JPS62220004A - 円偏波平面アレイアンテナ - Google Patents

円偏波平面アレイアンテナ

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JPS62220004A
JPS62220004A JP61063178A JP6317886A JPS62220004A JP S62220004 A JPS62220004 A JP S62220004A JP 61063178 A JP61063178 A JP 61063178A JP 6317886 A JP6317886 A JP 6317886A JP S62220004 A JPS62220004 A JP S62220004A
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JP
Japan
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line
power
pair
circularly polarized
polarized wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP61063178A
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English (en)
Inventor
Keiji Fukuzawa
福沢 恵司
Fumihiro Ito
伊藤 文寛
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to KR1019860005937A priority patent/KR940001607B1/ko
Priority to US06/888,117 priority patent/US4792810A/en
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  • 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。

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
好適な円偏波平面アレイアンテナに関する。
〔発明の概要〕
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夫々対
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一対の1/4波長ラインを用いて位
相合成すると共に一対の1/4波長ライン間に印刷抵抗
を施すことにより、軸比を改善すると共に、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。
〔従来の技術〕
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、多数の穴に夫々
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によ
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。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記提案されたアレイアンテナにおいて、直
交2偏波をπ/2の位相で合成する際に、各2偏波間の
レベル及び出力の定在波比(VSWR)すなわち反射損
失が良好に揃っていない場合、T分岐型分配器を合成器
として使用すると、合成2端子間のアイソレーションが
とれていないので、反射波及び透過波と各プローブにお
ける受信レベル差のため、円偏波軸比が悪化する不都合
があった。
すなわち、上述の特願昭60−162650号の第3図
には円偏波合成器を示しているが、合成部(11)の部
分はサスペンデッドラインで構成したT分岐型分配器の
構成と見ることができ、分配端子間のアイソレージシン
は図の場合1:lの2分配器であり、6 dBLかとれ
ない。これは元来分配器として使用するものである故、
合成器として使用する場合は合成端子間(合成部(11
)の外部給電線側)からの信号が等振幅1等位相でなけ
れば正常に動。
作せず、合成端子の結合のためバランスがくずれ合成器
が発生する。更に合成端子間に接続されるインピーダン
スが不整合の場合も同様に合成器を発生する。従って円
偏波軸比が悪化することになる。
この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、簡単な構成
で円偏波軸比を改善することができる円偏波平面アレイ
アンテナを提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明による円偏波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(41、(5)を有する金属
又はメタライズドプラスチック(1) 、 (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互いに直
交する一対の励振プローブ(81、(91を共通の平面
上に形成し、上記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一対の1/4波長ライン(40
) 、  (41)を用いて位相合成すると共に一対の
1/4波長ライン間に印刷抵抗(42)を施すように構
成している。
〔作用〕
多数の穴(4)、(51に夫々対応して互いに直交する
一対の励振プローブT8)、(9)を共通の平面上に形
成する。そして、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一対の1/4波長ライン(40
) 、  (41)を用いて位相合成する。また、一対
の1/4波長ライン(40)及び(41)間に印刷抵抗
(42)を施す。これにより、アイソレーションが良く
なり、円偏波軸比が改善される。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。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を第1図〜第6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1−I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&) 、(21は第2の金属板(又はメタライズド
プラスチック&) 、(3)は第1及び第2の金属板(
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の金属板(1)は凹部状の穴(4)を有し、第2の
金属Fi(2)は穴(4)と同じ径で上下に言通し、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+11. (2)で基板(
3)を挟持した際に穴(4)、 (5)に連通する空洞
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(4)、 (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(8)、 (9)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図は平面アレイ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の金属板(11,(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(支持部材としてのみ働くので、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プンストリップラインの
伝送損失は12 GHz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
2.5〜3dB/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(8)、 (9)は基板(3)の同一平
面上でサスベンチ・7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(10)
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λg/4の線路(1
0)を挿入する方法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(
90’ )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3図の点線aで示す円内を拡大して示すもの
で、本実施例ではサスペンデッドライン(給電線)とし
ての導体箔(7)が合成部(11)と接続される部分を
一対の1/4波長ラインすなわちλg/4ライン(40
) 、  (41)となし、これ等一対のライン(40
)及び(41)間に例えばカーボン印刷による印刷抵抗
(42)を施す。つまり、本実施例ではサスペンデッド
ライン内にいわゆるウィルキンソン型電力合成器(分配
器を合成器として使用)或いは3d[l・π/2ハイブ
リッドリング型合成器を構成する。こ\で合成部(11
)とはライン(40) 、  (41)の合成している
部分から印刷抵抗(42)の施されている部分を云う。
いま、説明の都合上各端子に■、■、■を付すと、合成
器の場合、端子■は受信機に接続され、端子■は励振プ
ローブ(9)に接続され、端子◎は励振プローブ(8)
に接続される。
さて、3つの端子のインピーダンス整合がとれていると
き、端子@から電力が供給されるものとすると、 1/
4の電力は印刷抵抗(42)を通り、3/4の電力はラ
イン(40)を通り、このライン(40)を通った3/
4の電力は更に2/4の電力が端子■側に供給され、1
/4の電力がライン(41)を通る。そして、このライ
ン(41)を通った1/4の電力と印刷抵抗(42)を
通った1/4の電力とが逆位相、同振幅の関係で合成さ
れて実質的に相殺され、結局端子■には何も電力は伝送
されない。従ってアイソレージジンが実験的には約−2
5dBとなり、良好なアイソレーションが得られ、円偏
波軸比が改善される。
第5図は第4図の等価回路を示すもので、これはウィル
キンソン型電力分配(合成)器の理論(E、J、Wil
kinson著“An N−way hybrid p
owerdtvider″、 IEEE  Trans
、 Microwave Theory &Tech、
、 MTT−8,1,P、116  (Jan、196
0)参照)に基づく。こ\でZoは給電線の特性インピ
ーダンスを示すもので、端子■、■の特性インピーダン
スZoは放射素子のインピーダンスと整合がとられる。
そして、3つの端子■、■、◎のインピーダンス整合が
とれているとき、端子のからの入力は、ある比率で分配
されて、端子■及び◎へ入出力として現れる。端子■(
◎)からの入力の場合は、その一部が端子■に現われ、
残る電力はすべて抵抗2ZOに吸収されて、端子◎(■
)にはその出力は現れてこない。このようにY型電力分
配器は、電力の分配と同様に出力端子間のアイソレーシ
ョンがとれるために、電力の合成機能をもっている。
第6図は円偏波放射素子の特性を示すもので、実線aは
従来(特願昭60−162650号)の軸比測定例で、
実線すはこの発明における軸比測定例であり、例えば1
2G)lzの周波数で約1dBが許容範囲であるが、こ
の発明による円偏波放射素子はこれを十分に満足し、更
に従来より改−善されていることがわかる。
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るアンテナ)が、特性を同等変更
することなく受信素子(受信アンテナ)として作用し得
ることは勿論である。
〔発明の効果〕
上述の如くこの発明によれば、多数の穴に夫々対応して
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、この一対の励振プローブへの給電信号をサスペン
デッドライン内で一対の1/4波長ラインを用いて位相
合成すると共に一対の1/4波長ライン間に印刷抵抗を
施すようにしたので、軸比が改善され、また、印刷抵抗
は製造工程内で実現でき、半田付不要で小型、薄形で実
現されるため、再現性、信頼性が高い。また、薄形化が
可能となり、機械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。
【図面の簡単な説明】
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図はこの発明の一実施例を示す構成図
、第4図はこの発明の要部を拡大して示す構成図、第5
図は第4図の等価回路を示す図、第6図はこの発明によ
る円偏波放射素子の特性図である。 (1)は第1の金属板(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) 、(3)は基板、(41,(5)は穴、
(6)は空洞部、(7)は導体箔、(81,(9)は励
振プローブ、(40) 、  (41)は1/4波長ラ
イン、(42)は印刷抵抗である。

Claims (1)

  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、上記一対の励振プロ
    ーブへの給電信号をサスペンデッドライン内で一対の1
    /4波長ラインを用いて位相合成すると共に上記一対の
    1/4波長ライン間に印刷抵抗を施して軸比を改善した
    ことを特徴とする円偏波平面アレイアンテナ。
JP61063178A 1985-07-23 1986-03-20 円偏波平面アレイアンテナ Pending JPS62220004A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61063178A JPS62220004A (ja) 1986-03-20 1986-03-20 円偏波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
KR1019860005937A KR940001607B1 (ko) 1985-07-23 1986-07-22 마이크로웨이브 안테나
US06/888,117 US4792810A (en) 1985-07-23 1986-07-22 Microwave antenna
EP86110153A EP0215240B1 (en) 1985-07-23 1986-07-23 Planar-array antenna for circularly polarized microwaves
CN86105126A CN1011008B (zh) 1985-07-23 1986-07-23 微波天线
DE86110153T DE3689397T2 (de) 1985-07-23 1986-07-23 Planarantennengruppe für zirkular polarisierte Mikrowellen.

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JP61063178A JPS62220004A (ja) 1986-03-20 1986-03-20 円偏波平面アレイアンテナ

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