JPS62220003A - 平面アレイアンテナ - Google Patents
平面アレイアンテナInfo
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- JPS62220003A JPS62220003A JP61063176A JP6317686A JPS62220003A JP S62220003 A JPS62220003 A JP S62220003A JP 61063176 A JP61063176 A JP 61063176A JP 6317686 A JP6317686 A JP 6317686A JP S62220003 A JPS62220003 A JP S62220003A
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Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (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。
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、例えば衛星放送を受信する場合等に用いて
好適な平面アレイアンテナに関する。
好適な平面アレイアンテナに関する。
この発明は、サスペンデッドライン給電形平面アンテナ
において、放射素子の一部を形成する多数の穴に大々対
応して励振プローブを設けると共に中央部分のプローブ
の１つによる放射素子を非動作となし、この位置に給電
点を設けることにより、給電線の損失が低減し、簡単な
構成で安価な高利得の平面アレイアンテナを得るように
したものである。
において、放射素子の一部を形成する多数の穴に大々対
応して励振プローブを設けると共に中央部分のプローブ
の１つによる放射素子を非動作となし、この位置に給電
点を設けることにより、給電線の損失が低減し、簡単な
構成で安価な高利得の平面アレイアンテナを得るように
したものである。
放射素子の一部を形成する多数の穴を有する金属又はメ
タライズドプラスチックで基板を挟み込むサペンデッド
ライン給電形平面アンテナにおいて、多数の穴に大々対
応して互いに直交する一対の励振プローブを共通の平面
上に形成し、一対の励振プローブへの給電信号をサスペ
ンデッドライン内で位相合成するようにしたことを特徴
とする円偏波平面アレイアンテナが先に本出願人より提
案された（特願昭６０−１６２６５０号）。
タライズドプラスチックで基板を挟み込むサペンデッド
ライン給電形平面アンテナにおいて、多数の穴に大々対
応して互いに直交する一対の励振プローブを共通の平面
上に形成し、一対の励振プローブへの給電信号をサスペ
ンデッドライン内で位相合成するようにしたことを特徴
とする円偏波平面アレイアンテナが先に本出願人より提
案された（特願昭６０−１６２６５０号）。
このアレイアンテナによれば、薄形化が可能となり、機
械的構成も簡略化できる。また、安価で一般的に入手出
来る基板を高周波用に１吏用しても高価なマイクロスト
リップライン用基板を用いたものと同等以上のアンテナ
利得が得られる。
械的構成も簡略化できる。また、安価で一般的に入手出
来る基板を高周波用に１吏用しても高価なマイクロスト
リップライン用基板を用いたものと同等以上のアンテナ
利得が得られる。
ところで、上記提案されたアレイアンテナの場合、放射
素子の間隔は０．９〜０．９５λ０ （λＯ：自由空間
波長、２２．５〜２３．６ｍｍ） 、放射素子の径は１
６．３５ｍｍφとされているので、中央部にサスペンデ
ッドラインと矩形導波管（Ｗ Ｒ−７５或いはＷＲＪ−
１２０）を交換する給電部を設けることは物理的に難し
く、従ゲて、特願昭６０−１６２６５０号の第４図に示
されるように、給電点（１２）を放射素子の配置されて
いる部分より外側にはみ出させて設け、裏面より取り出
すようにしていた。
素子の間隔は０．９〜０．９５λ０ （λＯ：自由空間
波長、２２．５〜２３．６ｍｍ） 、放射素子の径は１
６．３５ｍｍφとされているので、中央部にサスペンデ
ッドラインと矩形導波管（Ｗ Ｒ−７５或いはＷＲＪ−
１２０）を交換する給電部を設けることは物理的に難し
く、従ゲて、特願昭６０−１６２６５０号の第４図に示
されるように、給電点（１２）を放射素子の配置されて
いる部分より外側にはみ出させて設け、裏面より取り出
すようにしていた。
とごろが、このように給電点（１２）を配置すると、給
電線（サスペンデッドライン）が長くなるのでそれだけ
損失が増大し、利得が低減する欠点があった。
電線（サスペンデッドライン）が長くなるのでそれだけ
損失が増大し、利得が低減する欠点があった。
この発明は斯不点に鑑みてなされたもので、給電線の損
失を低減し、利得の向上を図ることができる平面アレイ
アンテナを提供するものである。
失を低減し、利得の向上を図ることができる平面アレイ
アンテナを提供するものである。
この発明による平面アレイアンテナは、放射素子の一部
を形成する多数の穴（４）、 （５）を有する金泥又は
メタライズドプラスチック＋１１． （２）で基板（３
）を挟み込むサスペンデッドライン給電形平面アンテナ
において、上記多数の穴に夫々対応して励振プローブ（
８）、 （９１を設けると共に中央部分のプローブの１
つによる放射素子を非動作となし、この位置に給電点を
設けるように構成している。
を形成する多数の穴（４）、 （５）を有する金泥又は
メタライズドプラスチック＋１１． （２）で基板（３
）を挟み込むサスペンデッドライン給電形平面アンテナ
において、上記多数の穴に夫々対応して励振プローブ（
８）、 （９１を設けると共に中央部分のプローブの１
つによる放射素子を非動作となし、この位置に給電点を
設けるように構成している。
多数の穴（４）、 （５）に夫々対応して互いに直交す
る一対の励振プローブ＜８）、 （９１を共通の平面上
に形成する。そして、中央部分の励振プローブの１つに
よる放射素子を非動作となし、この位置に給電点を設け
る。これにより、給電点を中央部分に設け 。
る一対の励振プローブ＜８）、 （９１を共通の平面上
に形成する。そして、中央部分の励振プローブの１つに
よる放射素子を非動作となし、この位置に給電点を設け
る。これにより、給電点を中央部分に設け 。
ているので給電線の損失が低減し、利得が向上する。ま
た、一枚の基板で円偏波受信を出来る回路構成に出来る
ため、従来に比し薄形化できると共に機械的構成も簡略
化でき、しかも安価で一般的に入手出来る基板を高周波
用に使用しても高価なマイクロストリップライン用基板
を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られる。
た、一枚の基板で円偏波受信を出来る回路構成に出来る
ため、従来に比し薄形化できると共に機械的構成も簡略
化でき、しかも安価で一般的に入手出来る基板を高周波
用に使用しても高価なマイクロストリップライン用基板
を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られる。
以下、この発明の一実施例を、円偏波平面アレイアンテ
ナに通用した場合を例にとり、第１図〜第７図に基づい
て詳しく説明する。
ナに通用した場合を例にとり、第１図〜第７図に基づい
て詳しく説明する。
第１図は本発明による円偏波放射素子の構成を示すもの
で、第１図Ａはその上面図、第１図Ｂは第１図Ａにおけ
る線ｒ−１で切断して示す断面図である。第１図におい
て、（１）は第１の金属板（又はメタライズドプラスチ
ック板） 、＋２１は第２の金属板（又はメタライズド
プラスチック板）、（３）は第１及び第２の金属板（１
１，（２１で挟持される薄膜の基板（フィルム状のフレ
キシブル基板）である。
で、第１図Ａはその上面図、第１図Ｂは第１図Ａにおけ
る線ｒ−１で切断して示す断面図である。第１図におい
て、（１）は第１の金属板（又はメタライズドプラスチ
ック板） 、＋２１は第２の金属板（又はメタライズド
プラスチック板）、（３）は第１及び第２の金属板（１
１，（２１で挟持される薄膜の基板（フィルム状のフレ
キシブル基板）である。
第１の金１１３板（１）は凹部状の穴（４）を有し、第
２の金属板（２）は穴（４）と同じ径で上下に貫通し、
且つ上側が円錐状とされた穴（５）を有する。第１及び
第２の金属板（１１，（２）で基板（３）を挟持すると
きに穴（４）と（５）が一致するように位置決めされる
。また、第１及び第２の金属板（１）、 （２）で基板
（３）を挟持した際に穴（４１，（５１に連通ずる空洞
部（６）が形成されるよ・うになされる。
２の金属板（２）は穴（４）と同じ径で上下に貫通し、
且つ上側が円錐状とされた穴（５）を有する。第１及び
第２の金属板（１１，（２）で基板（３）を挟持すると
きに穴（４）と（５）が一致するように位置決めされる
。また、第１及び第２の金属板（１）、 （２）で基板
（３）を挟持した際に穴（４１，（５１に連通ずる空洞
部（６）が形成されるよ・うになされる。
（７）は基板（３）に被着された導体箔であって、この
導体箔（７）は空洞部（６）を介して連結され、サスペ
ンデッドラインを構成する。また、この導体箔（７）は
基板（３）の共通の平面上で、穴（４１，（５）の中心
方向に直交するように所定長突出され、一対の励振プロ
ーブ（８１，（Ｑｌを構成する。斯る構成により、円偏
波は互いに直交する直線偏波を位相をπ／２ずらして合
成したものであるから、夫々の直線偏波成分に対応する
励振プローブが配されたことになる。
導体箔（７）は空洞部（６）を介して連結され、サスペ
ンデッドラインを構成する。また、この導体箔（７）は
基板（３）の共通の平面上で、穴（４１，（５）の中心
方向に直交するように所定長突出され、一対の励振プロ
ーブ（８１，（Ｑｌを構成する。斯る構成により、円偏
波は互いに直交する直線偏波を位相をπ／２ずらして合
成したものであるから、夫々の直線偏波成分に対応する
励振プローブが配されたことになる。
第２図は平面アイμを給電するサスペンデッドラインの
構成を示すもので、第１図Ｂにおいて線■−■で切断し
た状態を示している。こ＼では例えば２５〜１００μｍ
程度のプリント基板（３）をエツチングして形成された
導体箔（７）が第１及び第２の金基板（１）、 （２）
で囲まれ、中空同軸線路を構成している。この場合、基
板（３）は薄く支持部材とし°このみ働くので、低損失
基板でなくても伝送損失の少ない給電線路となる。例え
ばテフロングラス基板を用いたオーブンストリップライ
ンの伝送損失は１２ＧＩｌｚで４〜６ｄＢ／ｍであるが
、サスペンデッドラインの場合、２５μｍフィルム基板
で約２．５〜３６Ｂ／ｍとなる。フィルム状のフレキシ
ブル基板はテフロングラス基板を比べて安価であるので
、構成面（特性）も含めて利点がある。
構成を示すもので、第１図Ｂにおいて線■−■で切断し
た状態を示している。こ＼では例えば２５〜１００μｍ
程度のプリント基板（３）をエツチングして形成された
導体箔（７）が第１及び第２の金基板（１）、 （２）
で囲まれ、中空同軸線路を構成している。この場合、基
板（３）は薄く支持部材とし°このみ働くので、低損失
基板でなくても伝送損失の少ない給電線路となる。例え
ばテフロングラス基板を用いたオーブンストリップライ
ンの伝送損失は１２ＧＩｌｚで４〜６ｄＢ／ｍであるが
、サスペンデッドラインの場合、２５μｍフィルム基板
で約２．５〜３６Ｂ／ｍとなる。フィルム状のフレキシ
ブル基板はテフロングラス基板を比べて安価であるので
、構成面（特性）も含めて利点がある。
第３図は円偏波を合成する具体回路を示すもので、一対
の励振プローブ（８１，Ｔ９１は基板（３）の同一平面
上でサスペンデッドラインである導体箔（７）で結合さ
れるが、その際にπ／２の位相に相当するλｇ／４ （
λｇ；中心周波数における線路波長）の線路（ｌＯ）が
進相している片側に挿入されて合成部（１１）で同相に
なるようにしている。このようにｊｇ／４の線路（１０
）を挿入する方向を変えることにより、右旋又は左旋の
円偏波に対応することができる。因みに第３図は、右旋
円偏波を受信する場合で、電波が図面上表より裏に向っ
ているものとすると、電界は時計方向に回転しながら進
むので、先ず励振プローブ（９）が受信し、π／２（９
０°）遅れて励振プローブ（８）が受信することになり
、結果として合成部（１１）では同相となることがわか
る。
の励振プローブ（８１，Ｔ９１は基板（３）の同一平面
上でサスペンデッドラインである導体箔（７）で結合さ
れるが、その際にπ／２の位相に相当するλｇ／４ （
λｇ；中心周波数における線路波長）の線路（ｌＯ）が
進相している片側に挿入されて合成部（１１）で同相に
なるようにしている。このようにｊｇ／４の線路（１０
）を挿入する方向を変えることにより、右旋又は左旋の
円偏波に対応することができる。因みに第３図は、右旋
円偏波を受信する場合で、電波が図面上表より裏に向っ
ているものとすると、電界は時計方向に回転しながら進
むので、先ず励振プローブ（９）が受信し、π／２（９
０°）遅れて励振プローブ（８）が受信することになり
、結果として合成部（１１）では同相となることがわか
る。
第４図は第１図に示すような円偏波放射素子を複数個サ
スペンデッドラインで共和給電する回路構成を示すもの
で、これによりアレイを構成することになる。この際に
第１及び第２の金属板（１）。
スペンデッドラインで共和給電する回路構成を示すもの
で、これによりアレイを構成することになる。この際に
第１及び第２の金属板（１）。
（２）には放射素子に対応して複数個の穴（４１，（５
１が夫々設けられ、各放射素子の励振プローブ（８）、
（９）がサスペンデッドラインを構成する導体箔（７
）により給電点（１２）に対して等距離となるように相
互接続される。このような構成において、給電位相や電
力分配比を線路で変えることにより各種の指向特性を得
ることができる。・つまり、励振プローブ（ｌ（＋、
（９１に対する給電点（１２）からの距離を変えること
により位相が変化し、また、サスペンデッドラインの分
岐している所で線を細くしたり、或いは太くしたりして
インピーダンスの比率を変えることにより振幅が変わり
、これによって指向特性を任意に変えることができる。
１が夫々設けられ、各放射素子の励振プローブ（８）、
（９）がサスペンデッドラインを構成する導体箔（７
）により給電点（１２）に対して等距離となるように相
互接続される。このような構成において、給電位相や電
力分配比を線路で変えることにより各種の指向特性を得
ることができる。・つまり、励振プローブ（ｌ（＋、
（９１に対する給電点（１２）からの距離を変えること
により位相が変化し、また、サスペンデッドラインの分
岐している所で線を細くしたり、或いは太くしたりして
インピーダンスの比率を変えることにより振幅が変わり
、これによって指向特性を任意に変えることができる。
また、本実施例では中央部分の放射素子１個を取り除き
、こ＼に給電導波管変換器（３０）を設け、この変換器
（３０）を介して給電点（１２）と図示せずも導波管を
接続する。また放射素子を取り除いたことにより残った
端部（３１）は給電線の特性インピーダンスと同じ抵抗
で終端するようにする。
、こ＼に給電導波管変換器（３０）を設け、この変換器
（３０）を介して給電点（１２）と図示せずも導波管を
接続する。また放射素子を取り除いたことにより残った
端部（３１）は給電線の特性インピーダンスと同じ抵抗
で終端するようにする。
これにより給電線の長さが従来より短くなり、給電線の
損失に伴う利得の低下が改善される。
損失に伴う利得の低下が改善される。
また通常の矩形導波管との変換ができるため、変換損失
を必要帯域内で最小に出来、この効果は放射素子の数が
多いアレイ構造程大きい。また、中央部分の放射素子を
１個取り除いたことによる指向性の乱れは、実用上問題
なく、特に放射素子の数が多く、等位相、等振幅励振の
場合は、その影響は少ない。更にコンバータ一体形アン
テナの場合、中央部給電の方が、コンバータ出力端子の
配線処理等の面から、構成上便利である。
を必要帯域内で最小に出来、この効果は放射素子の数が
多いアレイ構造程大きい。また、中央部分の放射素子を
１個取り除いたことによる指向性の乱れは、実用上問題
なく、特に放射素子の数が多く、等位相、等振幅励振の
場合は、その影響は少ない。更にコンバータ一体形アン
テナの場合、中央部給電の方が、コンバータ出力端子の
配線処理等の面から、構成上便利である。
第５図は給電回路の他の例を示すもので、中央部分の給
電線の配線を一部変更して隙間を設け、この部分に給電
導波管変換器（３２）を設けたものである。変換器（３
２）の幅をａ、高さをｂとすると通常ｂ ＝ ａ ／
２になることが好ましいが、同図からもわかるように隙
間が少ないためにこ＼では給電線の変換はｂが通常より
短くなっている。この結果管内の特性インピーダンスが
ｂに比例して低くなるため、また変換プローブ長を長く
することができないため広帯域にわたって整合をとり更
に変換損失を低減するのは難しい。なお、実際にはこの
第５図例は第４図例に至る過程において検討されたもの
である。
電線の配線を一部変更して隙間を設け、この部分に給電
導波管変換器（３２）を設けたものである。変換器（３
２）の幅をａ、高さをｂとすると通常ｂ ＝ ａ ／
２になることが好ましいが、同図からもわかるように隙
間が少ないためにこ＼では給電線の変換はｂが通常より
短くなっている。この結果管内の特性インピーダンスが
ｂに比例して低くなるため、また変換プローブ長を長く
することができないため広帯域にわたって整合をとり更
に変換損失を低減するのは難しい。なお、実際にはこの
第５図例は第４図例に至る過程において検討されたもの
である。
なお、上述の実施例では放射素子を主体に説明したが、
アンテナの可逆原理により、放射素子（又は放射素子の
アレイにより構成されたアンチ−Ｊ−）が、特性を何部
変更することなく受（ｇ素子（受信アンテナ）として作
用し得ることは勿論である。また、この発明はアレイア
ンテナ全般に通用でき、しかも円偏波でも直線偏波でも
通用可能である。
アンテナの可逆原理により、放射素子（又は放射素子の
アレイにより構成されたアンチ−Ｊ−）が、特性を何部
変更することなく受（ｇ素子（受信アンテナ）として作
用し得ることは勿論である。また、この発明はアレイア
ンテナ全般に通用でき、しかも円偏波でも直線偏波でも
通用可能である。
上述の如くこの発明によれば、多数の穴に夫々対応して
励振プローブを設けると共に中央部分のプローブの１つ
による放射素子を非動作となし、この位置に給電点を設
けるようにしたので、給電線の損失が低減され、利得が
向上する。また薄形化が可能となり、機城的構成も簡略
化できる。更に、安価で一般的に入手出来る基板を高周
波用に使用しても高価なマイクロストリップライン用基
板を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られる。
励振プローブを設けると共に中央部分のプローブの１つ
による放射素子を非動作となし、この位置に給電点を設
けるようにしたので、給電線の損失が低減され、利得が
向上する。また薄形化が可能となり、機城的構成も簡略
化できる。更に、安価で一般的に入手出来る基板を高周
波用に使用しても高価なマイクロストリップライン用基
板を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られる。
第１図はこの発明による円偏波放射素子を示す上面図及
び断面図、第２図はこの発明によるサスペンデッドライ
ンの断面図、第３図はこの発明による円偏波合成器の構
成図、第４図はこの発明の一実施例を示す配置図、第５
図はこの発明の他の実施例を示す配置図である。 （１）は第１の全成板（又はメタライズドプラスチック
板） 、（２）は第２の金属板（又はメタライズドプラ
スチック板’） 、（３１は基板、（４１，（５１は穴
、（６）は空洞部、（７）は導体箔、ｆ８）、 ｆ９）
は励振プローブ、（１２）は給電線、（３０） 、
（３２）は給電導波管変換器である。
び断面図、第２図はこの発明によるサスペンデッドライ
ンの断面図、第３図はこの発明による円偏波合成器の構
成図、第４図はこの発明の一実施例を示す配置図、第５
図はこの発明の他の実施例を示す配置図である。 （１）は第１の全成板（又はメタライズドプラスチック
板） 、（２）は第２の金属板（又はメタライズドプラ
スチック板’） 、（３１は基板、（４１，（５１は穴
、（６）は空洞部、（７）は導体箔、ｆ８）、 ｆ９）
は励振プローブ、（１２）は給電線、（３０） 、
（３２）は給電導波管変換器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 放射素子の一部を形成する多数の穴を有する金属又はメ
タライズドプラスチックで基板を挟み込むサスペンデッ
ドライン給電形平面アンテナにおいて、 上記多数の穴に夫々対応して励振プローブを設けると共
に中央部分のプローブの１つによる放射素子を非動作と
なし、 この位置に給電点を設けたことを特徴とする平面アレイ
アンテナ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61063176A JP2526419B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 平面アレイアンテナ |
| CA000513979A CA1266325A (en) | 1985-07-23 | 1986-07-17 | Microwave antenna |
| AU60335/86A AU603338B2 (en) | 1985-07-23 | 1986-07-18 | Microwave antenna |
| US06/888,117 US4792810A (en) | 1985-07-23 | 1986-07-22 | Microwave antenna |
| KR1019860005937A KR940001607B1 (ko) | 1985-07-23 | 1986-07-22 | 마이크로웨이브 안테나 |
| EP86110153A EP0215240B1 (en) | 1985-07-23 | 1986-07-23 | Planar-array antenna for circularly polarized microwaves |
| DE86110153T DE3689397T2 (de) | 1985-07-23 | 1986-07-23 | Planarantennengruppe für zirkular polarisierte Mikrowellen. |
| CN86105126A CN1011008B (zh) | 1985-07-23 | 1986-07-23 | 微波天线 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021005795A (ja) * | 2019-06-26 | 2021-01-14 | 日本電気株式会社 | 偏波共用アレイアンテナ及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP61063176A patent/JP2526419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021005795A (ja) * | 2019-06-26 | 2021-01-14 | 日本電気株式会社 | 偏波共用アレイアンテナ及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2526419B2 (ja) | 1996-08-21 |
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