JPH02202102A - ビームチルト型平面アレイアンテナ - Google Patents
ビームチルト型平面アレイアンテナInfo
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- JPH02202102A JPH02202102A JP2201389A JP2201389A JPH02202102A JP H02202102 A JPH02202102 A JP H02202102A JP 2201389 A JP2201389 A JP 2201389A JP 2201389 A JP2201389 A JP 2201389A JP H02202102 A JPH02202102 A JP H02202102A
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
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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）
本発明は、衛星放送用の受信アンテナなどとして利用さ
れるビームチルト型平面アレイアンテナに関するもので
あり、特にビームチルト角を機械的に調整可能なものに
関する。
れるビームチルト型平面アレイアンテナに関するもので
あり、特にビームチルト角を機械的に調整可能なものに
関する。
（従来の技術）
従来、衛星放送用の受信アンテナとしてはパラボラアン
テナが汎用されてきたが、最近、これに代わるものとし
て平面アレイアンテナの開発が進められている。
テナが汎用されてきたが、最近、これに代わるものとし
て平面アレイアンテナの開発が進められている。
この平面アレイアンテナは、バッチやスロットなどのア
ンテナ素子群とこれらアンテナ素子群を連結する給電線
とから成るサブアレイ群がプリント基板上に多数形成さ
れた構造となっている。
ンテナ素子群とこれらアンテナ素子群を連結する給電線
とから成るサブアレイ群がプリント基板上に多数形成さ
れた構造となっている。
この平面アレイアンテナには、プリント基板の法線方向
から所定角度傾いた指向性を持たせることにより鉛直壁
面や支柱に直接取り付けられるようにしたビームチルト
型のものがある。このビームチルト型の平面アレイアン
テナは、第５図に示すように、各サブアレイ内の給Ｎ’
ｆｒ＝’Ａ ５２ ａ、５２ｂ・・・の電気長λによっ
てアンテナ素子５１ａ。
から所定角度傾いた指向性を持たせることにより鉛直壁
面や支柱に直接取り付けられるようにしたビームチルト
型のものがある。このビームチルト型の平面アレイアン
テナは、第５図に示すように、各サブアレイ内の給Ｎ’
ｆｒ＝’Ａ ５２ ａ、５２ｂ・・・の電気長λによっ
てアンテナ素子５１ａ。
５１ｂ・・・の励振位相を調整することにより、プリン
ト基板の法線方向から所定角度αだけ傾いた指向性を付
与する構成となっている。
ト基板の法線方向から所定角度αだけ傾いた指向性を付
与する構成となっている。
（発明が解決しようとする課題）
衛星放送用の受イ３アンテナは、設置個所の緯度よって
異なる仰角を与える必要がある。本州だけに限っても、
仰角は南北方向に３４’〜４４°の範囲にわたって変化
する。このため、上述のビームチルト型平面アレイアン
テナでは、設置個所ごとに異なるビームチルト角のもの
を作成することが必要になり、製造コストがかさむとい
う問題がある。
異なる仰角を与える必要がある。本州だけに限っても、
仰角は南北方向に３４’〜４４°の範囲にわたって変化
する。このため、上述のビームチルト型平面アレイアン
テナでは、設置個所ごとに異なるビームチルト角のもの
を作成することが必要になり、製造コストがかさむとい
う問題がある。
また、ある地点のビームチルト角を有する平面アレイア
ンテナを他の地点で使用するにはアンテナ全体を垂直の
壁面などに傾斜させて固定することが必要になり、平面
アレイアンテナの利点が槓なわれてしまうという問題が
ある。
ンテナを他の地点で使用するにはアンテナ全体を垂直の
壁面などに傾斜させて固定することが必要になり、平面
アレイアンテナの利点が槓なわれてしまうという問題が
ある。
（課題を解決するための手段）
本発明のビームチルト型平面アレイアンテナは、所定方
向に所定距離ずつ離間して配列される複数の輻射部であ
ってそれぞれがほぼ同相で励振される輻射素子群から成
るものと、これら輻射部相互間を所定方向に沿って所定
の電気長で接続する連結部とが形成されると共に隣接す
る輻射部と連結部との間が折り曲げ可能な構造の平面ア
レイアンテナ機構と、この平面アレイアンテナ機構をそ
の輻射部と連結部間の折り曲げ可能な角度を調整可能に
保持する保持機構とを備え、輻射部と連結部間の折り曲
げ角度を機械的に変化させることによりビームチルト角
を調整可能とするように構成されている。
向に所定距離ずつ離間して配列される複数の輻射部であ
ってそれぞれがほぼ同相で励振される輻射素子群から成
るものと、これら輻射部相互間を所定方向に沿って所定
の電気長で接続する連結部とが形成されると共に隣接す
る輻射部と連結部との間が折り曲げ可能な構造の平面ア
レイアンテナ機構と、この平面アレイアンテナ機構をそ
の輻射部と連結部間の折り曲げ可能な角度を調整可能に
保持する保持機構とを備え、輻射部と連結部間の折り曲
げ角度を機械的に変化させることによりビームチルト角
を調整可能とするように構成されている。
以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。
（実施例）
第１図は、本発明の一実施例のビームチルト型平面アレ
イアンテナの斜視図であり、１０は平面アレイアンテナ
機構、２０は保持機構である。
イアンテナの斜視図であり、１０は平面アレイアンテナ
機構、２０は保持機構である。
平面アレイアンテナ機構ｌＯは、図中に示した直交座標
（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ）のＸ軸方向に所定距離ずつ離間し
て配列される複数の輻射部１１ａ、１２ａ、１３ａ・・
・と、これら輻射部相互間を所定の電気長で連結する連
結部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ・・・・とから構成されて
いる。これらの輻射部と連結部は、プラスチックフィル
ムなど可撓性の誘電体基板上にフォトエツチングなどの
製造手法によって形成された金属薄膜の輻射器、導波器
、線路などで構成されている。輻射部１１ａは、それぞ
れがほぼ同相で励振されるパッチアンテナ群や、スロッ
トアンテナ群などの輻射素子群がら構成されている。輻
射部１２ａ、１３ａ・・・・についても同様である。輻
射部１１ａと連結部１１ｂとの間、連結部１１ｂと輻射
部１２ａとの間は折り曲げ可能な構造となっている。そ
の他の隣接する輻射部と連結部との間も同様に折り曲げ
可能な構造となっている。
（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ）のＸ軸方向に所定距離ずつ離間し
て配列される複数の輻射部１１ａ、１２ａ、１３ａ・・
・と、これら輻射部相互間を所定の電気長で連結する連
結部１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ・・・・とから構成されて
いる。これらの輻射部と連結部は、プラスチックフィル
ムなど可撓性の誘電体基板上にフォトエツチングなどの
製造手法によって形成された金属薄膜の輻射器、導波器
、線路などで構成されている。輻射部１１ａは、それぞ
れがほぼ同相で励振されるパッチアンテナ群や、スロッ
トアンテナ群などの輻射素子群がら構成されている。輻
射部１２ａ、１３ａ・・・・についても同様である。輻
射部１１ａと連結部１１ｂとの間、連結部１１ｂと輻射
部１２ａとの間は折り曲げ可能な構造となっている。そ
の他の隣接する輻射部と連結部との間も同様に折り曲げ
可能な構造となっている。
保持機構２０は、底板２１と、この底板の四周から直立
する四つの直立部２２，２３．２４及び２５とから構成
されている。四つの直立部のうち２２．２３及び２４は
底板２１に固定されると共に、直立部２５のみはＸ方向
に沿って移動可能に底板２１上に固定される。この直立
部２５の固定位置の調整により、平面アレイアンテナ機
構１０がその輻射部と連結部間の角度の調整を受けつつ
保持される。
する四つの直立部２２，２３．２４及び２５とから構成
されている。四つの直立部のうち２２．２３及び２４は
底板２１に固定されると共に、直立部２５のみはＸ方向
に沿って移動可能に底板２１上に固定される。この直立
部２５の固定位置の調整により、平面アレイアンテナ機
構１０がその輻射部と連結部間の角度の調整を受けつつ
保持される。
第２図は、第１図に示した平面アレイアンテナ機構１０
をその＜Ｘ−Ｚ＞面で切断して示す断面図である。
をその＜Ｘ−Ｚ＞面で切断して示す断面図である。
輻射部１１ａ、ｌ１ｂ−・−の長さ（Ａ＋ Ｂｔ 。
ＡｊＢ、 ・・・）をＡとし、連結部１１ｂ、１２ｂ
・・・の長さ（Ｂ＋ Ａ、＋ 、Ｂ、＋ ＡＩｌ ・
・・）をＢとする。輻射部１２ａの中心Ｃ３を中心とし
て、連結部１１ｂ、１２ｂ・・・の電気長に等しい半径
の円Ｏを描く。ここでは、簡単のため、連結部１１ａ、
１２ａ・・・を伝播する電波の波長が自由空間内の波長
と等しく、従って各連結部の電気長が物理的な長さＢと
一致するものとする。この円０に輻射部１１ａの中心Ｃ
ｉから接線Ｔを引き両者の接点をＴｊとする。三角形Ｔ
、Ｃ，Ｃ，に着目すると、 Ｂ＝ Ｌｓｉｎα ・・・・ （１）ただし
、 Ｌ＝Ｃ，Ｃｊ ・・・・ （２）α−ＩＴＪ
Ｃｉ Ｃｊ ・・・・ （３）（１）式の
角度αは、接点Ｔ、を通って輻射部１２ａの中心Ｃ，ｉ
に入射する電波り、と、保持機構の底板２１に立てた法
線Ｎとのなす角変に等しい。上述の電波Ｌ 、１と、こ
れに平行に輻射部１１ａの中心Ｃ，に入射する電波Ｌｔ
とのそれぞれの伝播路に沿った距離の差は’ｒ、ｉｃ、
ｔであり、これは輻射部１１ａと１２ａ間の連結部１１
ｂの電気長Ｂに等しい。従って、（１）式のαは、この
平面アレイアンテナのビームチルト角に他ならない。
・・・の長さ（Ｂ＋ Ａ、＋ 、Ｂ、＋ ＡＩｌ ・
・・）をＢとする。輻射部１２ａの中心Ｃ３を中心とし
て、連結部１１ｂ、１２ｂ・・・の電気長に等しい半径
の円Ｏを描く。ここでは、簡単のため、連結部１１ａ、
１２ａ・・・を伝播する電波の波長が自由空間内の波長
と等しく、従って各連結部の電気長が物理的な長さＢと
一致するものとする。この円０に輻射部１１ａの中心Ｃ
ｉから接線Ｔを引き両者の接点をＴｊとする。三角形Ｔ
、Ｃ，Ｃ，に着目すると、 Ｂ＝ Ｌｓｉｎα ・・・・ （１）ただし
、 Ｌ＝Ｃ，Ｃｊ ・・・・ （２）α−ＩＴＪ
Ｃｉ Ｃｊ ・・・・ （３）（１）式の
角度αは、接点Ｔ、を通って輻射部１２ａの中心Ｃ，ｉ
に入射する電波り、と、保持機構の底板２１に立てた法
線Ｎとのなす角変に等しい。上述の電波Ｌ 、１と、こ
れに平行に輻射部１１ａの中心Ｃ，に入射する電波Ｌｔ
とのそれぞれの伝播路に沿った距離の差は’ｒ、ｉｃ、
ｔであり、これは輻射部１１ａと１２ａ間の連結部１１
ｂの電気長Ｂに等しい。従って、（１）式のαは、この
平面アレイアンテナのビームチルト角に他ならない。
また、輻射部ｉｉａ、１２ａ・・・と連結部１１ｂ、１
２ｂ・・・とのなす折り曲げ角をθとすれば、 ■７＝ ＾” ＋Ｒ” ２ＡＢ ｃｏｓθ・ ・
・ ・ （４） （１）式と（４）式から、ビームチルト角αは、・ ・
・ ・ （５） ただし、 δ−八／ Ｂ ・ ・ ・ ・
（６）となる。
２ｂ・・・とのなす折り曲げ角をθとすれば、 ■７＝ ＾” ＋Ｒ” ２ＡＢ ｃｏｓθ・ ・
・ ・ （４） （１）式と（４）式から、ビームチルト角αは、・ ・
・ ・ （５） ただし、 δ−八／ Ｂ ・ ・ ・ ・
（６）となる。
このように、隣接する輻射部と連結部との間の折り曲げ
可能な角度θを調整することにより、（５）式に従って
変化する所望のビームチルト角αを実現できる。
可能な角度θを調整することにより、（５）式に従って
変化する所望のビームチルト角αを実現できる。
（５）式によれば、ビームチルト角αは、折り曲げ角θ
が最大の１８０°から最小の００に向かって減少するに
つれて単調に増加してゆ＜、シかしながら、第３図と第
４図に例示するように、折り曲げ角θが９０’以下の範
囲では隣接輻射部相互の重なりが生じ、実効輻射面積が
減少する。従って、実効輻射面積の確保の観点から、折
り曲げ角θの実際的な下限値はほぼ９０°となる。この
折り曲げ角度が９０°の場合に実現されるビームチルト
角の実際的な上限値α１１．ｔは、α１．菖 −３ｉｎ″”（Ｂ／ハ” ＋８”） ・−（７）とな
る。
が最大の１８０°から最小の００に向かって減少するに
つれて単調に増加してゆ＜、シかしながら、第３図と第
４図に例示するように、折り曲げ角θが９０’以下の範
囲では隣接輻射部相互の重なりが生じ、実効輻射面積が
減少する。従って、実効輻射面積の確保の観点から、折
り曲げ角θの実際的な下限値はほぼ９０°となる。この
折り曲げ角度が９０°の場合に実現されるビームチルト
角の実際的な上限値α１１．ｔは、α１．菖 −３ｉｎ″”（Ｂ／ハ” ＋８”） ・−（７）とな
る。
（７）式と第３図とを参照すれば、（７）式のαＭａＸ
は、折り曲げ角がほぼ９０°である場合に輻射部１１ａ
、１２ａ・・・が保持部の底板２１となす角βにほぼ等
しく、従って、ビームチルト対象の電波が輻射部１１ａ
、１２ａ・・・・にほぼ垂直に入射し、開口能率が最大
となる。
は、折り曲げ角がほぼ９０°である場合に輻射部１１ａ
、１２ａ・・・が保持部の底板２１となす角βにほぼ等
しく、従って、ビームチルト対象の電波が輻射部１１ａ
、１２ａ・・・・にほぼ垂直に入射し、開口能率が最大
となる。
従って、折り曲げ角θが９０°の近傍において所♀のビ
ームチルト角αを達成するように各種の寸法を選択する
ことにより最大の開口能率のもとてアンテナを動作させ
ることができる。
ームチルト角αを達成するように各種の寸法を選択する
ことにより最大の開口能率のもとてアンテナを動作させ
ることができる。
（発明の効果）
以−ヒ詳細に説明したように、本発明のビームチルト型
平面アレイアンテナは、複数の輻射部とこれら１幅対部
相互間を所定の電気長で接続する連結部とが折り曲げ可
能な構造の平面アレイアンテナ機構と、この平面アレイ
アンテナ機構をその輻射部と連結部間の折り曲げ可能な
角度を調整可能に保持する保持機構とを備える構成であ
るから、輻射部と連結部間の折り曲げ角度の機械的調整
に基づきビームチルト角を容易に調整できる。
平面アレイアンテナは、複数の輻射部とこれら１幅対部
相互間を所定の電気長で接続する連結部とが折り曲げ可
能な構造の平面アレイアンテナ機構と、この平面アレイ
アンテナ機構をその輻射部と連結部間の折り曲げ可能な
角度を調整可能に保持する保持機構とを備える構成であ
るから、輻射部と連結部間の折り曲げ角度の機械的調整
に基づきビームチルト角を容易に調整できる。
すなわち、この発明の平面アレイアンテナを壁面に固定
した状態でネジ廻しなどを用いて折り曲げ角度を調整す
ることによりビームチルト角を簡単に調整できる。この
結果、設置個所ごとに異なるビームチルト角の平面アレ
イアンテナを作成すること必要がなくなり、製造コスト
が大幅に低減される。
した状態でネジ廻しなどを用いて折り曲げ角度を調整す
ることによりビームチルト角を簡単に調整できる。この
結果、設置個所ごとに異なるビームチルト角の平面アレ
イアンテナを作成すること必要がなくなり、製造コスト
が大幅に低減される。
また、本発明の平面アレイアンテナは構造が部端なため
小型で、取り扱いが便利であるという利点がある。
小型で、取り扱いが便利であるという利点がある。
第１図は本発明の一実施例の平面アレイアンテナの構成
を示す斜視図、第２図乃全第４図は第１図の平面アレイ
アンテナの（Ｘ−Ｚ）断面図を３種類の異なる折り曲げ
角θについて例示する図、第５図はビームチルトアンテ
ナの原理を説明するための概念図である。 １０・・・平面アレイアンテナ機構、１１ａ。 １２ａ、 １３ａ−−・輻射部、１１ｂ、１２ｂ。 １３ｂ・・・連結部、２０・・・保持機構、２１・・・
底板、２２，２３．２４・・・固定直立部、２５・・・
可動直立部、θ・・・輻射部と連結部との間の折り曲げ
角、α・・・ビームチルト角。 特許出願人 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社
を示す斜視図、第２図乃全第４図は第１図の平面アレイ
アンテナの（Ｘ−Ｚ）断面図を３種類の異なる折り曲げ
角θについて例示する図、第５図はビームチルトアンテ
ナの原理を説明するための概念図である。 １０・・・平面アレイアンテナ機構、１１ａ。 １２ａ、 １３ａ−−・輻射部、１１ｂ、１２ｂ。 １３ｂ・・・連結部、２０・・・保持機構、２１・・・
底板、２２，２３．２４・・・固定直立部、２５・・・
可動直立部、θ・・・輻射部と連結部との間の折り曲げ
角、α・・・ビームチルト角。 特許出願人 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 所定方向に所定距離ずつ離間して配列される複数の輻射
部であってそれぞれがほぼ同相で励振される輻射素子群
から成るものと、これら輻射部相互間を前記所定の方向
に沿って所定の電気長で接続する連結部とが形成される
と共に隣接する輻射部と連結部との間が折り曲げ可能な
構造の平面アレイアンテナ機構と、 この平面アレイアンテナ機構をその輻射部と連結部間の
前記折り曲げ可能な角度を調整可能に保持する保持機構
とを備えたことを特徴とするビームチルト型平面アレイ
アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201389A JPH02202102A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | ビームチルト型平面アレイアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2201389A JPH02202102A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | ビームチルト型平面アレイアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202102A true JPH02202102A (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=12071117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2201389A Pending JPH02202102A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | ビームチルト型平面アレイアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02202102A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH057108A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Nippon Steel Corp | 移動体用アンテナ装置 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP2201389A patent/JPH02202102A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH057108A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Nippon Steel Corp | 移動体用アンテナ装置 |
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