WO2023135666A1

WO2023135666A1 - アンテナ装置

Info

Publication number: WO2023135666A1
Application number: PCT/JP2022/000635
Authority: WO
Inventors: 峻一池田; 成洋中本; 宏昌中嶋; 智宏高橋; 徹深沢; 直也野口
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2023-07-20
Also published as: JP7311078B1; JPWO2023135666A1

Abstract

【課題】従来のアンテナ装置においては、受信アンテナと送信アンテナの間に設けられた遮蔽壁により、送信アンテナから直接的に受信アンテナに向かう送信電波が遮られるが、送信電波の一部が遮蔽壁の端部で回折し、回折波として受信アンテナに入射することで受信電波の受信に影響してしまうという課題があった。そのため、送信アンテナ部と受信アンテナ部との間に、遮蔽壁と偏波変換部とを備えることで、回折波の垂直偏波成分が偏波変換部により受信アンテナにおける受信電波の受信に影響しづらい円偏波成分に変換され、回折波が受信アンテナの受信動作に影響することを抑える。

Description

アンテナ装置

　本開示は、アンテナ装置に関するものである。

　送信アンテナと受信アンテナとを個別に備えたアンテナ装置においては、設置スペースの制約、装置の小型化等の観点から、送信アンテナと受信アンテナとを近接して配置する場合がある。このようなアンテナ装置を、送信電波の送信と受信電波の受信とを時分割で行う時分割デュプレクスシステムに用いる場合は、送信電波と受信電波との間におけるアイソレーションは確保されるが、例えば、送信電波の送信と受信電波の受信とを同時に行うことがある周波数分割デュプレクスシステムに用いた場合は、送信電波が受信電波に干渉すること、受信アンテナが受信電波を受信する際の外乱になること等により、アンテナ装置の性能が低下することがある。
　このように送信アンテナと受信アンテナとを近接配置した場合に、送信電波が受信電波に影響することを防ぐようにしたものとして、特許文献１には、送信アンテナと受信アンテナの間に金属壁あるいは吸収体からなる遮蔽壁を設けることにより、送信アンテナから受信アンテナに向かう送信電波を遮り、送信電波が受信電波に影響することを防ぐようにしたアンテナ装置が開示されている。

特開平１０－１２６１４６号公報

　上記特許文献１に開示されたアンテナ装置においては、受信アンテナと送信アンテナの間に設けられた遮蔽壁により、送信アンテナから直接的に受信アンテナに向かう送信電波が遮られるが、送信電波の一部が遮蔽壁の端部で回折し、回折波として受信アンテナに入射することで受信電波の受信動作に影響してしまうという課題があった。

　本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、受信アンテナと送信アンテナの間に設けられた遮蔽壁の端部で送信アンテナから放射された送信電波が回折して生じる回折波が、受信アンテナの受信電波の受信に影響することを抑えることができるアンテナ装置を得ることを目的とする。

本開示に係るアンテナ装置は、円偏波の送信電波を送信する送信アンテナ部と、受信電波を受信する受信アンテナ部と、送信アンテナ部と受信アンテナ部との間に設けられ、送信アンテナ部から受信アンテナ部に向かって送信される送信電波を遮断する遮蔽壁と、遮蔽壁と受信アンテナ部との間に設けられ、送信電波の垂直偏波成分を受信アンテナが受信する受信電波と異なる旋回方向を有する円偏波成分に変換する偏波変換部とを備えたものである。

　また、本開示に係るアンテナ装置は、円偏波の送信電波を送信する送信アンテナ部と、円偏波の受信電波を受信する受信アンテナ部と、送信アンテナ部と受信アンテナ部との間に設けられ、送信アンテナ部から受信アンテナ部に向かって送信される送信電波を遮断する遮蔽壁と、送信アンテナ部と遮蔽壁との間に設けられ、送信電波の円偏波を遮蔽壁と平行する偏波面を有する水平偏波に変換する偏波変換部とを備えたものである。

　本開示のアンテナ装置は、遮閉壁と受信アンテナ部との間に設けられ、送信電波の垂直偏波成分を受信アンテナが受信する受信電波と異なる旋回方向を有する円偏波成分に変換する偏波変換部を備えたので、送信電波が遮蔽壁の上端部で回折して生じた回折波が受信アンテナ部に向かったとしても、回折波の垂直偏波成分が偏波変換部により受信アンテナにおける受信電波の受信に影響しづらい円偏波成分に変換されるため、回折波が受信アンテナの受信動作に影響することが抑えられ、アンテナ装置の性能低下を抑制できる。

　また、本開示のアンテナ装置は、送信アンテナ部と遮蔽壁との間に設けられ、送信電波の円偏波を遮蔽壁と平行する偏波面を有する水平偏波に変換する偏波変換部を備えたので、偏波変換部により送信電波の円偏波が変換されて生じた水平偏波は遮蔽壁で減衰するため、送信電波に起因する回折波が遮蔽壁の上端部で生じることが抑えられ、受信アンテナ部へ送信電波が流入することが防がれるので、送信電波が受信アンテナの受信動作に影響することが抑えられ、アンテナ装置の性能低下を抑制できる。

実施の形態１におけるアンテナ装置の構成図実施の形態１におけるアンテナ装置の断面図実施の形態１におけるアンテナ装置１の動作を模式的に説明する模式図実施の形態２におけるアンテナ装置１の動作を模式的に説明する模式図実施の形態３におけるアンテナ装置の構成図実施の形態４におけるアンテナ装置の断面図実施の形態４における遮蔽壁の上面図実施の形態５におけるアンテナ装置の構成図実施の形態５におけるアンテナ装置の断面図

実施の形態１.
　図１は、実施の形態１におけるアンテナ装置１の構成図、図２は図１のアンテナ装置１のＡ－Ａ断面における断面図である。このアンテナ装置１は、ベースプレート１１に設けられ、円偏波の送信電波を送信する送信アンテナ部１２と、送信アンテナ部１２に近接してベースプレート１１に設けられ、円偏波の受信電波を受信する受信アンテナ部１３と、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３との間に配置されてベースプレート１１の表面上に設けられ、送信アンテナ部１２から放射される送信電波のうち、直接、受信アンテナ部１３に向かう直接波を遮断する遮蔽壁１４を備えている。
　さらに、このアンテナ装置１は、遮蔽壁１４と受信アンテナ部１３との間に配置されてベースプレート１１の表面上に設けられ、送信アンテナ部１２から送信される送信電波における垂直偏波成分を受信アンテナ部１３が受信する受信電波と異なる旋回方向（以下、逆旋という）を有する円偏波に変換する偏波変換部としての偏波変換板１５を備えている。

　送信アンテナ部１２は、導体であるベースプレート１１と、ベースプレート１１の表面上に設けられた誘電体基板１２１と、誘電体基板１２１上に形成されたアンテナ素子であるパッチ導体１２２と、パッチ導体１２２に給電する垂直偏波送信給電点１２３と水平偏波送信給電点１２４と、垂直偏波送信給電点１２３と水平偏波送信給電点１２４とを接続する送信部１２５と、ベースプレート１１の裏面に形成され、ベースプレート１１と接触して電気的に接続された接地導体層（図示せず）とで構成されている。
　また、受信アンテナ部１３は、送信アンテナ部１２と同様に、ベースプレート１１、誘電体基板１３１、パッチ導体１３２、パッチ導体１３２に給電する垂直偏波受信給電点１３３と水平偏波受信給電点１３４、垂直偏波受信給電点１３３と水平偏波受信給電点１３４とを接続する受信部１３５と、接地導体層で構成されている。

　送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３はともに円偏波を生成するために、それぞれのアンテナ素子は２ポートで給電され、ポート間には９０度の位相差がつけられている。送信円偏波、受信円偏波の使用周波数帯域は、数ＧＨｚから数十ＧＨｚ（例えば、Ｘ帯、Ｋｕ帯、Ｋａ帯など）が考えられる。なお、送信アンテナ部１２の裏面であるベースプレート１１側には送信部１２５が設けられている。また、受信アンテナ部１３の裏面側であるベースプレート側には受信部１３５が設けられている。

　遮蔽壁１４は導体で形成されており、ベースプレート１１と電気的に接続されるようにしてベースプレート１１に取り付けられてもよいし、ベースプレート１１と一体形成するようにしてもよい。遮蔽壁１４は、送信アンテナ部１２から送信される送信電波が放射される空間と受信アンテナ部１３とを隔てるように、ベースプレート１１から起立して設けられ、図１におけるＺ軸方向へ突出している。この遮蔽壁１４は、送信アンテナ部１２から放射される送信電波のうち、受信アンテナ部１３に直接的に向かう直接波を遮断するものである。

　偏波変換板１５は、送信アンテナ部１２から送信される送信電波における直線偏波成分を、受信アンテナ部１３が受信する円偏波の受信電波と逆旋の円偏波に変換するものである。偏波変換板１５は、遮蔽壁１４の上端部と受信アンテナ部１３との間に位置し、Ｚ軸方向へ起立して設けられたプリント基板で構成され、受信アンテナ部１３側にエッチングにより形成された導体パターン１５１が刻まれている。導体パターン１５１は、図１のように線状の導体パターンが周期的に配置されたグリッドラインポラライザを形成している。

　次に、このように構成されたアンテナ装置１の実施の形態１における動作について説明する。図３は、アンテナ装置１における動作を模式的に説明する模式図である。
　送信アンテナ部１２から送信される円偏波の送信電波は送信アンテナ部１２より上方に放射され、その一部の円偏波１６２は受信アンテナ部１３の方向にも放射される。送信電波が受信アンテナ部１３に入ると受信電波の受信に影響してしまうが、受信アンテナ部１３に向かって放射される円偏波１６２は、遮蔽壁１４により遮断されて受信アンテナ部１３に入射することはない。このため、このアンテナ装置１を周波数分割デュプレクスシステムに用いた場合でも、送信電波が直接的に受信電波に影響することによる受信性能の低下を防ぐことができる。

　また、送信アンテナ部１２から送信された送信電波の一部の円偏波１６１は、遮蔽壁１４の上端部で回折して垂直偏波の回折波となり、その一部の垂直偏波１７１は受信アンテナ部１３に向かう。この垂直偏波１７１がそのまま受信アンテナ部１３に入射すると、受信アンテナ部１３における受信電波の受信に影響してしまう。しかし、本実施の形態のアンテナ装置１においては、遮蔽壁１４の上端部から受信アンテナ部１３に向かう垂直偏波１７１は、偏波変換板１５により、受信アンテナ部１３が受信する受信電波と逆旋の円偏波１８１に変換され、受信アンテナ部１３により受信しにくくなるため、垂直偏波１７１による受信アンテナ部１３が受信する受信電波への影響が抑えられる。

　より詳細に動作を説明する。遮蔽壁１４のような導体の上端部における電波の偏波成分の回り込みやすさは、電波が回折点に入射する角度によって異なる。送信アンテナ部１２から遮蔽壁１４に向かって放射された円偏波１６１のうち遮蔽壁１４に平行な成分、すなわち水平偏波成分については、電界面が遮蔽壁１４の表面と平行となるため、水平偏波の電界成分に起因する電流が遮蔽壁１４面を流れることで電界成分が減衰する。一方、送信アンテナ部１２から遮蔽壁１４に向かって放射された円偏波１６１のうち水平偏波成分と直交する垂直偏波成分については、水平偏波成分に比べ電界成分の減衰が少ない。よって、遮蔽壁１４の上端部で回り込む電波、すなわち回折波の偏波成分は垂直偏波成分が支配的となる。このように、円偏波の送信電波が遮蔽壁１４の上端部において回折することで生じる回折波は、垂直偏波の電波になる。

　そして、遮蔽壁１４の上端部で回折して生じた垂直偏波の回折波のうち受信アンテナ部１３に向かう垂直偏波１７１は、遮蔽壁１４の上端部と受信アンテナ部１３との間に位置する偏波変換板１５に入射する。
　偏波変換板１５は、入射した電波の偏波成分を変えるものであり、その変化は、導体パターン１５１に対する入射電界の向きに依存する。
　偏波変換板１５として、図１に示したグリッドラインポラライザを用いた場合、グリッドラインに平行な方向に電界が入射するとインダクタンスが発生し、グリッドラインに垂直な方向に入射するとキャパシタンスが発生する。インダクタンスやキャパシタンスの大きさは、偏波変換板１５の基板の厚みや導体パターン１５１の線路幅、線路間隔等から決定される。したがって、入射する回折波の偏波方向に対しグリッドラインを斜めに配置することで、グリッドラインに垂直又は水平な方向の電界成分に位相の進み又は遅れを持たせることができる。このような作用に基づいて、入射した垂直偏波が、受信アンテナ部１３が受信する受信電波と逆旋の円偏波に変換されるように、偏波変換板１５を構成しておく。この構成により、遮蔽壁１４の上端部から受信アンテナ部１３に向かう垂直偏波１７１は、偏波変換板１５に入射すると受信アンテナ部１３が受信する受信電波と逆旋の円偏波１８１に変換される。

　受信アンテナ部１３には、円偏波の受信電波を受信するための、垂直偏波受信給電点１３３と水平偏波受信給電点１３４とが設けられており、これらの給電点で得られた信号を合成する合成回路を含む受信部１３５で合成することで、受信した電波に対応する信号を得ることができる。受信アンテナ部１３が受信しようとする旋回方向を有する円偏波の受信電波が受信アンテナ部１３に入射すると、上記のようにして所望の信号を得ることができる。一方、受信アンテナ部１３に、受信電波と逆旋の円偏波１８１が入射すると、垂直偏波受信給電点１３３に給電される信号と水平偏波受信給電点１３４に給電される信号とは、振幅が同じで逆相となるため、受信部１３５において、回折波の垂直偏波成分と水平偏波成分が相殺されることになり、回折波の円偏波１８１に起因する信号は受信部１３５において生じないか、受信電波に対応する信号に比べて無視できる程度となる。このため、送信電波が遮蔽壁１４の上端部において回折することで回折波が生じ、受信アンテナ部１３に向かっても、回折波が受信電波の受信動作に影響することが抑えられる。

　以上のように、実施の形態１のアンテナ装置１は、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３との間であり、遮蔽壁１４の上端部と受信アンテナ部１３との間に設けられた偏波変換部としての偏波変換板１５を備えたので、送信アンテナ部１２から受信アンテナ部１３に向かって送信される送信電波を遮断する遮蔽壁１４を設けた場合に、遮蔽壁１４の上端部で生じる回折波が受信アンテナ部１３に向かっていったとしても、その回折波の垂直偏波が、偏波変換板１５により、受信アンテナ部１３が受信する受信電波とは逆旋となる円偏波、すなわち受信アンテナ部１３における受信電波の受信に影響しづらい円偏波に変換されるため、回折波が受信アンテナにおける受信電波の受信に影響することが抑えられ、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３とのアイソレーションを改善させることができ、アンテナ装置１の性能低下を抑制できる。

実施の形態２．
　実施の形態１では、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３との間であって、送信アンテナ部１２側に遮蔽壁１４、受信アンテナ部１３側に偏波変換板１５を設けたものを説明した。アンテナ装置における送受信の可逆性により、遮蔽壁１４と偏波変換板１５の配置を入れ替えたとしても同様の効果を得ることができる。実施の形態２では、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３との間であって、送信アンテナ部１２側に偏波変換板１５、受信アンテナ部１３側に遮蔽壁１４を設けてなるアンテナ装置１を説明する。

　図４は実施の形態２におけるアンテナ装置１の構成、および動作を模式的に説明する模式図である。送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３との間に遮蔽壁１４と偏波変換板１５がある点は実施の形態１と同様であるが、実施の形態２では、送信アンテナ部１２側に遮蔽壁１４、受信アンテナ部１３側に偏波変換板１５が配置されている。すなわち、偏波変換板１５は送信アンテナ部１２と遮蔽壁１４との間に設けられている。また、偏波変換板１５は、実施の形態１で示した偏波変換板１５と同様のグリッドラインポラライザで構成され、送信電波の円偏波２０１を、遮蔽壁１４と平行な偏波面を有する水平偏波２０２、水平偏波２０３等に変換するように構成されている。そして、実施の形態２のアンテナ装置１は、これら遮蔽壁１４、偏波変換板１５以外は上記実施の形態１と同様の構成である。

　次に、このような構成のアンテナ装置の動作を説明する。
　まず、送信アンテナ部１２から送信され、受信アンテナ部１３へ流入する方向へ向かう直接波は、実施の形態１と同様に、遮蔽壁１４により遮断されて受信アンテナ部１３に入射することはない。
　また、送信アンテナ部１２から受信アンテナ部１３側に放射される円偏波のうち、偏波変換板１５に到達した円偏波２０１は、偏波変換板１５により遮蔽壁１４に対して平行な偏波面を有する水平偏波に変換され、受信アンテナ部１３側に進む水平偏波２０２、水平偏波２０３等は、遮蔽壁１４に到達する。水平偏波２０２、２０３は、電界面が遮蔽壁１４の表面と平行であるため、遮蔽壁１４に到達した水平偏波２０２、２０３の電界成分に起因する電流が遮蔽壁１４面を流れることでこれらの電界成分が減衰する。このため、図４に点線の矢印で示すように、偏波変換板１５を透過して進む水平偏波２０４は生じず、さらに、遮蔽壁１４の上端部に向かった水平偏波２０３も遮蔽壁１４によって減衰するので、遮蔽壁１４の上端部で送信電波に起因する回折波２０５が生じることが抑えられる。このため受信アンテナ部１３へ送信電波が流入することを防ぐことができる。

　以上のように、実施の形態２のアンテナ装置１は、送信アンテナ部と受信アンテナ部との間に設けられた遮蔽壁と、送信アンテナ部と遮蔽壁との間に設けられ、送信電波の円偏波を遮蔽壁１４と平行する偏波面を有する水平偏波に変換する偏波変換板１５とを備えたので、送信電波の円偏波が偏波変換板１５により変換されて生じた水平偏波が遮蔽壁１４で減衰するため、送信電波に起因する回折波が遮蔽壁１４の上端部で生じることが抑えられ、受信アンテナ部１３へ送信電波が流入することが防がれる。このため、送信電波が受信アンテナ部１３の受信動作に影響することが抑えられ、アンテナ装置１の性能低下を抑制できる。

実施の形態３．
　次に実施の形態３におけるアンテナ装置１について説明する。図５は、実施の形態３におけるアンテナ装置１の構成図である。
　実施の形態１のアンテナ装置１における送信アンテナ部１２および受信アンテナ部１３は、アンテナ素子として、それぞれ一つのパッチ導体を有する構成であったが、実施の形態３のアンテナ装置１は、送信アンテナ部１２がアンテナ素子として複数のパッチ導体１２２を有し、受信アンテナ部１３がアンテナ素子として複数のパッチ導体１３２をそれぞれ有する構成である点が実施の形態１と異なり、その他は実施の形態１と同様の構成である。

　次に、実施の形態３のアンテナ装置１の動作について説明する。
　送信アンテナ部１２から送信された送信電波の一部は、遮蔽壁１４の上端部で回折して回折波となり、その一部は受信アンテナ部１３に向かい、そのまま受信アンテナ部１３に入射すると、受信アンテナ部１３が受信する受信電波に影響を与えてしまう。実施の形態１では、一つのパッチ導体１２２から放射される送信電波による回折波を、偏波変換板１５により受信アンテナ部１３が受信する受信電波と逆旋の円偏波１８１に変換したが、実施の形態３では、送信アンテナ部１２に形成された複数のパッチ導体１２２から送信電波が放射され、それぞれの送信電波が遮蔽壁１４の端部に入射する角度が異なるため、それらの送信電波による全ての回折波を、１種類の偏波変換板１５で、受信アンテナ部１３の各パッチ導体１３２が受信する全ての受信電波と完全に逆旋の円偏波１８１にすることは困難である。そのため、回折波が受信アンテナ部１３の各パッチ導体１３２に漏れこむ電波量（以後、結合量という）が、目標値を下回るように、偏波変換板１５の基板の厚さ、導体パターン１５１の線路幅、線路間隔等を調整する。この調整は、例えば、以下の目的関数を設定し、Ｓｓｕｍが改善目標値を下回るように調整を行う。

　ここで、Ｍは送信アンテナの素子数、Ｎは受信アンテナの素子数、ｍは送信アンテナ素子番号（ｍ＝１～Ｍ）、ｎは受信アンテナ素子番号（ｎ＝１～Ｎ）であり、Ｓｎｍは、ｍ番目の送信アンテナ部１２のパッチ導体１２２からｎ番目の受信アンテナ部のパッチ導体１３２への偏波合成後の結合量である。よって、Ｓｓｕｍは、各パッチ導体１２２から、各パッチ導体１３２への結合量の総和である。結合量の総和（Ｓｓｕｍ）が改善目標値（Ｓｄｅｓｉｒｅｄ）を下回るように、すなわち、Ｓｓｕｍ＜Ｓｄｅｓｉｒｅｄとなるように偏波変換板１５の各寸法値を調整することで、回折波が受信アンテナ部１３の各パッチ導体１３２に漏れこむ電波量を所望の値に制御することができる。

　以上のように、実施の形態３のアンテナ装置１は、送信アンテナ部１２および受信アンテナ部１３が、それぞれ複数のパッチ導体１２２、１３２により構成される場合において、複数の回折波が受信アンテナ部１３の各パッチ導体１３２に漏れこむ電波量が、目標値を下回るように、偏波変換板１５の各寸法値を調整することで、回折波による受信アンテナ部１３が受信する受信電波への影響を所定範囲内に抑えられ、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３とのアイソレーションを改善させることができ、アンテナ装置１の性能低下を抑制できる。

　なお、実施の形態２のように、遮蔽壁１４と送信アンテナ部１２との間に、偏波変換板１５を配置する場合において、この実施の形態３のように、送信アンテナ部１２がアンテナ素子として複数のパッチ導体を有し、受信アンテナ部１３がアンテナ素子として複数のパッチ導体をそれぞれ有する構成としても、同様に、回折波による受信アンテナ部１３が受信する受信電波への影響を所定範囲内に抑えられ、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３とのアイソレーションを改善させることができ、アンテナ装置１の性能低下を抑制できる。

実施の形態４．
　次に実施の形態４におけるアンテナ装置１について説明する。図６は、実施の形態４におけるアンテナ装置１の構成を示す側面図、図７は、実施の形態４におけるアンテナ装置１の遮蔽壁１４を上から見た上面図である。遮蔽壁１４が表面に複数のチョーク溝１４１を有する構成である点が実施の形態１と異なり、その他の構成は実施の形態１と同様である。各チョーク溝１４１は、遮蔽壁１４の表面に、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３の配列方向と交差する方向に延在し、送信電波の波長の１/４波長に相当する深さを有し、Ｙ軸方向に沿って設けられた溝である。

　次に、実施の形態４のアンテナ装置１の動作について説明する。送信アンテナ部１２から送信された送信電波の一部は、遮蔽壁１４に到達し、チョーク溝１４１に入り込んだ送信電波はチョーク溝１４１溝の底で反射し、チョーク溝１４１から再び出る際に１／２波長遅れることになる。つまり、チョーク溝１４１を通過した電波は位相が１８０°反転するため、チョーク溝１４１を通過しなかった送信電波と逆位相となり、両者が打ち消しあう。このように遮蔽壁１４に当たる送信電波は電力が低減されるため、遮蔽壁１４の上端部で回折する送信電波も、遮蔽壁１４の上面に設けられたチョーク溝１４１の作用により電力が低下する。このように電力が低下し、受信アンテナ部１３に向かう回折波は、さらに偏波変換板１５で逆旋の円偏波成分となる。

　以上のように、実施の形態４のアンテナ装置１は、遮蔽壁１４に回折波の波長の１/４波長に相当する深さを有する複数のチョーク溝１４１と、偏波変換板１５とを設けたので、偏波変換板１５で逆旋の円偏波成分に変換する回折波の電力が、実施の形態１と比べてさらに低下するため、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３とのアイソレーションを改善させることができ、アンテナ装置１の性能低下を抑制できる。

実施の形態５．
　次に、実施の形態５におけるアンテナ装置１について説明する。図８は、実施の形態５におけるアンテナ装置１の構成を示す側面図、図９は、実施の形態５におけるアンテナ装置１の遮蔽壁１４を上から見た上面図である。遮蔽壁１４が、遮蔽壁基板１４０と、この遮蔽壁基板１４０の表面に設けられ、Ｙ軸方向に延在する複数の誘電体基板１４２と、この誘電体基板１４２に支持された複数のアンテナ素子１４３とで構成されている点が実施の形態１と異なり、その他の構成は実施の形態１と同様である。
　アンテナ素子１４３は、例えばモノポールアンテナ素子で構成されるが、モノポールアンテナのほか、ダイポールアンテナ素子、あるいはパッチアンテナ素子、あるいはそれらを組み合わせて構成してもよい。アンテナ素子１４３は、それぞれ終端回路（図示せず）に接続されている。

　次に、実施の形態５のアンテナ装置１の動作について説明する。このアンテナ装置１の場合、送信アンテナ部１２から送信された送信電波の一部は、遮蔽壁１４に到達し、アンテナ素子１４３により吸収されるため、遮蔽壁１４の上端部で回折する送信電波も、遮蔽壁１４の上面に設けられたアンテナ素子１４３により吸収され、電力が低下する。このように電力が低下し、受信アンテナ部１３に向かう回折波は、さらに偏波変換板１５で逆旋の円偏波成分となる。

　以上のように、実施の形態５のアンテナ装置１は、遮蔽壁１４を複数の誘電体基板１４２と複数のアンテナ素子１４３とを有する構成としたので、偏波変換板１５で逆旋の円偏波成分に変換する回折波の電力が、実施の形態１と比べてさらに低下するため、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３とのアイソレーションを改善させることができ、アンテナ装置１の性能低下を抑制できる。

　なお、実施の形態２のように、遮蔽壁１４と送信アンテナ部１２との間に、偏波変換板１５を配置する場合において、この実施の形態５のように遮蔽壁１４を複数の誘電体基板１４２と複数のアンテナ素子１４３とを有する構成としてよい。この場合も、同様に、回折波による受信アンテナ部１３が受信する受信電波への影響を所定範囲内に抑えられ、送信アンテナ部１２と受信アンテナ部１３とのアイソレーションを改善させることができ、アンテナ装置１の性能低下を抑制できる。

　上記の全ての実施の形態において、送信アンテナ部１２、及び受信アンテナ部１３に備えるアンテナ素子を、パッチアンテナとして機能するパッチ導体１２２で構成したものを示したが、送信アンテナ部１２、受信アンテナ部１３に備えるアンテナ素子は、電波の送受信ができる素子であれば、パッチアンテナのほかに、ヘリカルアンテナやスパイラルアンテナで構成してもよい。

　また、上記の全ての実施の形態において、偏波変換板１５を、インダクタンス成分、キャパシタンス成分の作用を大きくするために、単層のプリント基板を複数枚重ねて多層とした、多層基板のグリッドラインポラライザで構成してもよい。
　さらに、偏波変換板１５の導体パターン１５１の形状は、上記実施の形態で示した形状に限られず、所望の偏波変換を行う機能を有するように構成すればよく、例えば、製造条件などの制約によりＣ型素子形状やダイポール素子形状、あるいは、より広帯域な特性を有するメアンダライン形状を用いて構成してもよい。
　また、遮蔽壁１４は、Ｘ－Ｚ平面における断面形状が四角形となる構成の場合を説明したが、遮蔽壁１４の形状はこれに限られず、断面形状が三角形、台形の構成としてもよい。

１　アンテナ装置、１１　ベースプレート、１２　送信アンテナ部、１３　受信アンテナ部、１４　遮蔽壁、１５　偏波変換板、１２１　誘電体基板、１２２　パッチ導体、１２３　垂直偏波送信給電点、１２４　水平偏波送信給電点、１２５　送信部、１３１　誘電体基板、１３２　パッチ導体１３２、１３３　垂直偏波受信給電点、１３４　水平偏波受信給電点、１３５　受信部、１４０　遮蔽壁基板、１４１　チョーク溝、１４２　誘電体基板、１４３　アンテナ素子、１５１　導体パターン、１６１　円偏波、１７１　垂直偏波、１８１円偏波、２０１　円偏波、２０２　水平偏波、２０３　水平偏波、２０４　水平偏波、２０５　回折波

Claims

円偏波の送信電波を送信する送信アンテナ部と、
円偏波の受信電波を受信する受信アンテナ部と、
前記送信アンテナ部と前記受信アンテナ部との間に設けられ、前記送信アンテナ部から前記受信アンテナ部に向かって送信される前記送信電波を遮断する遮蔽壁と、
前記遮蔽壁と前記受信アンテナ部との間に設けられ、前記送信電波のうち前記遮蔽壁と直交する偏波面を有する垂直偏波成分を前記受信アンテナ部が受信する前記受信電波と異なる旋回方向を有する円偏波に変換する偏波変換部と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
円偏波の送信電波を送信する送信アンテナ部と、
円偏波の受信電波を受信する受信アンテナ部と、
前記送信アンテナ部と前記受信アンテナ部との間に設けられ、前記送信アンテナ部から前記受信アンテナ部に向かって送信される前記送信電波を遮断する遮蔽壁と、
前記送信アンテナ部と前記遮蔽壁との間に設けられ、前記送信電波の円偏波を前記遮蔽壁と平行する偏波面を有する水平偏波に変換する偏波変換部と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
前記送信アンテナ部と前記受信アンテナ部はそれぞれ複数のアンテナ素子を備え、
前記偏波変換部は、前記送信アンテナ部に備えられた前記複数のアンテナ素子から送信される送信電波が前記受信アンテナ部に備えられた前記複数のアンテナ素子に漏れこむ電波量の総和が設定された値を下回るように構成されたこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
前記遮蔽壁の表面に、前記送信アンテナ部と前記受信アンテナ部の配列方向と交差する方向に延在し、前記送信電波の波長の１/４波長に相当する深さを有するチョーク溝を設けたこと
を特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のアンテナ装置。
前記遮蔽壁は、誘電体基板と、前記誘電体基板に支持され、前記送信電波を受信するアンテナ素子とを有すること
を特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のアンテナ装置。