the solid line 61 in FIG. 7, resulting in a shaped beam that is symmetrical about the Z axis, that is, the angle of 0 degrees in the figure.

以上のように主偏波成分のビーム成形について説明した
が、次に交差偏波特性について説明する。
The beam shaping of the main polarization component has been explained above, and now the cross polarization characteristics will be explained.

従来技術の交差偏波識別度の説明で述べたと開運により
、各部分筒状電波レンズを透過後アレイアンテナと反対
側のレンズ表面に誘起される電磁界ベクトルEとI(は
式(4)により定まる。式(4)をそれぞれx、y、z
成分、Jx 、Jy 、JzおよびM、、M、、M、 
 で示すと式(5)となる。
As mentioned in the explanation of the cross-polarization discrimination of the prior art, after passing through each partially cylindrical radio wave lens, the electromagnetic field vectors E and I induced on the lens surface on the opposite side of the array antenna (are expressed by equation (4) Equation (4) is determined by x, y, and z, respectively.
Components, Jx, Jy, Jz and M, ,M, ,M,
Expression (5) is obtained.

J、=nYH2−n、H。J,=nYH2-n,H.

Jv = nz Hx −nx Hz Jz ”nx Hv  ny Hx MX=E、 n2−E2n。Jv = nz Hx - nx Hz Jz”nx Hv ny Hx MX=E, n2-E2n.

Mv=E2nX−EXn2 Mz =Ex ny −Ey nX ・・−・・・−・・(5) ただし、nx s ny 、nzはnのX、Y。Mv=E2nX−EXn2 Mz = Ex ny - Ey nX ・・・-・・・-・・・(5) However, nx s ny, nz are the X and Y of n.

2成分。2 ingredients.

さらに、磁界ベクトルHと電界ベクトルEとは直交関係
にあるから、例えば主偏波がいわゆる垂直偏波、すなわ
ち電界ベクトルがX軸方向に向いている電波がアレイア
ンテナより放射されている場合に、各部分筒状電波レン
ズへの入射電界ベクトルはE、成分が、また人躬電磁界
ヘクトルはEX成分が主となる。これは第5図の説明で
も述べたようにアレイアンテナからの放射波はもともと
交差偏波特性が良好なことに起因する。
Furthermore, since the magnetic field vector H and the electric field vector E are in an orthogonal relationship, for example, if a radio wave whose main polarization is so-called vertical polarization, that is, whose electric field vector is oriented in the X-axis direction, is radiated from the array antenna, The incident electric field vector to each partial cylindrical radio wave lens has an E component, and the human electromagnetic field hector mainly has an EX component. This is because, as mentioned in the explanation of FIG. 5, the radiation waves from the array antenna originally have good cross-polarization characteristics.

一方各部分筒状電波レンズの法線ベクトルnはその措成
からも明らかなようにn、成分が零である特徴がある。
On the other hand, the normal vector n of each partially cylindrical radio lens is characterized in that the n component is zero, as is clear from its composition.

したがってこの場合、誘起される電流は、 JX=−n、H2−n2 I−r。Therefore, in this case, the induced current is JX=-n, H2-n2 I-r.

Jy =(12H,嬌O J、=nXH1l#Q MX =E、n−En、=O My=EXn2 M2=EXn。Jy = (12H, 嬌O J,=nXH1l#Q MX = E, n-En, = O My=EXn2 M2=EXn.

一一−−−−・−(6) となる。11------・-(6) becomes.

この弐(6)より明らかなように電波レンズに誘起され
る電流は主偏波のY成分が主体となり、磁流は生成波の
Y成分と直交するXおよびZ成分が主体となる。ここで
磁流源は波源と直交する電界ベクトルを放射するもので
あるから、放射波源の主体は主偏波成分であることがあ
る。この結果を従来技術のアンテナ交差偏波特性の説明
と比較すれば交差偏波特性の改善が期待されることは明
らかである。また、主偏波がいわゆる垂直偏波、すなわ
ち電界ベクトルがX軸方向に向いている場合の交差偏波
特性も式(6)をぷいたことと同訓により良好であるこ
とが説明できる。
As is clear from this second (6), the current induced in the radio wave lens is mainly composed of the Y component of the main polarization, and the magnetic current is mainly composed of the X and Z components orthogonal to the Y component of the generated wave. Here, since the magnetic current source emits an electric field vector orthogonal to the wave source, the main component of the radiated wave source may be the main polarization component. Comparing this result with the explanation of antenna cross-polarization characteristics in the prior art, it is clear that an improvement in cross-polarization characteristics is expected. Furthermore, it can be explained that the cross-polarized wave characteristics when the main polarized wave is so-called vertically polarized wave, that is, the electric field vector is oriented in the X-axis direction, are also good based on the equation (6) and the same precept.

また、水平面内のビーム成形を行う方法の実施例として
部分筒状電波レンズを円筒環状のものとしたが、これは
本発明の必要条件ではなく、例えば第6図のS、いT、
。の形状としてZ軸に関して対称な折れ曲がり線やある
いは電波集束用レンズの切断線を用いることも可能であ
り、さらに、電波集束用レンズとしては第15図の例の
みでなく、第16図、第17図の例も用いることができ
、しかもその数を第6図に示す2個に限らず3個以上と
して、ビーム成形の自由度を増やすこともできる。  
     を第8図は本発明の他の実施例を示す斜視図
であ      f’、jlす、第1図の実施例の筒状
電波レンズとアレイアンテナとをそれぞれ2枚ずつの導
体製側板54および55により、それぞれ左右端および
上下端において連結したものである。本実施例は電気的
にはアレイアンテナからの水平方向および垂直方向への
不要放射波を物理的に遮蔽して広角度の放射特性を良好
にするとともに、構造的には筒状電波レンズを支持して
その強度を増す効果を有する。
In addition, as an example of the method for beam shaping in the horizontal plane, the partially cylindrical radio wave lens is made into a cylindrical ring shape, but this is not a necessary condition of the present invention.
. It is also possible to use a bent line symmetrical about the Z-axis or a cut line of a radio wave focusing lens as the shape of the lens.Furthermore, as a radio wave focusing lens, not only the example shown in Fig. 15 but also the example shown in Figs. The example shown in the figure can also be used, and the number is not limited to the two shown in FIG. 6, but can be increased to three or more to increase the degree of freedom in beam shaping.
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the present invention, in which the cylindrical radio wave lens and array antenna of the embodiment of FIG. 55, which are connected at the left and right ends and the top and bottom ends, respectively. This example electrically physically shields unnecessary radiation waves from the array antenna in the horizontal and vertical directions to improve wide-angle radiation characteristics, and structurally supports the cylindrical radio wave lens. It has the effect of increasing its strength.

上記説明は、「放射」の語を用いて送信アンテナである
かのように説明したが、本発明のアンテナは電波の進行
方向は可逆的であるので、送信アンテナおよび受信アン
テナいずれにも適用することができる。
The above explanation uses the word "radiation" and is explained as if it were a transmitting antenna, but since the antenna of the present invention is reversible in the direction of propagation of radio waves, it can be applied to both transmitting antennas and receiving antennas. be able to.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明を実施することにより、ビ
ーム成形度が良好で、かつ交差偏波識別度の優れたアン
テナを実現することができる。しかもレンズが筒状であ
るので、従来技術の複雑なレンズを製作するより安価に
製作できる利点がある。本発明はある地域に散在する複
数の局との無線通信を行う必要がある親局のアンテナに
利用して大きな効果を生ずる。
As described above, by implementing the present invention, it is possible to realize an antenna with a good degree of beam forming and an excellent degree of cross-polarization discrimination. Furthermore, since the lens is cylindrical, it has the advantage that it can be manufactured at a lower cost than the complicated lenses of the prior art. The present invention can be used to great effect in antennas of master stations that need to perform wireless communications with a plurality of stations scattered in a certain area.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明実施例装置構造を示す斜視図。 第2図は上記実施例の正面図。 第3図は上記アレイアンテナの一部の拡大図。 第4図はアレイアンテナの他の構造例の斜視図。 第5図は上記実施例によるアンテナの垂直面内の放射特
性の説明図。 第6図は上記実施例の水平断面図。 第7図は上記実施例によるアンテナの水平面内の放射特
性の説明図。 第8図は本発明の他の実施例の斜視図。 第9図は無線通信を行う親局および子局の平面配置図。 第1O図はペンシルビームによる第9図の垂直断面関係
図。 第11図は成形ビームによる第9図の垂直断面関係図。 第12図は第9図に示す通信領域が隣接した場合の平面
配置図。 第13図は従来例構造の成形ビームアンテナの斜視図。 第14図は上記従来例の水平断面図。 第15図は、7ili部または中央部レンズを構成する
方法の説明図(第−例)。 第16図は端部または中央部、レンズを構成する方法の
説明図(第二例)。 第17図は端部または中央部レンズを構成する方法の説
明図(第二例)。 第18図は中央部レンズを構成する方法の説明図(第四
例)。 第19図は中央部レンズを構成する方法の説明図(第五
例)。 第20図は上記従来例のアンテナの垂直面内の放射特性
の説明図(対称波形の例)。 第21図は上記従来例のアンテナの垂直面内の放射特性
の説明図(非対称波形の例)。 1〜7・・・部分的な電波レンズ、10.10’ 、1
1.11’ 、21.22.23.23’ 、60.6
1・・・放射特性、24〜31.34〜37.70〜7
5・・・電波の通路、12・・・−次放射器、40・・
・導波管スロットを有するアレイアンテナ、41・・・
終端器、43.46.47・・・金属ストリ・ノブ、4
4・・・誘電体基板、45・・・金属導体、48.49
・・・コネクタ、50〜52・・・部分筒状電波レンズ
、53・・・焦線、54.55・・・導体製側板、pz
 、P、 、l)、 、P、・・・レンズの中心@It
、sl〜S3、S7、S、。、T I−T s、T7、
T、。・・−レンズの切断℃i)、A、A’ ・・・親
局、B、、B′、C,、C′、D、、D′、E、、B′
・・・子局、FSQ・・・レンズの焦点、S、、L・・
・スロット間隔と位置を示す寸法。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the above embodiment. FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the array antenna. FIG. 4 is a perspective view of another structural example of the array antenna. FIG. 5 is an explanatory diagram of the radiation characteristics in the vertical plane of the antenna according to the above embodiment. FIG. 6 is a horizontal sectional view of the above embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram of radiation characteristics in the horizontal plane of the antenna according to the above embodiment. FIG. 8 is a perspective view of another embodiment of the invention. FIG. 9 is a plan layout diagram of a master station and slave stations that perform wireless communication. FIG. 1O is a vertical cross-sectional view of FIG. 9 using a pencil beam. FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of FIG. 9 using a shaped beam. FIG. 12 is a plan layout diagram when the communication areas shown in FIG. 9 are adjacent to each other. FIG. 13 is a perspective view of a shaped beam antenna having a conventional structure. FIG. 14 is a horizontal sectional view of the conventional example. FIG. 15 is an explanatory diagram (first example) of a method for configuring a 7ili part or a central part lens. FIG. 16 is an explanatory diagram (second example) of a method of configuring the lens at the end or the center. FIG. 17 is an explanatory diagram (second example) of a method for configuring end or center lenses. FIG. 18 is an explanatory diagram (fourth example) of a method for configuring the central lens. FIG. 19 is an explanatory diagram (fifth example) of a method for configuring the central lens. FIG. 20 is an explanatory diagram of the radiation characteristics in the vertical plane of the conventional antenna (example of symmetrical waveform). FIG. 21 is an explanatory diagram of the radiation characteristics in the vertical plane of the conventional antenna (an example of an asymmetric waveform). 1-7...Partial radio lens, 10.10', 1
1.11', 21.22.23.23', 60.6
1...Radiation characteristics, 24-31.34-37.70-7
5...Radio wave path, 12...-order radiator, 40...
・Array antenna with waveguide slot, 41...
Terminator, 43.46.47...Metal strip knob, 4
4... Dielectric substrate, 45... Metal conductor, 48.49
... Connector, 50-52 ... Partial cylindrical radio wave lens, 53 ... Focal line, 54.55 ... Conductor side plate, pz
,P, ,l), ,P, ... center of lens @It
, sl~S3, S7, S,. , T I-T s, T7,
T. ...-Lens cutting °Ci), A, A' ... Master station, B,, B', C,, C', D,, D', E,, B'
...Slave station, FSQ...Lens focus, S,,L...
・Dimensions indicating slot spacing and position.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)長方形の平面上に複数の放射素子が配列されたア
レイアンテナと、 このアレイアンテナの上記放射素子の放射通路に配置さ
れた電波レンズと、 を備え、 この電波レンズが筒状の部分構造により構成された筒状
電波レンズ付きアレイアンテナにおいて、上記アレイア
ンテナの上記長方形の中心を原点とし、その長方形の長
手方向にX軸を定め、その長方形の平面に直交し原点を
通り上記筒状電波レンズに近づく方向にZ軸を定め、原
点を通りX軸およびZ軸に直交する方向にY軸を定める
と、上記筒状電波レンズは、その筒軸がX軸と平行であ
ってXZ平面に関して対称なZ軸方向に凸の曲面形状で
あり、 上記アレイアンテナの放射素子は、その励振振幅がYZ
平面に関して対称でありその励振位相がYZ平面に関し
て反対称になるように配置され、さらに、上記アレイア
ンテナの放射素子は、上記筒状電波レンズにより形成さ
れる放射ビームが、YZ平面上でZ軸に関して対称であ
り、XZ平面上でZ軸に関して非対称であるように配置
されたことを特徴とする筒状電波レンズ付きアレイアン
テナ。
(1) An array antenna in which a plurality of radiating elements are arranged on a rectangular plane, and a radio wave lens arranged in a radiation path of the radiating elements of this array antenna, The radio wave lens has a cylindrical partial structure. In the array antenna with a cylindrical radio wave lens configured by, the center of the rectangle of the array antenna is the origin, the X axis is defined in the longitudinal direction of the rectangle, and the cylindrical radio wave is perpendicular to the plane of the rectangle and passes through the origin. If the Z-axis is set in the direction approaching the lens, and the Y-axis is set in the direction passing through the origin and perpendicular to the It has a symmetrical curved shape convex in the Z-axis direction, and the radiating element of the array antenna has an excitation amplitude of YZ
The radiation element of the array antenna is arranged so that it is symmetrical with respect to a plane and its excitation phase is antisymmetrical with respect to the YZ plane. 1. An array antenna with a cylindrical radio wave lens, characterized in that it is arranged so as to be symmetrical with respect to the Z-axis on the XZ plane and asymmetrical with respect to the Z-axis on the XZ plane.
(2)筒状電波レンズにはアレイアンテナに取り付ける
取付構造を含む特許請求の範囲第(1)項に記載の筒状
電波レンズ付きアレイアンテナ。
(2) The array antenna with a cylindrical radio wave lens according to claim (1), wherein the cylindrical radio wave lens includes a mounting structure for attaching it to the array antenna.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000001031A1 (en) * 1998-06-29 2000-01-06 Ems Technologies, Inc. Antenna exhibiting azimuth and elevation beam shaping characteristics
JP2005137009A (en) * 2003-10-31 2005-05-26 Thomson Licensing Sa High frequency, multiple beam antenna system

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