JPS626502A - 円偏波アレーアンテナ及び当該アンテナの給電方法 - Google Patents
円偏波アレーアンテナ及び当該アンテナの給電方法Info
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- JPS626502A JPS626502A JP14445485A JP14445485A JPS626502A JP S626502 A JPS626502 A JP S626502A JP 14445485 A JP14445485 A JP 14445485A JP 14445485 A JP14445485 A JP 14445485A JP S626502 A JPS626502 A JP S626502A
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- circularly polarized
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- array antenna
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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)
本発明は、配列面に対して垂直な方向と角度θをなす方
向での所定の楕円偏波を実現するアンテナに関するもの
である。
向での所定の楕円偏波を実現するアンテナに関するもの
である。
(従来の技術)
クロスダイポールアンテナ、円偏波マイクロストリップ
アンテナ等の円偏波を励振するアンテナにおいては、通
常、ボアサイトの方向(配列面に対して垂直な方向)で
最も軸比特性が良好となるように設計されており、そこ
から離れるにしたがって軸比は劣化する。第5図に円偏
波で動作する2点給電の円形マイクロストリップアンテ
ナの軸比の角度特性の計算値を示す。縦軸はdB表示し
た軸比、横軸はボアサイト方向からの角度を示す。
アンテナ等の円偏波を励振するアンテナにおいては、通
常、ボアサイトの方向(配列面に対して垂直な方向)で
最も軸比特性が良好となるように設計されており、そこ
から離れるにしたがって軸比は劣化する。第5図に円偏
波で動作する2点給電の円形マイクロストリップアンテ
ナの軸比の角度特性の計算値を示す。縦軸はdB表示し
た軸比、横軸はボアサイト方向からの角度を示す。
(発明が解決しようとする問題点)
この結果からたやすく類推できるように、これらのアン
テナを素子として円偏波アレーアンテナを構成した場合
も同様に、ボアサイトの方向で最も軸比特性が良好とな
り、ボアサイトの方向から離れるに伴って軸比特性は劣
化することとなる。
テナを素子として円偏波アレーアンテナを構成した場合
も同様に、ボアサイトの方向で最も軸比特性が良好とな
り、ボアサイトの方向から離れるに伴って軸比特性は劣
化することとなる。
このため、ボアサイトから離れた方向に放射ビームを持
つようなアンテナを構成する場合、放射ビームの方向の
軸比特性が劣化し、良好な円偏波特性が得られないのと
ともに、交差偏波に対しても識別度が低下するという欠
点があった。
つようなアンテナを構成する場合、放射ビームの方向の
軸比特性が劣化し、良好な円偏波特性が得られないのと
ともに、交差偏波に対しても識別度が低下するという欠
点があった。
本発明の目的は、配列面に対して垂直な方向と角度θを
なす方向において、円偏波が発生可能なアレーアンテナ
を各々の素子に対応した振幅と位相で励振することで適
当な楕円偏波を発生し、所定の楕円偏波率を実現するこ
とが可能な円偏波アンテナを提供することにある。
なす方向において、円偏波が発生可能なアレーアンテナ
を各々の素子に対応した振幅と位相で励振することで適
当な楕円偏波を発生し、所定の楕円偏波率を実現するこ
とが可能な円偏波アンテナを提供することにある。
(問題点を解決するだめの手段)
本発明は、配列面に対して垂直な方向(ボアサイトの方
向)と角度θをなす特定方向の楕円偏波率が所定の値と
なるような振幅と位相で、各々の放射素子を励振したこ
とを主要な特徴とする。
向)と角度θをなす特定方向の楕円偏波率が所定の値と
なるような振幅と位相で、各々の放射素子を励振したこ
とを主要な特徴とする。
従来の技術においては、個々の放射素子の楕円偏波率を
最良にするべく、円偏波励振しており、それ故に、素子
の配列方向に対して垂直方向を向いた放射ビームの方向
で軸比が最良となる点で本発明と異なる。
最良にするべく、円偏波励振しており、それ故に、素子
の配列方向に対して垂直方向を向いた放射ビームの方向
で軸比が最良となる点で本発明と異なる。
(発明の原理)
本発明の基本原理を以下に示す。第1図に原理を説明す
るためのアンテナ構成図を示す。1は放射素子、2は移
相器、3は電力分配器である。N個の素子よりなるアレ
ーアンテナにおいて、素子#iの放射パタンのθ成分を
Eθi=gi(θ、φ)。
るためのアンテナ構成図を示す。1は放射素子、2は移
相器、3は電力分配器である。N個の素子よりなるアレ
ーアンテナにおいて、素子#iの放射パタンのθ成分を
Eθi=gi(θ、φ)。
φ成分をEφ1=hi(θ、φ)、素子の励振電流Mi
の素子#1に対する振幅比、位相差をそれぞれAt +
Δi、素子が原点から離れていることに起因する(θ、
φ)方向での位相の進みを座標原点に換算したものをδ
iとする。このとき ψi=Δi+δ1(1) と置いて、素子#iの励振電流Miを Mi = Ai l−ψ1(2) として書き直せば、すべての素子による放射パタンのθ
成分をEdおよびφ成分式は Eθ= Σ gi −Mi (3)+
−1 Eφ =Σ hi −Mi (4)1+
1 となシ、右旋成分ER1左旋成分ELは、全体のEd。
の素子#1に対する振幅比、位相差をそれぞれAt +
Δi、素子が原点から離れていることに起因する(θ、
φ)方向での位相の進みを座標原点に換算したものをδ
iとする。このとき ψi=Δi+δ1(1) と置いて、素子#iの励振電流Miを Mi = Ai l−ψ1(2) として書き直せば、すべての素子による放射パタンのθ
成分をEdおよびφ成分式は Eθ= Σ gi −Mi (3)+
−1 Eφ =Σ hi −Mi (4)1+
1 となシ、右旋成分ER1左旋成分ELは、全体のEd。
Eφを用いて
ER= Eθ+jEφ (5)EL =
Ed−jEφ (6)と書けるから Gi = gi + jhi ==Ki乙α1(7)と
おくことによシ、右旋成分ER、左旋成分ELはER=
Σ Gi −Mi (8)EL=Σ
Gi −Mi (9)+−1 と簡単に表せる。ここで、Gi = gi−j hiを
示す。
Ed−jEφ (6)と書けるから Gi = gi + jhi ==Ki乙α1(7)と
おくことによシ、右旋成分ER、左旋成分ELはER=
Σ Gi −Mi (8)EL=Σ
Gi −Mi (9)+−1 と簡単に表せる。ここで、Gi = gi−j hiを
示す。
さて、アレーアンテナの放射パタンをある(θ。
φ)方向において、例えば右旋成分を最大とし、左旋成
分ELを零とするには、まず9式(8)のすべてのG1
・Miが同位相とな92式(9)で示される和が零とな
ればよい。従って、位相の基準を適当にきめることによ
りN個の各素子の位相Δ、はψi+αi=一定 (i=
1.2.・・・、N)0ωとでき、このとき右旋成分E
Rが最大となる0式(9)のGiは軸比を良くしだい方
向(θ、φ)から求められ、このとき、軸比が零となる
振幅比A1は式1式% より決定できる。
分ELを零とするには、まず9式(8)のすべてのG1
・Miが同位相とな92式(9)で示される和が零とな
ればよい。従って、位相の基準を適当にきめることによ
りN個の各素子の位相Δ、はψi+αi=一定 (i=
1.2.・・・、N)0ωとでき、このとき右旋成分E
Rが最大となる0式(9)のGiは軸比を良くしだい方
向(θ、φ)から求められ、このとき、軸比が零となる
振幅比A1は式1式% より決定できる。
すなわち、式(10)から得られた位相差711式αυ
から得られた振幅比A、で各素子を励振することによシ
、(θ、φ)方向の軸比を改善することができる。式(
8) 、 (9)において右辺を適当な複素数となるよ
うに振幅比A、を決定すれば、そこでの任意の楕円偏波
率が実現できる。
から得られた振幅比A、で各素子を励振することによシ
、(θ、φ)方向の軸比を改善することができる。式(
8) 、 (9)において右辺を適当な複素数となるよ
うに振幅比A、を決定すれば、そこでの任意の楕円偏波
率が実現できる。
(実施例1)
第2図に、本発明の実施例を示す。1は放射素子、2は
移相器、3は電力分配器である。本実施例は、2点給電
の同一の円形マイクロストリップアンテナ素子を2素子
用いたアレーアンテナを例としたもので、#1および#
2の素子は各々φ1とφ2.φ3とφ4の2点から給電
されている。φ=0方向で給電したときの円形マイクロ
ストリップアンテナ素子の放射指向性は以下の式で与え
られる。
移相器、3は電力分配器である。本実施例は、2点給電
の同一の円形マイクロストリップアンテナ素子を2素子
用いたアレーアンテナを例としたもので、#1および#
2の素子は各々φ1とφ2.φ3とφ4の2点から給電
されている。φ=0方向で給電したときの円形マイクロ
ストリップアンテナ素子の放射指向性は以下の式で与え
られる。
g(θ、φ)=、gtoosφ C2)h(θ、
φ) =Ep sinφ C3)ただし、Ji(
η)はi次の第1種Be5sel関数を意味。
φ) =Ep sinφ C3)ただし、Ji(
η)はi次の第1種Be5sel関数を意味。
しておシ、Et、 Ep 、ηは
Et = CJ2 (η)−J。(η)〕 αΦ
Ep = CJ2 (η)+Jo(η)〕卿θ αの
η=koaainθ C16)で与えられ、
koとaは自由空間中の伝搬定数および円形マイクロス
トリップアンテナの半径である。
Ep = CJ2 (η)+Jo(η)〕卿θ αの
η=koaainθ C16)で与えられ、
koとaは自由空間中の伝搬定数および円形マイクロス
トリップアンテナの半径である。
本実施例は、発明の原理で述べたN=4の場合に相当し
、式(3)および式(4)におけるgi(θ、φ)およ
びhi(θ、φ)はマイクロストリップアンテナがφi
で給電されるとき次式で与えられる。
、式(3)および式(4)におけるgi(θ、φ)およ
びhi(θ、φ)はマイクロストリップアンテナがφi
で給電されるとき次式で与えられる。
gi (θ、φ)=g(θ、φ−φi)αDhi
(θ;φ)=h(θ、φ−φi)C8)ここで1式(力
であたえられるGiの偏角αiはtan ai =(E
t / Ep ) tm (φ−φi) α印であた
えられる。このとき、各素子の給電位置を表すφiを変
化させることによシ、aiを任意にえらぶことかでき、
例えば、θ=θ。、φ=φ。方向での軸比と利得を良く
する場合、素子の励振振幅A1を1として を満足するように給電位置φiをきめる。例えば、原点
に換算した位相ψiおよび給電位置φiは(θ。。
(θ;φ)=h(θ、φ−φi)C8)ここで1式(力
であたえられるGiの偏角αiはtan ai =(E
t / Ep ) tm (φ−φi) α印であた
えられる。このとき、各素子の給電位置を表すφiを変
化させることによシ、aiを任意にえらぶことかでき、
例えば、θ=θ。、φ=φ。方向での軸比と利得を良く
する場合、素子の励振振幅A1を1として を満足するように給電位置φiをきめる。例えば、原点
に換算した位相ψiおよび給電位置φiは(θ。。
φ。)=(50°、Oo)での軸比を最適てするとき、
ψ1−141.2°台−141.2°ψ、−128,5
°ψ、−128,5° Cυφ1−45° φ、−45
° φ、−57.3°φ、−57.3° (2つとすれ
ばよい。第3図にこのときの軸比の角度特性の計算値を
示す。第5図との比較から明らかなように、50°近辺
での軸比特性が改善されることが明らかである。
ψ1−141.2°台−141.2°ψ、−128,5
°ψ、−128,5° Cυφ1−45° φ、−45
° φ、−57.3°φ、−57.3° (2つとすれ
ばよい。第3図にこのときの軸比の角度特性の計算値を
示す。第5図との比較から明らかなように、50°近辺
での軸比特性が改善されることが明らかである。
なお、ここでは2点給電マイクロストリップアンテナを
素子を2素子用いたアレーアンテナの場合について示し
たが、素子数は何票子であっても同様に軸比特性を改善
することができる。また、素子の種類については、1点
給電円偏波マイクロストリップアンテナ、クロスダイポ
ールアレーアンテナ、クロススロットアレーアンテナ等
においても同様に軸比特性を改善することができる。
素子を2素子用いたアレーアンテナの場合について示し
たが、素子数は何票子であっても同様に軸比特性を改善
することができる。また、素子の種類については、1点
給電円偏波マイクロストリップアンテナ、クロスダイポ
ールアレーアンテナ、クロススロットアレーアンテナ等
においても同様に軸比特性を改善することができる。
(実施例2)
1素子の円形マイクロストリップアンテナを2点給電し
て用いるとき、素子の(θ0.φo)=(50?0°)
方向において右旋と左旋の比I ER/EL l =2
とした実施例を示す。
て用いるとき、素子の(θ0.φo)=(50?0°)
方向において右旋と左旋の比I ER/EL l =2
とした実施例を示す。
本実施例は、発明の原理で述べたN=2の場合に相当し
、それぞれの給電点#1.#2におけるθ方向、φ方向
の放射指向性gi 、 h、’ (i=1 、2)は次
式で与えられる。
、それぞれの給電点#1.#2におけるθ方向、φ方向
の放射指向性gi 、 h、’ (i=1 、2)は次
式で与えられる。
gi(θ、φ)=g(θ、φ−φi) (23)h
+(θ、φ)=h(θ、φ−φi) (2Φここで
1式(7)であたえられるGiの偏角内は−(φ−φt
) = (Ep/ Et ) ” l71(25)
で与えられる。このとき、各素子の給電位置を表すφi
を変化させることにより、C1を任意にえらぶこともで
きる。ここでは、例として、給電位置をφ1=0.φ2
=90°ときめて、θ=θ0.φ=0方向でER/EL
=C(実数)を実現することを考える。
+(θ、φ)=h(θ、φ−φi) (2Φここで
1式(7)であたえられるGiの偏角内は−(φ−φt
) = (Ep/ Et ) ” l71(25)
で与えられる。このとき、各素子の給電位置を表すφi
を変化させることにより、C1を任意にえらぶこともで
きる。ここでは、例として、給電位置をφ1=0.φ2
=90°ときめて、θ=θ0.φ=0方向でER/EL
=C(実数)を実現することを考える。
式00およびαυから、#2の素子の#1に対する振幅
比A2+位相差Δ2は次式で与えられる。
比A2+位相差Δ2は次式で与えられる。
α1=O2α2=−90° C0A2= I
k+(1−C)/に2(1+C) l (27)
Δ、=0°、 Δ2=90° C8)′
φ、=0°、 φ2=90° (29)
第4図と第5図に(θ0.φ。)=(50°、0°)の
方向でのER/EL = −2としたときのφ。二〇°
でのER/ ELの振幅特性の計算例を示す。図から明
らかなように、上記の関係を与えるときθ。=50°で
ER/EL = −2が実現されている。このときER
//′EL = 0.5の特性をもつ不要波は除去でき
る。
k+(1−C)/に2(1+C) l (27)
Δ、=0°、 Δ2=90° C8)′
φ、=0°、 φ2=90° (29)
第4図と第5図に(θ0.φ。)=(50°、0°)の
方向でのER/EL = −2としたときのφ。二〇°
でのER/ ELの振幅特性の計算例を示す。図から明
らかなように、上記の関係を与えるときθ。=50°で
ER/EL = −2が実現されている。このときER
//′EL = 0.5の特性をもつ不要波は除去でき
る。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の方法によれば、配列の正
面方向以外において所定の楕円偏波が得られる。これに
よシ、ボアサイトにないビーム方向の楕円偏波率の劣化
による損失を低減でき、かつ交差偏波に対しても識別度
の高い円偏波アンテナの提供が可能であるという利点が
ある。また、ビーム方向から外れた方向の楕円偏波率を
指定することによシ反射波の軽減が可能となる。
面方向以外において所定の楕円偏波が得られる。これに
よシ、ボアサイトにないビーム方向の楕円偏波率の劣化
による損失を低減でき、かつ交差偏波に対しても識別度
の高い円偏波アンテナの提供が可能であるという利点が
ある。また、ビーム方向から外れた方向の楕円偏波率を
指定することによシ反射波の軽減が可能となる。
第1図は本発明によるアンテナの構成例、第2図は本発
明によるアンテナの実施例、第3図は第2図のアンテナ
の特性の計算結果を示す図、第4図は(θ。、φ。)=
(50°、0°)の方向でのER/EL=−2としたと
きの鉛直方向からの角度に対するER/ELの振幅特性
の計算値を示す図、第5図は従来の2点給電マイクロス
トリップアンテナの軸比の角度特性を計算結果を示す図
である。 l・・・放射素子 2・・・移相器 3・・・電力分配器
明によるアンテナの実施例、第3図は第2図のアンテナ
の特性の計算結果を示す図、第4図は(θ。、φ。)=
(50°、0°)の方向でのER/EL=−2としたと
きの鉛直方向からの角度に対するER/ELの振幅特性
の計算値を示す図、第5図は従来の2点給電マイクロス
トリップアンテナの軸比の角度特性を計算結果を示す図
である。 l・・・放射素子 2・・・移相器 3・・・電力分配器
Claims (2)
- (1)複数の放射素子を有し、各放射素子から放射され
るビームが素子の配列面に対して特定の角度をとる円偏
波アレーアンテナの給電方法において、 各放射素子の配列位置、及び励振電流の振幅と位相を、
ビーム方向で円偏波を構成する互に直交する2つの成分
のうちひとつの成分を零とするように給電することを特
徴とする円偏波アレーアンテナの給電方法。 - (2)複数個の放射素子を有し、かつ該放射素子から放
射されるビームが配列面に対して特定の角度をとる円偏
波アレーアンテナにおいて、前記の放射素子の各々のア
ンテナの配列位置及び励振電流の振幅と位相を、前記ビ
ーム方向に対して所定の角度をなす方向から到来する妨
害波のもつ楕円偏波率特性と逆の特性となる値で励振し
たことを特徴とする円偏波アレーアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14445485A JPH0783207B2 (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 円偏波アレーアンテナ及び当該アンテナの給電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14445485A JPH0783207B2 (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 円偏波アレーアンテナ及び当該アンテナの給電方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS626502A true JPS626502A (ja) | 1987-01-13 |
JPH0783207B2 JPH0783207B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=15362622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14445485A Expired - Lifetime JPH0783207B2 (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 円偏波アレーアンテナ及び当該アンテナの給電方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0783207B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5937767A (en) * | 1996-03-29 | 1999-08-17 | Sumitomo Chemical Company Limited | Plastic pallet |
JP2021010068A (ja) * | 2019-06-28 | 2021-01-28 | 株式会社東芝 | アンテナ装置 |
WO2023063041A1 (ja) * | 2021-10-11 | 2023-04-20 | 株式会社村田製作所 | 最適位相条件決定方法、アンテナモジュール、及び通信システム |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP14445485A patent/JPH0783207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5937767A (en) * | 1996-03-29 | 1999-08-17 | Sumitomo Chemical Company Limited | Plastic pallet |
JP2021010068A (ja) * | 2019-06-28 | 2021-01-28 | 株式会社東芝 | アンテナ装置 |
WO2023063041A1 (ja) * | 2021-10-11 | 2023-04-20 | 株式会社村田製作所 | 最適位相条件決定方法、アンテナモジュール、及び通信システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0783207B2 (ja) | 1995-09-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |