JPH0410243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数個のダイポールアンテナを配
列して成るアンテナ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来からあるアンテナ装置の動作および問題点
を第３図を用いて説明する。第３図において、１
はダイポールアンテナ、２は上記ダイポールアン
テナを配列して構成されるアレーアンテナ、３は
可変移相器、４は電力分配器、５は送信源であ
る。このアンテナ装置は文献Stark，L.
“Radiation impedance of adipole in an
infinite planar phased array”，Radio Science
誌”1.3，pp361−377（1966）に紹介されているア
ンテナ装置である。

次に動作について説明する。従来のアンテナ装
置は、以上のように構成されており、送信源５で
発生した信号電力は電力分配器４によつて分配さ
れ、可変移相器３を通つてダイポールアンテナ１
から空間に放射される。各ダイポールアンテナ１
に与える励振位相を可変移相器３によつて所定の
値に選定し、この値を変化させることによつて、
アレーアンテナ２からの合成放射ビームの方向を
変化させることができる。すなわち第３図のアン
テナ装置は可変移相器３を用いて、アレーアンテ
ナ２の放射ビーム方向を電子的に走査するフエー
ズドアレーアンテナとなつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のアンテナ装置において、放射ビーム方向
を正面方向からの角度θの大きい方向まで走査し
ても、いわゆるグレーテイグローブ（grating−
lobe）の発生を避ける為には、ダイポールアンテ
ナ１の間隔を半波長程度に狭くしなければならな
い。この結果、ダイポールアンテナ１同士間で電
気的に結合が生じる。すなわちダイポールアンテ
ナ１の放射電力の一部が近くにある他のダイポー
ルアンテナ１に入り込む。従つて一つのダイポー
ルアンテナ１の入力端で見たインピーダンスは、
ダイポールアンテナ１が単体のときとは異なり、
更にビーム走査するために各ダイポールアンテナ
１の励振位相を変えるたびに、この入力インピー
ダンスの値が変化し、広い角度範囲をビーム走査
する間、アンテナ給電線とのインピーダンス整合
をとることが困難となる。

第３図の例に限らず、一般にアレーアンテナで
は素子アンテナ間の相互結合のために、アレー状
態で、各素子アンテナの入力インピーダンスの劣
化が常に問題となる。従つて従来より、必要なビ
ーム走査範囲内で、素子アンテナの入力VSWR
（定在波比）をできるだけ小さくなるように整合
をとる、ダイポールアンテナとダイポールアンテ
ナの間に金属の障壁を設けて相互結合を低減す
る、あるいはアレーアンテナの開口上に誘電体の
シートをかぶせて、インピーダンス整合をとるな
どの方法がとられてきたが十分に効果があるとは
言えなかつた。すなわち、ダイポールアンテナの
入力VSWRの劣化が十分補償できず、各素子ア
ンテナからの放射効率が低下すると共に、アレー
アンテナの励振振幅、位相の分布が所望の放射パ
ターンやアンテナ利得が得られなかつた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、ダイポールアンテナ間の相互
結合を低減させるとともに、アレー素子パターン
形状を維持することができるアンテナ装置を得る
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るアンテナ装置は、２個の金属片
をダイポールの対称軸に関して対称になるように
配置することで相互結合を低減すると共に、アレ
ー素子パターンの利得が低下することやビーム幅
が狭くなることを避ける。

〔作 用〕

この発明におけるアンテナ装置は、ダイポール
の放射方向に金属片を設置することにより、ダイ
ポールアンテナ間で結合する電界の一部を金属片
で吸収させ、又、ダイポールの対称軸に対称に２
個配置することにより、アレー素子パーンの利得
が低下することやビーム幅が小さくなることが避
けられる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図によつて説明す
る。ここでは説明を簡単にするために２素子のダ
イポールに注目する。第１図において１ａ，１ｂ
はダイポールアンテナで、それぞれ直線Ａ，Ｂに
関して対称な位置に金属体が配置されている。６
は金属片であり、１つのダイポールアンテナに対
し、それぞれ２個ずつ、直線Ａ，Ｂに関して対称
に置かれている、Ｃ０は金属片６がない場合にダ
イポールアンテナ１ａから１ｂに結する電界、Ｃ
１は金属片６がある場合に、ダイポールアンテナ
１ａから１ｂに結合する電界、Ｃ２はダイポール
アンテナ１ａから金属片６に結合する電界であ
る。

金属片６が無い場合、電界Ｃ０は強いレベルで
ダイポールアンテナ１ｂに結合する。金属片６を
設けると、ダイポールアンテナ１ｂに結合する電
界Ｃ１と金属片６に結合する電界Ｃ２に分割され
る。

上記のように、ダイポールの電波の放射方向に
金属片に設ける場合、例えば第２図のようにダイ
ポールアンテナの対称軸Ａ，Ｂ上に金属片６があ
る場合、放射ビームのビーム幅が狭くなり、広い
角度範囲をビーム走査する場合、アンテナのボア
サイトから離れた角度にビームを向けると利得が
低下する現象が起こる。又、例えば金属片６から
ダイポールアンテナ１ａに再放射する電力が大き
い為、自己インピーダンスの整合をとることが難
しくなる。ここで第１図に示す様に、金属片をそ
れぞれのダイポールの対称軸に関して、対称に配
置し、金属片に乗る電界が強過ぎないようにすれ
ば、アレー素子パターンの利得が低下すること
や、ビーム幅が狭くなる事が回避できる。又、金
属片をダイポールの軸と対称に設定することによ
りアレー素子パターンの対称性が維持できる。

上記実施例では説明を簡単にする為に２素子の
ダイポールアレーについて説明したが、より多く
の素子数のダイポールを用いたアンテナ装置につ
いても全く同様の動作をし、同様の効果を奏す
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ダイポール
の放射方向に２個の金属片をダイポールの中心軸
に対称に配置して、アンテナ素子を構成したの
で、素子パターンの利得低下やビーム幅の狭小化
を招くことなく、ダイポールアンテナ間の相互結
合を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ装
置を示す図、第２図は、この発明の実施例をさら
に詳しく説明する為に用いた図、第３図は従来の
実施例を示す図である。 図中１はダイポールアンテナ、２はアレーアン
テナ、３は可変移相器、４は電力分配器、５は送
信源、６は金属片、１ａ，１ｂはダイポールアン
テナである。 なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 棒状、又は板状の２個の同一の金属体を直線
   Ａを境として対称に配して構成したダイポールア
   ンテナを複数個配列し、かつ、配列したダイポー
   ルアンテナの後方に反射地導体を設けて成るアン
   テナ装置において、上記各ダイポールアンテナの
   前方でかつ、上記反射地導体と反対側に上記直線
   Ａを境として対称な位置に２個の同一の金属片を
   設けることによつてダイポールアンテナ間の相互
   結合を低減したことを特徴とするアンテナ装置。 ３ 上記ダイポールアンテナとそのダイポールア
   ンテナの前方に置かれた上記２個の金属片が同一
   の誘電体基板上にプリントされていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のアンテナ装
   置。