JPH0120802B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0120802B2 JPH0120802B2 JP17560981A JP17560981A JPH0120802B2 JP H0120802 B2 JPH0120802 B2 JP H0120802B2 JP 17560981 A JP17560981 A JP 17560981A JP 17560981 A JP17560981 A JP 17560981A JP H0120802 B2 JPH0120802 B2 JP H0120802B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- line
- center
- microstrip
- radiating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/065—Patch antenna array
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、簡易で薄形な構造を有し、円錐ビー
ムを放射するアンテナに関するものである。
ムを放射するアンテナに関するものである。
第１図は、円錐ビームアンテナの用途を示すた
めの図である。
めの図である。
１は船舶、２はアンテナ、３はアンテナの円錐
ビームの電界強度の等しい点を結んだ線、４は静
止衛星、５は鉛直軸、６は主ビーム方向を示す線
である。
ビームの電界強度の等しい点を結んだ線、４は静
止衛星、５は鉛直軸、６は主ビーム方向を示す線
である。
船舶と衛星の間で通信を行なう場合、船舶の移
動や向きにかかわらず、無追尾の状態で通信を可
能にするには、アンテナのビームパターンは、そ
の主ビームが第１図に示すように鉛直軸５に対
し、アンテナから衛星を臨む方向の線を母線とす
る円錐形に近い形をしていればよい。これを円錐
ビームと呼んでいる。
動や向きにかかわらず、無追尾の状態で通信を可
能にするには、アンテナのビームパターンは、そ
の主ビームが第１図に示すように鉛直軸５に対
し、アンテナから衛星を臨む方向の線を母線とす
る円錐形に近い形をしていればよい。これを円錐
ビームと呼んでいる。
従来、この円錐ビームを有する円偏波アンテナ
としては、第２図に示すようなクロスダイポール
アレーアンテナがあつた。
としては、第２図に示すようなクロスダイポール
アレーアンテナがあつた。
３はアンテナの円錐ビームの電界強度の等しい
点を結んだ線、５は鉛直軸、６は主ビーム方向を
示す線、７はクロスダイポール、８は給電線であ
る。しかし、構造が立体的になり、アンテナ高が
大きくなるとともに、給電のための同軸線路長が
異なることから、給電が複雑となる欠点があつ
た。
点を結んだ線、５は鉛直軸、６は主ビーム方向を
示す線、７はクロスダイポール、８は給電線であ
る。しかし、構造が立体的になり、アンテナ高が
大きくなるとともに、給電のための同軸線路長が
異なることから、給電が複雑となる欠点があつ
た。
本発明は、これらの欠点を除去するために、マ
イクロストリツプアンテナを用いて、円錐ビーム
を有する円形配列アレーアンテナを構成すること
により、平面的なアンテナとし、かつマイクロス
トリツプ線路を用いた給電回路との整合性を良く
したもので、以下図面について詳細に説明する。
イクロストリツプアンテナを用いて、円錐ビーム
を有する円形配列アレーアンテナを構成すること
により、平面的なアンテナとし、かつマイクロス
トリツプ線路を用いた給電回路との整合性を良く
したもので、以下図面について詳細に説明する。
第３図は本発明の一実施例であり、６素子の１
点給電円偏波マイクロストリツプを用いた場合を
示している。
点給電円偏波マイクロストリツプを用いた場合を
示している。
９は放射素子を構成する金属板、１０は誘電
体、１１は金属基板、１２は中心のアースピン、
１３は給電ピン、１４はマイクロストリツプ給電
線路、１５は同軸線路である。本実施例のような
放射素子の場合には、その中心点を必ずしもアー
スする必要は無いが、その場合であつても、実効
的にはアース点として動作する。
体、１１は金属基板、１２は中心のアースピン、
１３は給電ピン、１４はマイクロストリツプ給電
線路、１５は同軸線路である。本実施例のような
放射素子の場合には、その中心点を必ずしもアー
スする必要は無いが、その場合であつても、実効
的にはアース点として動作する。
１４のマイクロストリツプ給電線路は放射素子
金属板９の円形配列の中心から各方向に分かれる
ことにより電力分配回路を形成している。電力分
配回路には、通常放射素子との整合性が良好な点
からマイクロストリツプ線路が用いられる。この
電力分配器を簡易なものとするために本実施例で
は、中心のアースピン１２と給電ピン１３と給電
用マイクロストリツプ線路の向きとの相対位置関
係が全く同一のものが一個の円周に沿つて60度の
角度間隔をおいて配列されている。このように配
列すれば、各放射素子に対する励振は同振幅・同
位相でよいので、各放射素子に対する電力分配は
円形配列の中心から６方に延びる等長のマイクロ
ストリツプ線路からなる電力分配器でよく、設計
が容易な点ですぐれている。
金属板９の円形配列の中心から各方向に分かれる
ことにより電力分配回路を形成している。電力分
配回路には、通常放射素子との整合性が良好な点
からマイクロストリツプ線路が用いられる。この
電力分配器を簡易なものとするために本実施例で
は、中心のアースピン１２と給電ピン１３と給電
用マイクロストリツプ線路の向きとの相対位置関
係が全く同一のものが一個の円周に沿つて60度の
角度間隔をおいて配列されている。このように配
列すれば、各放射素子に対する励振は同振幅・同
位相でよいので、各放射素子に対する電力分配は
円形配列の中心から６方に延びる等長のマイクロ
ストリツプ線路からなる電力分配器でよく、設計
が容易な点ですぐれている。
以上のような、放射素子の配列で同軸線路１５
から給電すると、互いに向い合つた２個の放射素
子から放射される電磁界の、円形配列の中心を通
る鉛直軸上でのベクトルの向きが、互いに丁度逆
向きとなるため、そこでの電磁界は相殺されて円
錐ビームが得られる。
から給電すると、互いに向い合つた２個の放射素
子から放射される電磁界の、円形配列の中心を通
る鉛直軸上でのベクトルの向きが、互いに丁度逆
向きとなるため、そこでの電磁界は相殺されて円
錐ビームが得られる。
これは、鉛直軸をはさんで向い合つている素子
は、空間に対しては丁度逆向きに並べたと同じこ
とになり、そのために鉛直軸上の電磁界ベクトル
が逆向きになるのであつて、あたかも同じ向きに
並べた二つの放射素子を互いに逆相励振した場合
に、両素子から等距離の点の電磁界ベクトルが、
逆向きとなつて相殺されるのと同じことである。
は、空間に対しては丁度逆向きに並べたと同じこ
とになり、そのために鉛直軸上の電磁界ベクトル
が逆向きになるのであつて、あたかも同じ向きに
並べた二つの放射素子を互いに逆相励振した場合
に、両素子から等距離の点の電磁界ベクトルが、
逆向きとなつて相殺されるのと同じことである。
第３図においては、１点給電で円偏波ビームが
得られるマイクロストリツプ素子（金属板９が楕
円形）を用いた例を示したが、金属板９として、
円形、正方形等のものを用いた場合に、円偏波を
得ようとするには、ベクトル方向が90゜異なり、
励振位相が90゜シフトしている２つの電磁界の合
成が必要なため二点給電が必要となる。
得られるマイクロストリツプ素子（金属板９が楕
円形）を用いた例を示したが、金属板９として、
円形、正方形等のものを用いた場合に、円偏波を
得ようとするには、ベクトル方向が90゜異なり、
励振位相が90゜シフトしている２つの電磁界の合
成が必要なため二点給電が必要となる。
第３図の例を基にして説明すれば、中心のアー
スピン１２から給電ピン１３をのぞんでそこから
90゜まわつた位置にもう一つの給電点を設けるこ
とにより電磁界ベクトルの90゜異なつたものが得
られ、次に第１の給電点から第２の給電点に給電
する回路の途中に90゜位相差回路を設ければ、励
振位相が90゜異つた励振ができ、結果として一点
給電の場合と同様の円偏波ビームが得られる。
スピン１２から給電ピン１３をのぞんでそこから
90゜まわつた位置にもう一つの給電点を設けるこ
とにより電磁界ベクトルの90゜異なつたものが得
られ、次に第１の給電点から第２の給電点に給電
する回路の途中に90゜位相差回路を設ければ、励
振位相が90゜異つた励振ができ、結果として一点
給電の場合と同様の円偏波ビームが得られる。
また、放射素子を構成する金属板として、第４
図に示すような二重構造のものにすると金属板９
の共振周波数と金属板９′の共振周波数を異なつ
た周波数に選定することができるので、比較的近
接した二周波数を選定することにより、単一周波
数のみの場合に比べ周波数帯域を広帯域化するこ
とができ、また、或る程度離隔した二周波数を選
定することにより、いずれの周波数でも使用でき
る二周波数共用化が図れ、衛星通信における実際
の使用帯域に関する条件を満たすことができる。
図に示すような二重構造のものにすると金属板９
の共振周波数と金属板９′の共振周波数を異なつ
た周波数に選定することができるので、比較的近
接した二周波数を選定することにより、単一周波
数のみの場合に比べ周波数帯域を広帯域化するこ
とができ、また、或る程度離隔した二周波数を選
定することにより、いずれの周波数でも使用でき
る二周波数共用化が図れ、衛星通信における実際
の使用帯域に関する条件を満たすことができる。
第３図においては、金属板の裏面から給電する
場合を示しているが、他に、金属板と同じ面から
マイクロストリツプ線路を用いて直接給電する方
法や、金属板と同じ面にマイクロストリツプ線路
を設けて容量結合させるなどの給電方法を用いて
も同じ効果が得られる。
場合を示しているが、他に、金属板と同じ面から
マイクロストリツプ線路を用いて直接給電する方
法や、金属板と同じ面にマイクロストリツプ線路
を設けて容量結合させるなどの給電方法を用いて
も同じ効果が得られる。
なお、円錐ビームのビーム方向および利得は円
形配列の円の半径で決まり、また、円錐ビームの
周方向の一様性は円形配列素子の素子数で決定さ
れる。
形配列の円の半径で決まり、また、円錐ビームの
周方向の一様性は円形配列素子の素子数で決定さ
れる。
第５図に、第３図で示した実施例を試作して得
られた放射特性の実測結果を示す。放射素子は、
６素子の楕円形マイクロストリツプアンテナであ
り、周波数は2.64GHz、円形配列の円の半径は
0.4λ0（λ0：自由空間波長）である。図において円
錐ビームの得られていることが明らかである。
られた放射特性の実測結果を示す。放射素子は、
６素子の楕円形マイクロストリツプアンテナであ
り、周波数は2.64GHz、円形配列の円の半径は
0.4λ0（λ0：自由空間波長）である。図において円
錐ビームの得られていることが明らかである。
第６図は本発明特許請求の範囲第２項記載の一
実施例であり、12素子の１点給電円偏波マイクロ
ストリツプを用いた場合を示している。９は金属
板、１０は誘電体、１１は金属基板、１２は中心
のアースピン、１３は給電ピン、１４はマイクロ
ストリツプ給電線路、１５は同軸線路である。
実施例であり、12素子の１点給電円偏波マイクロ
ストリツプを用いた場合を示している。９は金属
板、１０は誘電体、１１は金属基板、１２は中心
のアースピン、１３は給電ピン、１４はマイクロ
ストリツプ給電線路、１５は同軸線路である。
本アンテナは、第３図に示す実施例と同様に向
い合つて給電されている２個１組の金属板とマイ
クロストリツプ給電線路は、円形配列の中心に対
して同一の相対的位置関係をもちながら60度の角
度間隔で配置されている。
い合つて給電されている２個１組の金属板とマイ
クロストリツプ給電線路は、円形配列の中心に対
して同一の相対的位置関係をもちながら60度の角
度間隔で配置されている。
この結果、電力分配器は、同振幅、同位相で給
電すればよく、第３図の場合と同様に設計が容易
である。また向い合つて給電されている金属板の
位置関係は、両者の中間点を中心とする点対称と
なるような位置関係となつている。
電すればよく、第３図の場合と同様に設計が容易
である。また向い合つて給電されている金属板の
位置関係は、両者の中間点を中心とする点対称と
なるような位置関係となつている。
そして、全体としては第３図の例と同様に、ブ
ロードサイド方向の放射電界は相殺され円錐ビー
ムが得られる。
ロードサイド方向の放射電界は相殺され円錐ビー
ムが得られる。
本アンテナは、第３図の例に比べ、給電回路が
多少複雑にはなるが、素子の数が多い分だけパタ
ーン成形の自由度が高い利点を有している。
多少複雑にはなるが、素子の数が多い分だけパタ
ーン成形の自由度が高い利点を有している。
以上、円偏波で用いる場合について説明した
が、放射素子として、直線偏波を放射する形状の
もの（例えば、第３図において金属板９を円形と
すればよい）を用いれば、以上説明して来た構成
で直線偏波の円錐ビームを得ることができる。
が、放射素子として、直線偏波を放射する形状の
もの（例えば、第３図において金属板９を円形と
すればよい）を用いれば、以上説明して来た構成
で直線偏波の円錐ビームを得ることができる。
以上説明したように、マイクロストリツプアン
テナを用いて、相向いあう素子が逆相となるよう
な円形配列アレーを構成することにより、マイク
ロストリツプ線路を用いた給電回路と整合性のよ
い平面的な円錐ビームアンテナが構成できる利点
がある。
テナを用いて、相向いあう素子が逆相となるよう
な円形配列アレーを構成することにより、マイク
ロストリツプ線路を用いた給電回路と整合性のよ
い平面的な円錐ビームアンテナが構成できる利点
がある。
第１図は円錐ビームアンテナの用途の説明図、
第２図は従来の円錐ビームを有する円偏波アンテ
ナの構成例、第３図は、本発明の一実施例、第４
図は本発明に用いる素子の他の例で、ａ図はその
平面図であり、ｂ図はａ図のＡ−A′断面を示す。
第５図は試作例の実測特性、第６図は、本発明の
他の実施例をそれぞれ示す。 １……船舶、２……アンテナ、３……アンテナ
の円錐ビームの電界強度の等しい点を結んだ線、
４……静止衛星、５……鉛直軸、６……主ビーム
方向を示す線、７……クロスダイポール、８……
給電線、９，９′……放射素子を構成する金属板、
１０，１０′……誘電体、１１……金属基板、１
２……中心のアースピン、１３……給電ピン、１
４……マイクロストリツプ給電線路、１５……同
軸線路。
第２図は従来の円錐ビームを有する円偏波アンテ
ナの構成例、第３図は、本発明の一実施例、第４
図は本発明に用いる素子の他の例で、ａ図はその
平面図であり、ｂ図はａ図のＡ−A′断面を示す。
第５図は試作例の実測特性、第６図は、本発明の
他の実施例をそれぞれ示す。 １……船舶、２……アンテナ、３……アンテナ
の円錐ビームの電界強度の等しい点を結んだ線、
４……静止衛星、５……鉛直軸、６……主ビーム
方向を示す線、７……クロスダイポール、８……
給電線、９，９′……放射素子を構成する金属板、
１０，１０′……誘電体、１１……金属基板、１
２……中心のアースピン、１３……給電ピン、１
４……マイクロストリツプ給電線路、１５……同
軸線路。
Claims (1)
- １ 誘電体板と、該誘電体板の一方の面に配置さ
れた金属基板と、該誘電体板の他方の面に円形状
に配列された複数個の金属板とを備えた円形配列
マイクロストリツプアレ−アンテナにおいて、円
形状に配列された金属板によつて構成される各放
射素子の内、円形配列の中心を通る直線上にあつ
て対向する放射素子ごとに中心点と給電点を該円
形配列の中心に対して対称的となる位置に設ける
と共に、各放射素子の給電点に接続される等しい
長さの給電分配線路を設けたことを特徴とする円
錐ビームアレ−アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17560981A JPS5877306A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 円錐ビ−ムアレ−アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17560981A JPS5877306A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 円錐ビ−ムアレ−アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877306A JPS5877306A (ja) | 1983-05-10 |
| JPH0120802B2 true JPH0120802B2 (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=15999080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17560981A Granted JPS5877306A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 円錐ビ−ムアレ−アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5877306A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009055613A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Mti Co Ltd | 無線中継機アンテナ用複合素子及びこれを利用したダイポールアレイ円偏波アンテナ |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0770904B2 (ja) * | 1984-12-26 | 1995-07-31 | 株式会社東芝 | 円偏波アレイアンテナ |
| JPS62216409A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-24 | Aisin Seiki Co Ltd | アンテナ装置 |
| JPS63184407A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-29 | Nec Corp | 円錐ビ−ムアンテナ |
| JPS63204926A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ダイバ−シチ受信方式 |
| JP2761195B2 (ja) * | 1995-03-23 | 1998-06-04 | 株式会社豊田中央研究所 | 環状マイクロストリップアンテナ素子及びラジアルラインアンテナ装置 |
| JP2000188511A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Toa Corp | マイクロストリップアンテナ |
| JP2004343402A (ja) * | 2003-05-15 | 2004-12-02 | Nippon Antenna Co Ltd | アンテナ装置 |
| KR100646850B1 (ko) | 2004-07-13 | 2006-11-23 | 한국전자통신연구원 | 구형 빔 패턴을 갖는 평면 배열 안테나 |
| JP2020043515A (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 株式会社東芝 | アンテナおよびアンテナ装置 |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP17560981A patent/JPS5877306A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009055613A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Mti Co Ltd | 無線中継機アンテナ用複合素子及びこれを利用したダイポールアレイ円偏波アンテナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5877306A (ja) | 1983-05-10 |
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