JPS6169203A - マイクロ波レンズ - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、広角走査のマルチビームアレーアンテナに
給電するためのマイクロ波レンズに関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種のマイクロ波レンズを第３図に示す。この
図において、１はマイクロ波レンズであり、周知の設計
法により平行平Ｆ１．部２、アンテナ端子側境界線３、
このアンテナ端子側境界線３上に規則的に配列されたア
ンテナ端子側集束点４１乃至４−ｎ１ビーム端子側境界
線５、このビーム端子側境界ｆｆＡｓ上に規則的に配列
されたビーム端子側集束、克６−１乃至６−ｍ、アンテ
ナ端子７−１乃至７−１１このアンテナ端子７−１乃至
７−ロと平行平板部２との変換のためのアンテナ端子側
テーパ線路８−１乃至８−ｎ１ビーム端子９−１乃至９
ａｎ。

このビーム端子９−１乃至９−ｍと平行平板部２との変
換のためのビーム端子側テーパ線路１０−１乃至１０−
ｍが配置される。ｄｌ乃至ｄｎはアンテナ端子側テーパ
線ｍａ−ｉ乃至８−ｎの最大幅、Ｓ２乃至Ｓｎはアンテ
ナ端子側隣接テーパ線路間の間隙幅、ａ、乃至ａｌｌｌ
はビーム端子側テーパ線路１０−１乃至１０−ｍの最大
幅であり、一般にはａ、′、ｄ２概・・・・・・磯ｄｎ
ｚ　　Ｓ２’、Ｓｚ′、−−・・”７ＳｎＳ＆＋≠ａ　
２職・’　・’篤ａｌｆ１となる。ｎはアンテナ端子数
、「ｎはビーム端子数である。

犬に上記マイクロ波レンズ１を用いて購成したアンテナ
装置の系統図を第４図（装置１）及び第５図（装置２）
に示す。

装置１（第４図）では、１枚のレンズ１の７ンテす端子
７−１乃至７−ｎは、１象限（９０度の走査範囲）に対
応した１系列のマルチビームアレーアンテナ１１の容素
子アンテナ１２−１乃至１２−ｎと給電線１５によって
接続され、もう１枚のレンズ１のアンテナ端子７−１乃
至７−＋１は、別の象限に対応したもう１系列のマルチ
ビームアレーアンテナ１３の容素子アンテナ１４−１乃
至１４−ｎと給電線１５によって接続される。

装置２（ｆｊＳＳ図）では、レンズ１のアンテナ端子７
−１乃至７−ｎは２分配器１６と給電線１５を介して、
１系列のアレーアンテナ１１の容素子アンテナ１２−１
乃至１２−ｎ、及びもうＩＰ、列のアレーアンテナ１３
の容素子アンテナ１４−１乃至１４−ｎと接続されてい
る。

（従来技術の作用、動作の説明） 次に動作について説明する。

、１　　　　　　マイクロ波レンズ１の設計は、マルチ
ビームアレーアンテナ１１．１３からの放射電力レベル
の周波数特性及び走査角度特性のばらつきを極力少なく
することを考慮して行なわれるべきである。

従って、ｍ個のビーム端子９−１乃至９−「０、ｎ個の
アンテナ端子７−１乃至７−ｎのすべての組み合わせに
ついて、ビーム端子９−１乃至９−ｎ＋と、アンテナ端
子７−１乃至７−ロとの間の損失のばらつきを、規定の
全周波数帯域にわたって最小とするのが最適設計となる
。

ビーム端子側集束点６−１乃至６−ｍの位置、アンテナ
端子側集束点４−１乃至４−ｎの位置、ビーム端子側テ
ーパ線路１０−１乃至１０−＋ｎの最大幅１乃至ａｍ、
アンテナ端子側テーパ線路８−１乃至８−ｎの最大幅ｄ
ｌ乃至ｄｎ、アンテナ端子側隣接テーパ線路間の間隙幅
Ｓ２乃至Ｓｎは上記の条件を考慮して決定される。今、
１１個のビーム端子９−１乃至９−ｍのいずれかより、
電波が入力されたとすると、この電波はレンズ１の形状
に依存する損失特性、位相特性をもって、ｎ個のアンテ
ナ端子７−１乃至７−ｎに伝搬する。

装置１（＠４図）、装置２（第５図）とら、レンズ１の
ｎ個のアンテナ端子７−１乃至７−ｎは、給電線１５に
より、直接あるいは２分配器１６を介して容素子アンテ
ナ１２−１乃至１　：”ｎ、　　１４−１乃至１４−口
と接続されているので、上記損失特性、位相特性に応じ
た方向（電波を入力したビーム端子の位置に応じた方向
）にビームが走査される。

（発明が解決しようとする問題点） 第３図に示した従来のマイクロ波レンズは以上のように
構成されていたので、２つの象限を広角走査するために
２系列のマルチビームアレーアンテナに給電しようとす
る場合、装置１（第４図）の場合は２枚のレンズ１が必
要で、装置２（第５図）の場合はｎ個の２分配器１６が
必要であり、いずれの場合も構成が大規模かつ高価にな
らざるを得ないという欠点があった。

また上記の構成において、レンズ１の設計を行なった場
合、アンテナ端子側隣接テーパ線路間の間隙幅Ｓ２乃至
Ｓｎが、アンテナ端子側テーパ線路８−１乃至８−ｎの
最大幅ｄｌ乃至ｄｎとほぼ同等になることがあり、この
場合には間隙部での電波の反射が大きく、レンズ１の損
失特性、位相特性に悪影響を及ぼすという欠点も有して
いた。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、従来のレンズに新たなアンテナ
端子と、アンテナ端子側テーパ線路を付加することによ
り、２分配器を用いずに、複数系列のマルチビームアレ
ーアンテナに給電でき、これによって安価で高性能のア
ンテナ装置の実現に役立つマイクロ波レンズを提供する
ことを目的としている。

（発明の実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に従って説明する。

第キ図は本発明の一実施例を示すマイクロ波レンズであ
り、１組のアンテナ端子側集束点４−１　ａ乃至４−ｎ
ａの中間に所期の設計法に従ってちう１組のアンテナ端
子側集束点４−１ｂ乃至４−ｎｂを設けている。アンテ
ナ端子７−１ａ乃至７−ｎａ、　　７−１ｂ乃至７−ｎ
ｂ及びアンテナ端子側テーパ線路８−１ａ乃至８−ｎａ
、　８−１　ｂ乃至８−ｎｂら上記アンテナ端子側集束
点４−１ａ乃至４−ｎａ９４−’ｌ　ｂ乃至４−ｎｂに
対応させて２組設けている。そして、アンテナ端子側テ
ーパ線路８−１ａ乃至８−ｎａ、　８−１　ｂ乃至８−
ｎｂはアンテナ端子側境界４Ｑ３上に間隙ができないよ
う、その最大幅をｄｌａ乃至ｄｎａｖｃＬ　ｂ　−ｄｎ
ｂとして並べられている。

第２図は上記マイクロ波レンズを用いたアンテナ装置の
構成系統図である。

レンズ１の２組のアンテナ端子群７−１ａ乃至７ｎａ、
　７−１　ｂ乃至７−ｎｂは給電線１５を介して、２つ
の象限を広角走査するための２系列のマルチビームアレ
ーアンテナ１１．１３の容素子アンテナ１２−１乃至１
２−ｎ、１４−１乃至１４−ｎとそれぞれ接続されてい
る。

第１図、第２図において、第３図、ｊｔＳ４図、第５図
に相当する部分はこれらと同一符号を付しである。

ｆ　　　　　従来のマイクロ波レンズにおいで、第３図
におけるアンテナ端子側テーパ線路８−１乃至８−ｎの
最大幅ｄ、乃至ｄｎとアンテナ端子側隣接テーパ線路間
の間隙幅Ｓ２乃至Ｓｎとがほぼ同等である場合には、所
期の設計手法に基づいた、本発明のマイクロ波レンズを
用いても、！１８１図におけるアンテナ端子側テーパ線
路８−１ａ乃至８−ｎａ、　３−１　ｂ乃至８−ｎｂの
最大幅ｄ、ａ乃至ｄｎａ、ｄ、ｂ乃至ｄｎｂは、従来の
レンズ（第３図）におけるアンテナ端子側テーパ線路８
−１乃至８−ｎの最大幅ｄ、乃至ｄｎとほぼ等しく取る
ことができ、最適設計からそれほどずれることはない。

しかも、従来のレンズ゛（第３図）では反射面となって
いた幅Ｓ２乃至Ｓｎの部分が新たなアンテナ端子側テー
パ線路８−１ｂ乃至８−ｎｂとして埋められるため、こ
れによって反射が抑制されることにより、レンズ１の損
失特性、位相特性が改善される。この効果による特性改
善の度合は、アンテナ端子ｊｌｌｊｌテーバ線路８−１
乃至８−口の最大幅ｄ、乃至ｄｎの最適値からのずれに
よる特性劣化の度合よりも大キいために、全体的にレン
ズ１の性能は向上する。

さらに、第２図に示すとおりレンズ１を２系列のアレー
アンテナ１１．１３と給電線１５によｔ）直接接続する
ことができるため、従来の装置では必要であったもう１
枚レンズ１あるいは２分配器１６が不要となり、アンテ
ナ装置としての構成が簡単かつ安価に実現できる。

（発明の他の実施例、他の用途への転用例）なお、上記
実施例ではアンテナ端子側テーパ線路８−１ａ乃至８−
ｎａ、　８−１　ｂ乃至８−ｎｂの最大幅ｄ、ａ乃至ｄ
ｎａ　、　ｄ　Ｉｂ乃至ｄｎｂをアンテナ端子側境界ａ
３上に全く間隙ができないような寸法に設定していたが
、理論上の最適寸法がこれよりも小きく、しかもそのと
きにできる隣接テーパ線路間の間隙が小さくてその部分
での反射による特性の劣化が少ないと判断できる場合に
は、この限りではない。

また、上記実施例ではレンズ１と接続されるアレーアン
テナを１１．１’３の２系列として説明したが、設計条
件により３系列以上のアレーアンテナと接続できるよう
なレンズ１の設計が可能な場合もこの限りではない。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば１枚のレンズに従来の
装置の複数倍のアンテナ端子を設けて複数系列のマルチ
ビームアレーアンテナと直接接続でさるように構成した
ので、余分なレンズあるいは２分配器を必要とせず、ア
ンテナ装置が安価にでき、また従来のレンズにおいては
電波の反射面となっていた部分がテーパ線路を介してア
ンテナ端子と接続されるので、レンズ自体の損失特性、
位相特性が改善され高性能になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるマイクロ波レンズを
示す構成図、第２図はｆｊＳｌ　［Ｙ＋に示すマイクロ
波レンズを用いて構成したアンテナ装置の系統図、第３
図は従来のマイクロ波レンズを示す構成図、第４図及び
第５図は第３図に示す従来のマイクロ波レンズを用いて
構成したアンテナ装置の系統図である。 １・・・マイクロ波レンズ、２・・・平行平版部、３・
・・アンテナ端子側境界線、４−１ａ乃至４−ｎａ、４
−ｊｂ乃至４−ｎｂ・・・アンテナ端子側集束点、５・
・・ビーム端子側境！＃、緑、６−１乃至６−ＩＩ＋・
・・ビーム端子側集束点、７−１ａ乃至？　−ｎａ、　
７−１　ｂ乃至７−ｎｂ−アンテナ端子、８−１ａ乃至
８−ｎａ、　８−１　ｂ乃至８−ｎｂ−アンテナ端子側
テーパ線路、９−１乃至９−＋ｎ・・・ビーム端子、１
０−１乃至１０−ｍ・・・ビーム端子側テーパ線路、口
・・・アンテナ端子数、ｍ・・・ビーム端子数、ｄ＋ａ
乃至ｄｎａ、ｄｌｂ乃至ｄｎｂ・・・アンテナ端子側テ
ーパ線路最大幅、ａｌ乃至ａｌｆｌ・・・ビーム端子側
テーパ線路最大幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数象限をそれぞれ広角走査するマルチビームア
   レーアンテナの給電回路として用いられるマイクロ波レ
   ンズにおいて、各象限当たりの水平方向アンテナ素子数
   の複数倍の数のアンテナ端子を設けたことを特徴とする
   マイクロ波レンズ。