JPH02180408A - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JPH02180408A JPH02180408A JP33460888A JP33460888A JPH02180408A JP H02180408 A JPH02180408 A JP H02180408A JP 33460888 A JP33460888 A JP 33460888A JP 33460888 A JP33460888 A JP 33460888A JP H02180408 A JPH02180408 A JP H02180408A
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- polarized wave
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- linearly polarized
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Links
- 230000036544 posture Effects 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000003491 array Methods 0.000 description 11
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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。
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、マイクロウェーブ用の指向性平面アンテナ
、特に衛星放送受信用の円偏波マイクロストリップパッ
チアンテナに関する。
、特に衛星放送受信用の円偏波マイクロストリップパッ
チアンテナに関する。
〈従来の技術〉
第４図に示すような各種の形状の直線偏波パッチアンテ
ナ素子の多数を、平面誘電体基板上に配列した平面アン
テナが、マイクロストリップパッチアンテナとして知ら
れている。同図中の矢印は、素子の方向、即ち物理的姿
勢を示すものである。
ナ素子の多数を、平面誘電体基板上に配列した平面アン
テナが、マイクロストリップパッチアンテナとして知ら
れている。同図中の矢印は、素子の方向、即ち物理的姿
勢を示すものである。
第５図に示すように、これらの直線偏波パッチアンテナ
素子ｌ及び２は、２個づってベア３を形成する。ベア３
内においては、素子ｌと２とは物理的姿勢を９０°異に
し、ベアの出力点Ｐに、線路長が４分の１波長異なる線
路４及び５によって接続されている。
素子ｌ及び２は、２個づってベア３を形成する。ベア３
内においては、素子ｌと２とは物理的姿勢を９０°異に
し、ベアの出力点Ｐに、線路長が４分の１波長異なる線
路４及び５によって接続されている。
第６図に示すように、２ｇの同形ベア３．３′は、共通
の出力点Ｑに、等長の線路６，６′・によって接続され
、サブアレイ７または８を構成する。各サブアレイ内に
おいては、各直線偏波パッチアンテナ素子は４辺形の頂
点上に位置し、素子ｌと １′は同姿勢、素子２、２′
は同姿勢である。そして、サブアレイ８は、サブアレイ
７の姿勢を１８０°回転したものである。
の出力点Ｑに、等長の線路６，６′・によって接続され
、サブアレイ７または８を構成する。各サブアレイ内に
おいては、各直線偏波パッチアンテナ素子は４辺形の頂
点上に位置し、素子ｌと １′は同姿勢、素子２、２′
は同姿勢である。そして、サブアレイ８は、サブアレイ
７の姿勢を１８０°回転したものである。
２個のサブアレイ７と２個のサブアレイ８とは、第７図
Ｃａ）のように組合せられて、１６素子アレイ９を構成
する。４個の１６素子は第７図（ｂ）のように組合せら
れて６４素子アレイ１０を構成し、更に４個の６４素子
アレイｌＯは第７図（ｃ）のように組合せられて、２５
６素子アレイを構成する。このようにして、平面アンテ
ナ全体では、多数のアレイか、順に上位のアレイを構成
するように結合されて、最終的には１つの出力端に結合
される。
Ｃａ）のように組合せられて、１６素子アレイ９を構成
する。４個の１６素子は第７図（ｂ）のように組合せら
れて６４素子アレイ１０を構成し、更に４個の６４素子
アレイｌＯは第７図（ｃ）のように組合せられて、２５
６素子アレイを構成する。このようにして、平面アンテ
ナ全体では、多数のアレイか、順に上位のアレイを構成
するように結合されて、最終的には１つの出力端に結合
される。
〈発明が解決しようとする課題〉
上述のアンテナにおける各ベア３は、各直線偏波パッチ
アンテナ素子ｌ及び２の物理的姿勢の違いと、素子から
出力点Ｐに至る線路長の違いとによって、出力点Ｐにお
いて円偏波か合成されるように構成されているが、正確
に円偏波が合成されるのは受信周波数がアンテナの中心
周波数ｆｏの場合に限られ、受信周波数かｆＯから外れ
ると、次第に楕円偏波か合成されるようになる。この傾
向は、２つのベア３、３′を組合せてサブアレイ７．８
を構成させても、各サブアレイ内では２つのベアか同姿
勢であるために改善されない。また、４個のサブアレイ
を組合せてアレイ９を構成させる際も、サブアレイ７．
７と８．８とは姿勢か１８０’違うだけであるから、上
述の傾向は改善されない。そのために軸比特性か悪く、
アンテナの動作帯域幅を拡げることかできない欠点があ
った。
アンテナ素子ｌ及び２の物理的姿勢の違いと、素子から
出力点Ｐに至る線路長の違いとによって、出力点Ｐにお
いて円偏波か合成されるように構成されているが、正確
に円偏波が合成されるのは受信周波数がアンテナの中心
周波数ｆｏの場合に限られ、受信周波数かｆＯから外れ
ると、次第に楕円偏波か合成されるようになる。この傾
向は、２つのベア３、３′を組合せてサブアレイ７．８
を構成させても、各サブアレイ内では２つのベアか同姿
勢であるために改善されない。また、４個のサブアレイ
を組合せてアレイ９を構成させる際も、サブアレイ７．
７と８．８とは姿勢か１８０’違うだけであるから、上
述の傾向は改善されない。そのために軸比特性か悪く、
アンテナの動作帯域幅を拡げることかできない欠点があ
った。
く課題を解決するための手段〉
この発明は、上述のような従来の平面アンテナの軸比特
性を改善するために、４個の直線偏波パッチアンテナ素
子によりサブアレイを構成させるに際し、各直線偏波パ
ッチアンテナ素子の物理的姿勢を順に９０″づつ異なら
せ、かつこれら直線偏波パッチアンテナ素子から当該サ
ブアレイの出力点に至る線路の長さを順に４分の１波長
づつ異ならせたものである。
性を改善するために、４個の直線偏波パッチアンテナ素
子によりサブアレイを構成させるに際し、各直線偏波パ
ッチアンテナ素子の物理的姿勢を順に９０″づつ異なら
せ、かつこれら直線偏波パッチアンテナ素子から当該サ
ブアレイの出力点に至る線路の長さを順に４分の１波長
づつ異ならせたものである。
望ましい実施態様においては、この発明によるサブアレ
イは、第１及び第２の直線偏波パッチアンテナ素子で構
成される第１のベアと、第３及び第４の直線偏波パッチ
アンテナ素子で構成される第２のベアとからなり、第１
及び第４の直線偏波パッチアンテナ素子は隣接関係ｌに
あり、第２及び第３の直線偏波パッチアンテナ素子も隣
接関係にある。第２の直線偏波パッチアンテナ素子から
第１のベアの出力点に至る線路長は、第１の直線偏波パ
ッチアンテナ素子から同出力点に至る線路長よりも４分
の１波長だけ長く、同様に第４の直線偏波パッチアンテ
ナ素子から第２のベアの出力点に至る線路長は、第３の
直線偏波パッチアンテナ素子から同出力点に至る線路長
よりも４分の１波長だけ長い、そして、第１のベアの出
力点からアレイの出力点に至る線路長と、第２のベアの
出力点からアレイの出力点に至る線路長とは、２分の１
波長だけ相違する。
イは、第１及び第２の直線偏波パッチアンテナ素子で構
成される第１のベアと、第３及び第４の直線偏波パッチ
アンテナ素子で構成される第２のベアとからなり、第１
及び第４の直線偏波パッチアンテナ素子は隣接関係ｌに
あり、第２及び第３の直線偏波パッチアンテナ素子も隣
接関係にある。第２の直線偏波パッチアンテナ素子から
第１のベアの出力点に至る線路長は、第１の直線偏波パ
ッチアンテナ素子から同出力点に至る線路長よりも４分
の１波長だけ長く、同様に第４の直線偏波パッチアンテ
ナ素子から第２のベアの出力点に至る線路長は、第３の
直線偏波パッチアンテナ素子から同出力点に至る線路長
よりも４分の１波長だけ長い、そして、第１のベアの出
力点からアレイの出力点に至る線路長と、第２のベアの
出力点からアレイの出力点に至る線路長とは、２分の１
波長だけ相違する。
〈作 用〉
この発明においては、４個の直線偏波パッチアンテナ素
子の電波が、同相でアレイの出力点て合成される。受信
周波数かアンテナの中心層波数ｆ。
子の電波が、同相でアレイの出力点て合成される。受信
周波数かアンテナの中心層波数ｆ。
から外れて、各ベアか楕円偏波を合成するようになった
場合、第２のベアで合成される楕円偏波の方向は、第１
のベアで合成される楕円偏波と１８０’異なる。しかし
、これらベアの他に、第２と第３のアンテナ素子によっ
て合成される楕円偏波の方向は、第１のベアが合成する
楕円偏波に較べて９０°異なり、第４と第１のアンテナ
素子によって合成される楕円偏波の方向は、第１のベア
が合成する楕円偏波に較べて２７０°異なる。その結果
、アレイの出力点では、これらの方向を異にする楕円偏
波の合成によって、円偏波を生ずる。
場合、第２のベアで合成される楕円偏波の方向は、第１
のベアで合成される楕円偏波と１８０’異なる。しかし
、これらベアの他に、第２と第３のアンテナ素子によっ
て合成される楕円偏波の方向は、第１のベアが合成する
楕円偏波に較べて９０°異なり、第４と第１のアンテナ
素子によって合成される楕円偏波の方向は、第１のベア
が合成する楕円偏波に較べて２７０°異なる。その結果
、アレイの出力点では、これらの方向を異にする楕円偏
波の合成によって、円偏波を生ずる。
従って、円偏波の受信が可能な帯域幅が大幅に拡大され
る。
る。
〈実 施 例〉
第１図において、直線偏波パッチアンテナ素子１１、１
２．１３．１４は物理的姿勢を順に９０°づつ変えて、
正方形状にに配置されている。アンテナ素子１１と１２
とはベアを構成し、ベアの出力点Ｐに、アンテナ素子１
１は線路１５によって接続され、アンテナ素子１２は線
路１５よりも４分の１波長だけ長い線路１６によって接
続されている。同様に、アンテナ素子１３と１４とはベ
アを構成し、ベアの出力点Ｐ′に、アンテナ素子１３は
線路１５と同じ長さの線路１７により、アンテナ素子１
４は線路１６と同じ長さの線路１８によって、それぞれ
接続されている。そして、一方のベアの出力点Ｐは線路
１９によりアレイの出力点Ｑに、他方のベアの出力点Ｐ
″は線路１９よりも半波長だけ長い線路２０によりアレ
イの出力点Ｑに、それぞれ接続されている。２１は、出
力点Ｑに接続された出力線路である。
２．１３．１４は物理的姿勢を順に９０°づつ変えて、
正方形状にに配置されている。アンテナ素子１１と１２
とはベアを構成し、ベアの出力点Ｐに、アンテナ素子１
１は線路１５によって接続され、アンテナ素子１２は線
路１５よりも４分の１波長だけ長い線路１６によって接
続されている。同様に、アンテナ素子１３と１４とはベ
アを構成し、ベアの出力点Ｐ′に、アンテナ素子１３は
線路１５と同じ長さの線路１７により、アンテナ素子１
４は線路１６と同じ長さの線路１８によって、それぞれ
接続されている。そして、一方のベアの出力点Ｐは線路
１９によりアレイの出力点Ｑに、他方のベアの出力点Ｐ
″は線路１９よりも半波長だけ長い線路２０によりアレ
イの出力点Ｑに、それぞれ接続されている。２１は、出
力点Ｑに接続された出力線路である。
第２図は第１図の実施例の変形を示し、各アンテナ素子
１１．１２．１３．１４の姿勢が第１図示の実施例とは
４５°異なるが、各アンテナ素子の物理的姿勢が順に９
０°相違している点、線路１５及び１７に較べて線路１
６及び１８が４分の１波長だけ長い点、及び線路１９に
較べて線路２０が２分の１波長だけ長い点については同
じである。
１１．１２．１３．１４の姿勢が第１図示の実施例とは
４５°異なるが、各アンテナ素子の物理的姿勢が順に９
０°相違している点、線路１５及び１７に較べて線路１
６及び１８が４分の１波長だけ長い点、及び線路１９に
較べて線路２０が２分の１波長だけ長い点については同
じである。
第３図は、第２図に示した４素子アレイを４個で構成し
た１６素子アレイを示す、４素子アレイ２２ａ 、 ２
２ｂ 、 ２２ｃ 、 ２２ｄは物理的姿勢が順に９０
゜づつ異なっている。４素子アレイ２２ａ及び２２ｂの
出力点Ｑａ及びＱｂは、それぞれ線路２３及び２４によ
って結合点Ｒに接続され、４素子アレイ２２ｃ及び２２
ｄの出力点Ｑｃ及びＱｄは、それぞれ線路２５及び２６
によって結合点Ｒ′に接続されている。結合点Ｒ及びＲ
′は、それぞれ線路２７及び２８によって、１６素子ア
レイの出力点Ｓに接続されている。ここで、線路２３と
２５とは等長であり、線路２４及び２６は線路２３．２
５よりも４分の１波長だけ長い。また、線路２８は線路
２７よりも２分の１波長だけ長い。
た１６素子アレイを示す、４素子アレイ２２ａ 、 ２
２ｂ 、 ２２ｃ 、 ２２ｄは物理的姿勢が順に９０
゜づつ異なっている。４素子アレイ２２ａ及び２２ｂの
出力点Ｑａ及びＱｂは、それぞれ線路２３及び２４によ
って結合点Ｒに接続され、４素子アレイ２２ｃ及び２２
ｄの出力点Ｑｃ及びＱｄは、それぞれ線路２５及び２６
によって結合点Ｒ′に接続されている。結合点Ｒ及びＲ
′は、それぞれ線路２７及び２８によって、１６素子ア
レイの出力点Ｓに接続されている。ここで、線路２３と
２５とは等長であり、線路２４及び２６は線路２３．２
５よりも４分の１波長だけ長い。また、線路２８は線路
２７よりも２分の１波長だけ長い。
第８図は、第３図に示した１６素子アレイ多数を使用し
たこの発明によるアンテナの軸比−周波数特性（実線）
と、第６図に示した４素子アレイ多数を第７図に示した
態様で使用した従来のアンテナの軸比−周波数特性（点
線）とを示す線図で、軸比１ｄＢのレベルで比較すると
、従来例では±１％弱の帯域幅しか得られないのに対し
、上記実施例では実に±３％強の帯域幅を得ることがで
きる。
たこの発明によるアンテナの軸比−周波数特性（実線）
と、第６図に示した４素子アレイ多数を第７図に示した
態様で使用した従来のアンテナの軸比−周波数特性（点
線）とを示す線図で、軸比１ｄＢのレベルで比較すると
、従来例では±１％弱の帯域幅しか得られないのに対し
、上記実施例では実に±３％強の帯域幅を得ることがで
きる。
第９図は、上述のこの発明によるアンテナの交差偏波保
護比−周波数特性（実線）と、上述の従来例の交差偏波
保護比−周波数特性（点線）とを示す線図で、交差偏波
保護比２５ｄＢのレベルで比較すると、従来例では、
１．０５％の帯域幅しか得られないのに対し、上記実施
例では実に４．２５％の帯域幅を得ることができる。
護比−周波数特性（実線）と、上述の従来例の交差偏波
保護比−周波数特性（点線）とを示す線図で、交差偏波
保護比２５ｄＢのレベルで比較すると、従来例では、
１．０５％の帯域幅しか得られないのに対し、上記実施
例では実に４．２５％の帯域幅を得ることができる。
〈発明の効果〉
以上のように、この発明によるときは、マイクロストリ
ップパッチアンテナの各サブアレイ内での直線偏波パッ
チアンテナ素子の姿勢及び結線を改めることにより、ア
ンテナの軸比特性を改善し、動作帯域幅を大幅に拡げる
ことができる。
ップパッチアンテナの各サブアレイ内での直線偏波パッ
チアンテナ素子の姿勢及び結線を改めることにより、ア
ンテナの軸比特性を改善し、動作帯域幅を大幅に拡げる
ことができる。
第１図はこの発明を実施したサブアレイの構成図、第２
図はこの発明によるサブアレイの他の実施例の構成図、
第３図は第２図示のサブアレイを用いた１６素子アレイ
の構成図、第４図は従来の各種の直線偏波パッチアンテ
ナ素子の平面図、第５図はアンテナ素子ベアの構成図、
第６図は従来のサブアレイの構成図、第７図は従来の１
６素子アレイ、６４素子アレイ及び２５６素子アレイの
構成図、第８図はこの発明及び従来例のアンテナの軸比
−周波数特性線図、第９図はこの発明及び従来例のアン
テナの交差偏波保護比−周波数特性線図である。 １１・・・第１の直線偏波パッチアンテナ素子、１２・
・・第２の直線偏波パッチアンテナ素子、１３・・・第
３の直線偏波パッチアンテナ素子、１４・・・第４の直
線偏波パッチアンテナ素子、１５〜２１・・・線路、Ｐ
・・・第１のベアの出力点、Ｐ′・拳・第２のベアの出
力点、Ｑ・・・サブアレイの出力点。 特許出願人 デイエックスアンテナ株式会社代 理 人
清 水 哲 ほか２名才！ 図 才２図 才 図 ヤ 図 才 図 （ｂ） （Ｃ） 才５ 図 牙 図 周 波 紋（ｆ／ｆ、） 用 戒 敦Ｃｆ／ｆ、）
図はこの発明によるサブアレイの他の実施例の構成図、
第３図は第２図示のサブアレイを用いた１６素子アレイ
の構成図、第４図は従来の各種の直線偏波パッチアンテ
ナ素子の平面図、第５図はアンテナ素子ベアの構成図、
第６図は従来のサブアレイの構成図、第７図は従来の１
６素子アレイ、６４素子アレイ及び２５６素子アレイの
構成図、第８図はこの発明及び従来例のアンテナの軸比
−周波数特性線図、第９図はこの発明及び従来例のアン
テナの交差偏波保護比−周波数特性線図である。 １１・・・第１の直線偏波パッチアンテナ素子、１２・
・・第２の直線偏波パッチアンテナ素子、１３・・・第
３の直線偏波パッチアンテナ素子、１４・・・第４の直
線偏波パッチアンテナ素子、１５〜２１・・・線路、Ｐ
・・・第１のベアの出力点、Ｐ′・拳・第２のベアの出
力点、Ｑ・・・サブアレイの出力点。 特許出願人 デイエックスアンテナ株式会社代 理 人
清 水 哲 ほか２名才！ 図 才２図 才 図 ヤ 図 才 図 （ｂ） （Ｃ） 才５ 図 牙 図 周 波 紋（ｆ／ｆ、） 用 戒 敦Ｃｆ／ｆ、）
Claims (1)
- （１）平面誘電体基板上に配設され共通のアンテナ出力
点に各々接続されている多数の直線偏波パッチアンテナ
素子を、第１乃至第４の４個づつまとめてサブアレイを
形成させ、各サブアレイ内においては、第１と第２、第
２と第３、第３と第４、第４と第１の直線偏波パッチア
ンテナ素子を互に隣接する形で４辺形の各頂点上に位置
させ、これら直線偏波パッチアンテナ素子を当該サブア
レイの出力点に接続してなり、第１乃至第４の直線偏波
パッチアンテナ素子は、物理的姿勢を順に９０°づつ異
にし、かつ順に線路長を４分の１波長づつ異にする線路
によって上記サブアレイの出力点に接続されていること
を特徴とする円偏波の平面アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33460888A JPH02180408A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33460888A JPH02180408A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 平面アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02180408A true JPH02180408A (ja) | 1990-07-13 |
Family
ID=18279285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33460888A Pending JPH02180408A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02180408A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03151703A (ja) * | 1989-11-08 | 1991-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JPH04354403A (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-08 | Toshiba Corp | アレイアンテナ |
| WO2016047779A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 日本電気株式会社 | アンテナアレイ、無線通信装置及びアンテナアレイの製造方法 |
| JP2016092564A (ja) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | 株式会社日立国際八木ソリューションズ | 円偏波アンテナ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS621304A (ja) * | 1985-06-25 | 1987-01-07 | コミユニケイシヨンズ サテライト コ−ポレ−シヨン | マイクロストリップアンテナおよびその製造方法 |
| JPS6434002A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-03 | Sony Corp | Plane antenna |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP33460888A patent/JPH02180408A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS621304A (ja) * | 1985-06-25 | 1987-01-07 | コミユニケイシヨンズ サテライト コ−ポレ−シヨン | マイクロストリップアンテナおよびその製造方法 |
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| JPH04354403A (ja) * | 1991-05-31 | 1992-12-08 | Toshiba Corp | アレイアンテナ |
| WO2016047779A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 日本電気株式会社 | アンテナアレイ、無線通信装置及びアンテナアレイの製造方法 |
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