JPS63167502A - Circularly polarized wave micro strip type antenna equipment - Google Patents

Circularly polarized wave micro strip type antenna equipment

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JPS63167502A
JPS63167502A JP31318786A JP31318786A JPS63167502A JP S63167502 A JPS63167502 A JP S63167502A JP 31318786 A JP31318786 A JP 31318786A JP 31318786 A JP31318786 A JP 31318786A JP S63167502 A JPS63167502 A JP S63167502A
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hybrid circuit
circularly polarized
msa
ring
circuits
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Tamotsu Teshirogi
扶 手代木
Masato Tanaka
正人 田中
Yuujirou Taguchi
田口 裕二朗
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
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RADIO RES LAB
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain an antenna equipment of high arrangement efficiency by using a ring type hybrid circuit as the hybrid circuit which supplies a high-frequency current to a circularly polarized wave micro strip type antenna equipment. CONSTITUTION:A high-frequency signal outputted from a transmitter 10 is equally divided into four by a power divider PD and is sent to hybrid circuits 20-23 as feeding circuits of circularly polarized wave micro strip type antennas (MSA) 7-10. Circuits 20-23 are arranged on about axes of MSAs on the rear face of a substrate 18. Since circuits 22-23 are formed as ring type, MSAs 7-10 are arranged in order while successively being rotated at 45 deg., and distances between output terminal of circuits 20-23 and feeding points 3 and 4 of MSAs are equalized and they are connected with straight lines.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は円偏波マイクロストリップ型アンテナ装置、
例えば人工衛星を介して航空機等の移動局と地上局との
通信の際に、移動局側に設置される円偏波マイクロスト
リップ型アンテナ装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention provides a circularly polarized microstrip antenna device,
The present invention relates to a circularly polarized microstrip antenna device that is installed on a mobile station during communication between a mobile station such as an aircraft and a ground station via an artificial satellite, for example.

〔従来技術〕[Prior art]

電磁波(以下、電波と記す)の偏波方式は大きく分けて
直線偏波と円偏波の各方式があるが、人工衛星を介した
各種通信に於ては雨滴等障害物中の低減衰性及び偏波追
尾不要等のメリットから円偏波方式が採用され、近年こ
の人工衛星を介して航空機と地上局の間で公衆通信を行
うことが試みられるようになった。この場合使用する電
波は同時送受信方式である電話回線との接続の必要から
送信及び受信のために二つの周波数が必要であり、かつ
送受信間の相互干渉を避けるために両者の周波数は所要
間隔離さなければならない。従ってこれに使用するアン
テナとしては送信用と受信用の画周波数に適応可能なア
ンテナを必要とする。
The polarization methods of electromagnetic waves (hereinafter referred to as radio waves) can be roughly divided into linear polarization and circular polarization, but in various communications via artificial satellites, low attenuation in obstacles such as raindrops is required. The circular polarization method has been adopted due to its advantages such as not requiring polarization tracking, and in recent years attempts have been made to conduct public communications between aircraft and ground stations via this artificial satellite. The radio waves used in this case require two frequencies for transmission and reception because it is necessary to connect to a telephone line that transmits and receives at the same time, and in order to avoid mutual interference between transmitters and receivers, the two frequencies are separated for a certain period of time. There must be. Therefore, the antenna used for this requires an antenna that can adapt to the image frequencies for transmission and reception.

一方、航空機用アンテナとしては小型軽1、更にできる
限り薄型であることが望ましく、この要請からこれに使
用するアンテナとしては円偏波マイクロストリップ型ア
ンテナ装置(以下、MSAと記す)が有望視されている
。MSAには第9図に示すような円板状の放射器1の円
周の一部に切欠2を設けたような放射パタンをもったマ
イクロストリップアンテナMSAIがある。このMSA
Iは円偏波特性でありながら1点給電であり、給電回路
としてハイブリッド回路が不要であるという優れた長所
を有するが、余りに狭帯域であるため送信及び受信を兼
用させるアンテナとして用いることはできない。
On the other hand, it is desirable for aircraft antennas to be small and light, and furthermore, to be as thin as possible, and due to this requirement, a circularly polarized microstrip antenna device (hereinafter referred to as MSA) is considered to be a promising antenna for use in this purpose. ing. The MSA includes a microstrip antenna MSAI having a radiation pattern such as a disc-shaped radiator 1 with a notch 2 formed in a part of its circumference, as shown in FIG. This MSA
Although it has circular polarization characteristics, it has a single-point feed, and has the excellent advantage of not requiring a hybrid circuit as a feed circuit, but it has an extremely narrow band, so it cannot be used as an antenna for both transmission and reception. Can not.

第10図及び第11図に2点給電方式のMSA2の一例
の斜視図及び断面図を示す。これはアース板7を間には
さんだ誘電体基板6及び8の夫々の表面に放射器パタン
5とブランチライン型のハイブリッド回路9を対峙一体
化すると共に前記放射器パタン5の給電点3.4とハイ
ブリッド回路9の出力端とを同一位置に一致させて誘電
体基板6.8とアース板7とを貫通するピンによって両
者を接続する如く構成したちのである。このとき放射器
パタン5の各給電点3.4に供給する高周波電流が互い
に90″の位相差を持ち、かつ図示せぬ信号源と前記給
電点インピーダンスを整合するようにハイブリッド回路
9の線路インピーダンスの値及び各区間の線路の長さを
定めれば、このMSA2は円偏波された電波を放射し、
又受信することができる。このとき使用するブランチラ
イン型のハイブリッド回路9は、一般に第12図に示す
形状のマイクロストリップラインである。このような2
点給電方式MSA2は前記1点給電MSAIに比べれば
周波数特性は広帯域特性は有するものの未だ実用上充分
ではなく、これをそのまま前記航空機等の公衆通信に使
用するアンテナとして用いることはできない。そこで、
従来このアンテナを広帯域特性とするための手段として
例えば特開昭59−178002号公報に提案されてい
る如く2点給電方式MSA2を所定の条件下で同一平面
に配列し、シーケンシャルアレーとすることが考えられ
る。しかしながらこの場合以下に詳述する如く配列した
放射器パタン夫々に上述したブランチライン型ハイブリ
ッド回路が必要であり、多数のアンテナをアレー化する
場合アンテナ全体の面積が広くなり航空機搭載に不向き
となる欠点がある。
FIG. 10 and FIG. 11 show a perspective view and a sectional view of an example of the MSA 2 of the two-point power feeding system. This integrates the radiator pattern 5 and the branch line type hybrid circuit 9 facing each other on the surfaces of the dielectric substrates 6 and 8 with the ground plate 7 in between, and also connects the feed points 3 and 4 of the radiator pattern 5 to each other. and the output end of the hybrid circuit 9 are arranged at the same position, and the two are connected by a pin passing through the dielectric substrate 6.8 and the ground plate 7. At this time, the line impedance of the hybrid circuit 9 is set such that the high frequency currents supplied to each feed point 3.4 of the radiator pattern 5 have a phase difference of 90'' from each other, and the impedance of the feed point is matched with a signal source (not shown). By determining the value of and the length of the line in each section, this MSA2 emits circularly polarized radio waves,
It can also be received. The branch line type hybrid circuit 9 used at this time is generally a microstrip line having the shape shown in FIG. 2 like this
Although the point feeding system MSA2 has a wider frequency characteristic than the single point feeding MSAI, it is still insufficient for practical use, and cannot be used as is as an antenna for public communication on the aircraft, etc. Therefore,
Conventionally, as a means to make this antenna have wideband characteristics, it has been proposed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 59-178002, to arrange two-point feeding system MSA2 on the same plane under predetermined conditions to form a sequential array. Conceivable. However, in this case, the above-mentioned branch line type hybrid circuit is required for each of the radiator patterns arranged as detailed below, and when a large number of antennas are arranged in an array, the area of the entire antenna increases, making it unsuitable for mounting on an aircraft. There is.

本発明の理解を容易ならしめるために、以下に前記特開
昭59−178002号公報に提案されたシーケンシャ
ルアレーSAの原理とブランチライン型ハイブリッド回
路を用いた場合の欠点とを図面を用いて説明する。なお
、この場合の特性は、単独のアンテナよりもこれをアレ
ー化した場合の方が広帯域となることは言うまでもない
In order to facilitate understanding of the present invention, the principle of the sequential array SA proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 178002/1982 and the drawbacks when using a branch line type hybrid circuit will be explained below using drawings. do. It goes without saying that the characteristic in this case is that an array of antennas has a wider band than a single antenna.

第13図は4つのマイクロストリップアンテナMSA3
〜MSA6を1列に並べた場合のMSAアレーアンテナ
を給電回路側からみた構成図である。同図において10
は送信機であって、これから出力する高周波電流はパワ
ーデバイダ−PDによって4等分に分割された後人々の
出力は各放射器パタンに付属したブランチ型ハイブリッ
ド回路11乃至14の一入力端に接続される。このとき
ハイブリッド回路の他方の入力端は線路インピーダンス
値にて絡端しておく。ハイブリッド回路11乃至14は
供給された高周波電流を最終的には2等分すると共に位
相が90°ずらせてその2対の出力端に出力するもので
、これがMSAの給電点3.4に供給される。この場合
第13図にも示したようにアレー化の1つの条件として
4つのMSAへの給電位置は順次45°ずつ円の中心を
軸として回転した点に設定する。
Figure 13 shows four microstrip antennas MSA3.
It is a configuration diagram of an MSA array antenna when MSAs 6 are arranged in one row, as seen from the feeder circuit side. In the same figure, 10
is a transmitter, and the high frequency current output from it is divided into four equal parts by a power divider PD, and then the output is connected to one input terminal of the branch type hybrid circuits 11 to 14 attached to each radiator pattern. be done. At this time, the other input end of the hybrid circuit is connected at the line impedance value. The hybrid circuits 11 to 14 ultimately divide the supplied high-frequency current into two halves and output the two pairs of output terminals with the phases shifted by 90 degrees, which are then supplied to the power feeding point 3.4 of the MSA. Ru. In this case, as shown in FIG. 13, one of the conditions for forming an array is to set the power feeding positions to the four MSAs at points rotated by 45 degrees around the center of the circle.

以上のように構成されたシーケンシャルアレーSAのM
SA3からMSA6の順にπ/ 4 (rad)ずつ移
相廿しめた高周波電流を供給すれば軸比の良好なアンテ
ナが提供できる。電圧定在波比(VSWR)についても
パワーデバイダ−PDの入力端からみて各M S Aか
らの反射波の位相は各供給線路の2倍(往復の分)だけ
ずれるので、各MSAの反射係数がすべて等しければM
SA3を基準とすると、=1−j−1+j=0 となり反射波の総和は零となる。即ち、パブ−デバイダ
−PD内部で各MSAからの反射エネルギは互いに打ち
消されて送信機には現われない。従って送信機からみた
VSWRは1となって理想的な特性が得られる。
M of sequential array SA configured as above
By supplying a high frequency current whose phase is shifted by π/4 (rad) in the order from SA3 to MSA6, an antenna with a good axial ratio can be provided. Regarding the voltage standing wave ratio (VSWR), the phase of the reflected wave from each MSA is shifted by twice that of each supply line (round trip) when viewed from the input end of the power divider PD, so the reflection coefficient of each MSA is If all are equal, then M
If SA3 is used as a reference, =1-j-1+j=0, and the total sum of reflected waves becomes zero. That is, the reflected energy from each MSA is canceled within the pub-divider PD and does not appear at the transmitter. Therefore, the VSWR seen from the transmitter is 1, and ideal characteristics can be obtained.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、上記高性能なシーケンシャルアレーSAを構成
するには、各MSAの2つの給電点3,4に供給する高
周波電流が90″の位相差を保ち、MSA3からMSA
6の順に互いにπ/4ずつ高周波電流の位相をずらせ、
かつ各MSAの反射波の総合計がパワーデバイダ−PD
の入力端からみて零となるようにして初めて可能となる
However, in order to configure the above-mentioned high-performance sequential array SA, the high-frequency current supplied to the two feed points 3 and 4 of each MSA must maintain a phase difference of 90'' from MSA3 to MSA
6, the phases of the high-frequency currents are shifted by π/4 from each other,
And the total sum of the reflected waves of each MSA is the power divider - PD
This becomes possible only if it becomes zero when viewed from the input end of .

この条件を満たすためにはパワーデバイダ−PDから各
MSAの給電点までの伝送路の長さを厳密に設定する必
要がある。即ち、第13図に示すハイブリッド回路工1
の出力端で90°の位相差が保持されていても、そこか
らMSA3の給電点3゜4に至る各線路15及び16の
長さが等しくなければ給電点3,4において90’の位
相差を保つことはできない。また各MSA3等に供給す
る高周波電流は、MSA3からMSA6の順にπ/4(
rad )位相をずらせる必要があることは上述した通
りであるが、これはパワーデバイダ−PDから各ハイブ
リッド回路までの線路L1〜L4及び各ハイブリッド回
路から各MSAまでの線路i5〜112の長さを調整す
ることにより行うが、そのためにもこの間の各線路長を
厳密に設定しなければならない。このようにすることに
よって上述した如くパワーデバイダ−PDの入力端に於
ける反射波の総合計を零にする効果が得られる。第13
図に示すハイブリッド回路11等の出力端と給電点3.
4を結合している線路15〜f12は随所直角に折曲げ
ての配線がみられるが、これはL1〜L4を同一線路長
とした場合、限られたスペースでシーケンシャルアレー
SAを構成するための処置であり、各ハイブリッド回路
の伝送特性上望ましいことではなく、これによるアンテ
ナの特性劣化のおそれが少なからず懸念される。即ち、
特性劣化を防ぐには各ブランチライン型ハイブリッド回
路の入出力線路の形状が前記第12図に示した如く直線
であることが望ましいが、そのためには各MSAの給電
点3.4の位置回転に合せて各ブランチライン型ハイブ
リッド回路自身も順次回転した配置を必要とし、このよ
うにすれば給電回路の所要面積が著しく広くなってしま
うことが容易に理解できよう。通常MSAの間隔はMS
A間の相互結合の観点から決定され任意に選ぶことはで
きない。故に現実にMSA間を広く取ることは難かしい
In order to satisfy this condition, it is necessary to strictly set the length of the transmission path from the power divider PD to the feeding point of each MSA. That is, the hybrid circuit work 1 shown in FIG.
Even if a 90° phase difference is maintained at the output end of the MSA 3, if the lengths of the lines 15 and 16 from there to the feed point 3°4 of MSA3 are equal, a 90' phase difference will occur at the feed points 3 and 4. cannot be maintained. In addition, the high frequency current supplied to each MSA3 etc. is π/4 (
rad) As mentioned above, it is necessary to shift the phase, but this depends on the length of the lines L1 to L4 from the power divider PD to each hybrid circuit and the lengths of lines i5 to 112 from each hybrid circuit to each MSA. This is done by adjusting the line length, but for this purpose, the length of each line during this period must be set precisely. By doing so, the effect of reducing the total sum of reflected waves at the input end of the power divider PD to zero can be obtained as described above. 13th
The output end and feed point 3 of the hybrid circuit 11 etc. shown in the figure.
The wiring lines 15 to f12 that connect 4 are bent at right angles at various places, but this is because when L1 to L4 have the same line length, a sequential array SA is constructed in a limited space. This is not a desirable measure in terms of the transmission characteristics of each hybrid circuit, and there is considerable concern that the antenna characteristics may deteriorate due to this. That is,
In order to prevent characteristic deterioration, it is desirable that the shape of the input/output line of each branch-line type hybrid circuit be a straight line as shown in FIG. In addition, each branch line type hybrid circuit itself also needs to be sequentially rotated, and it is easy to understand that if this is done, the required area of the power supply circuit will be significantly increased. Normally, the interval between MSA is MS
It is determined from the viewpoint of mutual connections between A and cannot be arbitrarily selected. Therefore, it is difficult to actually widen the distance between MSA.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は以上説明したような従来のシーケンシャルアレ
ーSAの問題点を解決するためになされたものであって
、パワーデバイダ−から各放射器パタンの給電点までの
線路決定が容易であり、かつ極めて効率よく給電回路パ
タンを配置することによって所要面積を小さくし得る円
偏波マイクロストリップ型アンテナ装置を提供すること
を目的とする。
The present invention was made in order to solve the problems of the conventional sequential array SA as explained above, and it is easy to determine the line from the power divider to the feeding point of each radiator pattern, and it is extremely It is an object of the present invention to provide a circularly polarized microstrip type antenna device that can reduce the required area by efficiently arranging a feeding circuit pattern.

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

上記目的を達成するためにこの発明は、MSAに高周波
電流を供給するハイブリッド回路として、使用状態が自
由なリング型ハイブリッド回諮を用いた構成をとる。
In order to achieve the above object, the present invention employs a ring-type hybrid circuit that can be used freely as a hybrid circuit that supplies high-frequency current to the MSA.

〔作用〕[Effect]

この発明は前記手段を採用したことにより設計をする際
の自由度が広がり、容易に高性能、広帯域かつ極めて各
給電回路の配置効率がよく全体の所要面積が小さい円偏
波マイクロストリップ型アンテナ装置の製作が可能とな
る。
By adopting the above-mentioned means, the present invention has a wide degree of freedom in designing, and can easily achieve high performance, a wide band, extremely efficient arrangement of each feeder circuit, and a small overall area required for a circularly polarized microstrip type antenna device. It becomes possible to manufacture

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明
する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention will be described in detail based on illustrated embodiments.

第1図は本発明に基づいて4つのマイクロストリップア
ンテナMSA7〜MSAIOを一列に配列して構成した
シーケンシャルアレーSAIを給電回路側からみた構成
図である。同図に於て10は送信機であって、これから
出力した高周波信号はパワーデバイダ−PDによって4
等分に分割され、各MSAの給電回路であるハイブリッ
ド回路20〜23に送られることは従来のものと同様で
ある。このシーケンシャルアレーSAIに用いているハ
イブリッド回路は、第2図に示すようなリング型の形状
をもち、これを使用することにより以下詳細に説明する
如く極めて効果的な給電回路パタン配置が可能となる。
FIG. 1 is a configuration diagram of a sequential array SAI constructed by arranging four microstrip antennas MSA7 to MSAIO in a line according to the present invention, as viewed from the power supply circuit side. In the figure, 10 is a transmitter, and the high frequency signal outputted from it is transmitted through a power divider - PD.
As in the conventional case, the power is divided into equal parts and sent to hybrid circuits 20 to 23, which are the power supply circuits of each MSA. The hybrid circuit used in this sequential array SAI has a ring shape as shown in Figure 2, and by using this, extremely effective power supply circuit pattern arrangement is possible as explained in detail below. .

各MSAの入力インピーダンスは周波数子◎において1
00Ωとなるように設定し、各ハイブリッド回路の入・
出力線路の特性インピーダンスは100Ωとする。前記
特性を有するブランチライン型ハイブリッド回路9及び
リング型ハイブリッド回路19の構成は、R1−R6の
特性インピーダンスは100Ω、R7,R8の特性イン
ピーダンスは70.7λ g・ (7ρ、7) Ωとし、11の長さは□ 。
The input impedance of each MSA is 1 at the frequency factor ◎
00Ω, and the input and output of each hybrid circuit.
The characteristic impedance of the output line is 100Ω. The configuration of the branch line type hybrid circuit 9 and ring type hybrid circuit 19 having the above characteristics is that the characteristic impedance of R1-R6 is 100Ω, the characteristic impedance of R7 and R8 is 70.7λ g · (7ρ, 7) Ω, and 11 The length of is □.

λg’ (1eつ 12の長さは□としている。ここで λg−(7o、t)  は70.7Ωラインの基板波長
、λg・(166)は100Ωラインの基板波長を夫々
示すものとする。
λg' (The length of 1e x 12 is □. Here, λg-(7o, t) indicates the substrate wavelength of the 70.7Ω line, and λg·(166) indicates the substrate wavelength of the 100Ω line.

従ってリング型ハイブリッド回路19の円周りは、L=
(λg・(qo、q)  / 4+λg−C+oo) 
/4) X 2で表わされ、半径aはL/2πとなる。
Therefore, the circumference of the ring hybrid circuit 19 is L=
(λg・(qo, q) / 4+λg−C+oo)
/4) X 2, and the radius a is L/2π.

従来のブランチライン型のハイブリッド回路9は第12
図で示すような状態で使用するのが一般的で、R1,R
2,R4,R5を折曲げてハイブリッド回路9の枠内に
入れるような使用は一般的でないが不可能ではなく、本
発明の範晴に含めて考えられる。
The conventional branch line type hybrid circuit 9 is the 12th
It is generally used in the state shown in the figure, R1, R
2, R4, and R5 to fit within the framework of the hybrid circuit 9 is not common, but it is not impossible, and is considered within the scope of the present invention.

しかし、第2図に示すリング型のハイブリッド回路19
は第3図(al〜(0)に示す状態で使用しても、伝送
特性、位相差特性等の緒特性の劣化がないからこの方が
有利であろう。第2図に示すリング型のハイブリッド回
路19をマイクロストリップラインによって製作し実測
した特性を第4図から第7図に示す。このときの基板の
厚みは0.7mm 、比誘電率E、 =2.5 、誘電
体損tan (F = 1.8 X 10−’のテフロ
ン材を使用し、銅薄の厚みは0.035mmである。第
4図は反射特性、第5図は出力端子間の位相差特性、第
6図は電力の分配特性、第7図はアイソレーション特性
を示している。これら緒特性から第2図に示すリング型
のハイブリッド回路19を第3図(al〜(0)に示す
ように使用しても特性が劣化しないことが明らかである
However, the ring-type hybrid circuit 19 shown in FIG.
This is probably more advantageous because there is no deterioration in transmission characteristics, phase difference characteristics, and other initial characteristics even when used in the conditions shown in Figure 3 (al~(0)).The ring type hybrid shown in Figure 2 Figures 4 to 7 show the characteristics of the circuit 19 manufactured using a microstrip line and measured.The thickness of the substrate at this time was 0.7 mm, the relative dielectric constant E, = 2.5, and the dielectric loss tan (F = 1.8 x 10-' Teflon material is used, and the thickness of the copper thin layer is 0.035 mm. Figure 4 shows the reflection characteristics, Figure 5 shows the phase difference characteristics between the output terminals, and Figure 6 shows the power. , and FIG. 7 shows the isolation characteristic.From these characteristics, even if the ring-type hybrid circuit 19 shown in FIG. 2 is used as shown in FIG. It is clear that there is no deterioration.

以上の特性を有するリング型のハイブリッド回路19を
使用し、シーケンシャルアレーを構成した場合を第1図
に示す。第1図は4つのMSAを一列に配列したシーケ
ンシャルアレーSAIを給電回路側からみた構成図であ
り、リング型のハイブリッド回路20〜23が基板18
の背面に各MSAのほぼ中心軸に配置している。ハイブ
リッド回路を前記した位置に配置できるのは、これをリ
ング型にすることで初めて行えることであり、従来のブ
ランチライン型のハイブリッド回路9では不可能である
ことは第13図を見れば明らかである。このことでハイ
ブリッド回路を含めた個々のMSAの占有面積を小さく
することができ、複数のMSAによって構成するシーケ
ンシャルアレーSA1を小型にすることが可能となる。
FIG. 1 shows a case in which a sequential array is constructed using a ring-type hybrid circuit 19 having the above characteristics. FIG. 1 is a configuration diagram of a sequential array SAI in which four MSAs are arranged in a line, as seen from the power supply circuit side.
The MSA is located on the back of the MSA approximately at the central axis of each MSA. It is clear from FIG. 13 that the hybrid circuit can be placed in the position described above only by making it into a ring type, which is impossible with the conventional branch line type hybrid circuit 9. be. This makes it possible to reduce the area occupied by each MSA including the hybrid circuit, and it becomes possible to downsize the sequential array SA1 constituted by a plurality of MSAs.

更に重要な事はハイブリッド回路は、形状をリング型に
したことでMSA7からMSAIOの順に45°回転さ
せる形で配置することができ、ハイブリッド回路20等
の出力端と各MSAの給電点3,4との距離を全部等し
く、かつ直線で結線することが可能となる。ハイブリッ
ド回路の出力端と各 MSAの給電点3,4との距離が
全部等しくできれば各MSAの反射波の絶対値はみな同
じで位相のみが異なるだけであるから、パワーデバイダ
−PDの入力側からみて反射波の総和は零となり、電圧
定在波が1の理想的な特性が得られる。そして、ハイブ
リッド回路20等の出力端と各MSAの給電点3.4と
が直線で結線できることにより、伝送特性の劣化がな(
、従って高性能なアンテナを構成できる。
More importantly, the hybrid circuit has a ring shape, so it can be arranged in a 45° rotation from MSA7 to MSAIO, and the output end of the hybrid circuit 20 etc. and the feeding points 3 and 4 of each MSA can be arranged in a 45° rotation. This makes it possible to make the distances between all the lines equal and to connect them in a straight line. If the distances between the output end of the hybrid circuit and the feed points 3 and 4 of each MSA are made equal, the absolute value of the reflected waves of each MSA will be the same and only the phase will differ. The total sum of reflected waves is zero, and ideal characteristics with a voltage standing wave of 1 can be obtained. Since the output end of the hybrid circuit 20 etc. and the feed point 3.4 of each MSA can be connected in a straight line, there is no deterioration of the transmission characteristics (
, Therefore, a high-performance antenna can be constructed.

第1図で示す4つのMSAでシーケンシャルアレーを構
成するには、MSA7からMSAIOの順にπ/ 4 
(rad )位相をずらせた高周波電流を供給すること
は前記したが、この位相をずらせる手段としてパワーデ
バイダ−PDから各ハイブリッド回路までの線路L5〜
L8又はR1の長さのいずれか一方を変えることにより
行うことができる。
To configure a sequential array with the four MSAs shown in Fig. 1, from MSA7 to MSAIO, π/4
(rad) As described above, the phase-shifted high-frequency current is supplied, and as a means to shift the phase, the lines L5 to 1 from the power divider PD to each hybrid circuit are
This can be done by changing either the length of L8 or the length of R1.

第1図に示すシーケンシャルアレーSAIのパワーデバ
イダ−PDは基板18に乗せ一体化、あるいは別にして
もよい。そしてパワーデバイダ−PDとハイブリッド回
路20等を結ぶ線路L5〜L8はすべてマイクロストリ
ップラインで構成しても、途中までは同軸ケーブルで接
続してもよい。
The power divider PD of the sequential array SAI shown in FIG. 1 may be mounted on the substrate 18 and integrated, or may be separate. The lines L5 to L8 connecting the power divider PD and the hybrid circuit 20, etc., may all be configured with microstrip lines, or may be connected halfway with coaxial cables.

第1図のシーケンシャルアレーSAIは説明を容易にす
るため4つのMSAで構成した例を挙げているが、この
数に限定するものではない。MSAを2行8列の16個
でシーケンシャルアレーを構成した場合のパワーデバイ
ダ−PDの入力側からみた反射特性の実測値を第8図に
示す。これを見れば全帯域にわたり、MSA単体の特性
を改善していることがわかる。
Although the sequential array SAI in FIG. 1 is configured with four MSAs for ease of explanation, it is not limited to this number. FIG. 8 shows the measured values of the reflection characteristics seen from the input side of the power divider PD when 16 MSAs are arranged in 2 rows and 8 columns to form a sequential array. Looking at this, it can be seen that the characteristics of the MSA alone have been improved over the entire band.

なお、この発明は以上記載したMSAのみでなく通常の
アレーアンテナの給電回路にも使用することができる。
Note that the present invention can be used not only for the above-described MSA but also for a feeding circuit for a normal array antenna.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上記載した構成をとることにより、小型で
給電回路の伝送損失が少なく、かつ電圧定在波比が理想
値に近い円偏波マイクロストリップ型アンテナ装置を提
供できる。
By adopting the configuration described above, the present invention can provide a circularly polarized microstrip type antenna device that is small in size, has low transmission loss in a feeding circuit, and has a voltage standing wave ratio close to an ideal value.

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

第1図から第8図までは本発明の実施例を示したもので
あって、 第1図はシーケンシャルアレーの給電回路側からみた構
成図、 第2図はリング型ハイブリッド回路を示した図、第3図
(a)、 (b)、 (cl、 (d)、 (e)、 
(f)、 (g)、 (h)、 (i)。 (J)、 (kl、 (11,(ml、 (n)、 (
o)は第2図の変形例を示した図、 第4図は第2図のハイブリッド回路の反射特性を示した
図、 第5図は第2図のハイブリッド回路の出力端子間の位相
差特性を示した図、 第6図は第2図のハイブリッド回路の電力分配特性を示
した図、 第7図は第2図のハイブリッド回路のアイソレーション
特性を示した図、 第8図はマイクロストリップアンテナを2行8列のシー
ケンシャルアレーに構成したときの反射特性を示した図
、 である。 第9図から第13図までは従来例を示したものであって
、 第9図は円周に切欠が設けられているマイクロストリッ
プアンテナの上面図、 第10図はマイクロストリップアンテナの斜視図、 第11図は第10図の断面図、 第12図はブランチライン型のハイブリッド回路の構成
図、 第13図はブランチライン型のハイブリッド回路を使用
したシーケンシャルアレーの概略図、である。 3.4・・−・・・・−一−−−・・給電点5−−−−
−−−−・−・放射器パタン6.8−・−−−−−−一
・−・−誘電体基板7−・−一−−−・・−・−アース
板 9.11,12.13.14 ・・・−・・−−−−m−−・ブランチライン型ハイブ
リッド回路19.20.21,22.23 一一−−−−−−−−−−−リング型ハイブリッド回路
MSA・−・−−−−−一−−−−・マイクロストリッ
プアンテナ代理人 弁理士  高 山 勝 也 第3図 (a)       (b)       忙ン(m)
        (n)        (o)第9図 第11図
1 to 8 show embodiments of the present invention, in which FIG. 1 is a configuration diagram seen from the power supply circuit side of a sequential array, FIG. 2 is a diagram showing a ring type hybrid circuit, Figure 3 (a), (b), (cl, (d), (e),
(f), (g), (h), (i). (J), (kl, (11, (ml, (n), (
o) is a diagram showing a modification of Figure 2, Figure 4 is a diagram showing the reflection characteristics of the hybrid circuit in Figure 2, and Figure 5 is a diagram showing the phase difference characteristics between the output terminals of the hybrid circuit in Figure 2. Figure 6 is a diagram showing the power distribution characteristics of the hybrid circuit in Figure 2, Figure 7 is a diagram showing the isolation characteristics of the hybrid circuit in Figure 2, Figure 8 is a diagram showing the microstrip antenna. FIG. 2 is a diagram showing the reflection characteristics when configured into a sequential array of 2 rows and 8 columns. 9 to 13 show conventional examples, in which FIG. 9 is a top view of a microstrip antenna with a notch provided on the circumference, FIG. 10 is a perspective view of the microstrip antenna, FIG. 11 is a sectional view of FIG. 10, FIG. 12 is a block diagram of a branch line type hybrid circuit, and FIG. 13 is a schematic diagram of a sequential array using a branch line type hybrid circuit. 3.4・・・・・・−1−−−・Feeding point 5−−−−
-----Radiator pattern 6.8--------1---Dielectric substrate 7------ Earth plate 9.11, 12. 13.14 ...------m---・Branch line type hybrid circuit 19.20.21, 22.23 11---------Ring type hybrid circuit MSA・−・−−−−−1−−−−・Microstrip antenna agent Patent attorney Katsuya Takayama Figure 3 (a) (b) Busy (m)
(n) (o) Figure 9 Figure 11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力及び出力の配線方向が自在のリング型ハイブ
リッド回路が給電回路に用いられていることを特徴とす
る円偏波マイクロストリップ型アンテナ装置。
(1) A circularly polarized microstrip antenna device characterized in that a ring-shaped hybrid circuit with flexible input and output wiring directions is used in the feeding circuit.
(2)電磁波の放射器パタンが形成されている基板の裏
面であって前記放射器パタンのほぼ中心軸に前記リング
型ハイブリッド回路パタンの中心が一致して給電回路と
して取付けられている特許請求の範囲第1項に記載した
円偏波マイクロストリップ型アンテナ装置。
(2) The ring-shaped hybrid circuit pattern is installed as a power supply circuit on the back surface of a substrate on which an electromagnetic wave radiator pattern is formed, with the center of the ring-shaped hybrid circuit pattern coinciding with substantially the central axis of the radiator pattern. A circularly polarized microstrip antenna device as described in Scope 1.
(3)前記放射器パタンの給電点と前記リング型ハイブ
リッド回路パタンの出力端とが表裏面にて位置を同じく
して前記基板を表裏貫通する電路によって結合されてい
る特許請求の範囲第1項又は特許請求の範囲第2項に記
載した円偏波マイクロストリップ型アンテナ装置。
(3) Claim 1, wherein the feeding point of the radiator pattern and the output end of the ring-type hybrid circuit pattern are located at the same position on the front and back surfaces and are connected by an electric path passing through the substrate on the front and back sides. Or a circularly polarized microstrip antenna device according to claim 2.
(4)前記円偏波マイクロストリップ型アンテナ装置を
同一基板上に複数並べると共に各アンテナの給電点位置
を順次所定角度回転せしめると共に夫々の入出力信号位
相を移相してシーケンシャルアレーアンテナを構成した
特許請求の範囲第1項乃至特許請求の範囲第3項に記載
した円偏波マイクロストリップ型アンテナ装置。
(4) A sequential array antenna was constructed by arranging a plurality of the circularly polarized microstrip antenna devices on the same substrate, sequentially rotating the feed point position of each antenna by a predetermined angle, and shifting the phase of each input/output signal. A circularly polarized microstrip antenna device according to claims 1 to 3.
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