JPH04121111U - 平面アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パッチ配列数を極力少なくした型で、かつ、
容易に複数個のピークを持つ放射パターンを形成して所
望の放射指向特性を容易に得られるようにする。 【構成】 素子８ａ、８ｂ列間に、電波を反射させる部
材で形成された壁状突起物１０を設けることにより、壁
状突起物１０の左右の素子８ａ、８ｂ列から放射する電
波の一部が壁状突起物で反射し、その反射波と、他の放
射電波が合成されて、ビームが偏るようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は複数個のピークを持つ放射パターンが形成され、かつ所望の放射指向 特性が得られる平面アンテに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近時、ＵＨＦ帯衛星放送受信用として利用される平面アンテナには、各種の種 類がある。

【０００３】 図７はパッチＰを放射素子に並列給電するマイクロストリップパッチ型並列給 電方式を示している。

【０００４】 図８は複数の屈曲部Ｍを放射素子として配置し、これに直列給電するマイクロ ストリップクランク型直列給電進行波方式を示している。

【０００５】 図９は上記の進行波方式にあって、放射素子のパッチＰをアレイ化し、直列給 電する方式を示し、直線偏波の平面アンテナである。図１０は、この平面アンテ ナの断面であり、地導体２上に絶縁層４を設け、この絶縁層４にパッチＰを配設 した例である。また、この図は同相、且つ同振幅で給電した放射素子のパッチＰ からの電波Ｗの放射状態を示しており、また図１１はこの放射パターン特性を示 している。

【０００６】 ここで、平面アレイはそのアレイ化された各放射素子への給電位相を変えて、 ビームチルトを行い、また、それを応用してフェーズドアレイアンテナ等を構成 することができる。

【０００７】 また、給電する電力をチェビシェフ分布に従って分配することにより、サイド ローブレベルを低くする等、比較的容易に所定の放射指向特性を成形することが できる。このような中で、放射ビームのピークを複数個有するような放射パター ンの形成方法としては、図１２に示すようにパッチＰの４列のアンテナ列の内、 外側２列は、中央の２列に対して、１８０°の位相差を持たせ、かつ電力分配比 を中央の２列の各列に対し、約１／１０等の微弱な電力を供する等、放射素子を 多数並べて、その給電位相と電力分配比を調整することにより図１３に示すよう な放射パターンを得る方法がある。

【０００８】 また、図１４に示すような、２つのアンテナＡ、Ｂを特定の角度θに配置する ことにより、図１５に示す放射パターンを得る方法もある。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、平面アンテナは、衛星放送受信用アンテナを始め、高周波分野での 利用が盛んになっている。中でも近年各種センサーに利用されだしている。例え ば、工場内でのコンベヤー上を流れる製品を入れたラックに、受信器を取り付け 特定の場所に取り付けたアンテナから信号を送り、製品個別に管理するシステム 等のアンテナに使用される場合がある。

【００１０】 このような時、何列もコンベヤーがある場合、信号を送るアンテナの放射パタ ーンのピークが１点しかなく、かつ、広角方向のレベルが低ければ、各コンベヤ ー列に対し、各々のアンテナが必要であり多数のアンテナを用意しなければなれ ない。

【００１１】 また、工場内は、機械化が進むと同時に、空間を効率よく使用するためアンテ ナを取り付ける場所に大きなスペースを取ることは望ましくない。ここで従来の ような方法で放射パターンを成形し、複数のピークを得ようとすると、パッチ配 列数が多くなり、アンテナ面積が大きくなることや、１つの放射パターンを得る のに２つのアンテナが必要になり、約２倍弱のスペースを使用してしまう。さら に、位相の調整や微弱な電力分配の調整に技術的な困難を伴う欠点がある。

【００１２】 本考案は、上記課題に鑑みてなされ、パッチ配列数を極力少なくした型で、か つ、容易に複数個のピークを持つ放射パターンが形成されて、所望の放射指向特 性を容易に得ることができる平面アンテナを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案はこの目的を達成するために、平板状の地導体の上に、一定厚さの誘電 体を形成した基板上に導体の放射素子をアレイ化して配置した平面アンテナにお いて、放射素子間で、かつ前記誘電体上に放射素子および給電線路に接触しない ように、電波を反射させる部材で形成される直線状に伸びた、少なくともアレイ の端から端までの長さを有する壁状突起物を設けたことを特徴とするものである 。

【００１４】 さらに、上記平面アンテナを進行波型とするものである。

【００１５】 また、上記壁の高さをλ／２以上とするものである。

【００１６】

【作用】

本考案は、進行波型の直列給電方式の平面アンテナにあって、その放射素子間 に金属等の電波反射部材を形成した壁状突起物を設けることにより、この壁状突 起物の左右にあるアンテナ列から放射された電波の一部は壁状突起物で反射する 。これにより、パッチ配列数を極力少なくした型で、かつ、容易に複数個のピー クを持つ放射パターンが形成され、所望の放射指向特性を容易に得ることができ る。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１８】 図１は実施例の構成を示している。

【００１９】 図１に示すように、平板状の地導体６上に絶縁層７として厚さ約１ｍｍの発砲 ポリエチレンの誘電体を積層して設ける。

【００２０】 さらに、この絶縁層７上に銅箔を積層した銅張積層板をエッチングすることに より、放射素子８および給電線路９を配置している。

【００２１】 放射素子８は５行２列にアレイ化した素子８ａおよび８ｂで構成しており直線 偏波の放射特性を備えている。 さらに、この素子８ａおよび８ｂ列間の中央にアルミニュウムで形成された高 さ約λ／２で、直線状にアレイの端から端まで延びた電波の反射体である壁状突 起物１０を設けている。

【００２２】 なお、素子８ａおよび８ｂ列間のピッチは約０．７λであり、給電方向におけ る素子８ａおよび８ｂ間隔は、給電位相を等しくするためにλ／２になっている 。また、この放射素子８は１３ＧＨｚ帯に共振点がある。

【００２３】 このような構成は、周知のマイクロストリップパッチアンテナであり、直列給 電方式による進行波型と称されるものであ。

【００２４】 次に、上記構成における作用について説明する。

【００２５】 図２は、上記の構成にあって、３方向ａ、ｂ、ｃにピークを有する放射ビーム が形成される電波の放射状態を示したものである。

【００２６】 ２列の素子８ａ、８ｂから放射された電波Ｗａ、Ｗｂの一部は壁状突起物１０ で反射し、その他の放射電波Ｗｊ、Ｗｋと合成されて、３方向ａ、ｂ、ｃに放射 ビームのピークを有する放射パターンが形成される。

【００２７】 この場合、壁状突起物１０を設置する前の１３ＧＨｚ帯における放射パターン の測定結果は、上記従来の図１１に示した放射パターン特性である。ここで壁状 突起物１０を設けることにより、図３に示す放射パターン特性となる。

【００２８】 すなわち、壁状突起物１０を設けることにより、図２に示す放射ビームのピー クが３方向ａ、ｂ、ｃに相対レベルが大きくなる放射パターンが成形されている 。また、壁状突起物１０は上記の断面形状以外でも良い。

【００２９】 図４は壁状突起物１０がＴ型の場合を示している。

【００３０】 この場合、高さ約λ／２の所で長さ１１を約λ／４にすると垂直部は、水平部 の端に対してショートに相当する位置にあり電波の反射効率が高くなる。そのこ とにより、さらにビームが偏り広角方向のピークの相対レベルを上げることがで きる。

【００３１】 図５に、このＴ型の壁状突起物１０を設けた場合の放射パターン特性を示す。

【００３２】 このように壁状突起物１０の形状により放射パターン特性が変化することから 、所望の放射パターン特性を得るべく、例えば、壁状突起物１０は図６（ａ）、 （ｂ）に示すような形状でも良い。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば進行波形給電方式の平面アンテナにおい て、放射素子列間に、電波を反射させる部材で形成された壁状突起物を設け、壁 状突起物の左右の放射素子列から放射する電波の一部が壁状突起物に当たり反射 して、その反射波と放射電波が合成することによりビームが偏るようにしたので 、 パッチ配列数を極力少なくした型で、かつ、容易に複数個のピークを持つ放 射パターンを形成することができ、かつ所望の放射指向特性を容易に得ることが できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示す斜視図。

【図２】図１に示す実施例の動作説明に供される電波の
放射状態を示す図。

【図３】図１に示す実施例の動作説明に供される放射パ
ターン特性図。

【図４】他の反射板の壁状突起物の構成を示す断面図。

【図５】図４に示す他のＴ型の壁状突起物を用いた際の
放射パターン特性図。

【図６】（ａ）、（ｂ）は、さらに他の壁状突起物の構
成を示す断面図。

【図７】従来例のマイクロストリップパッチ型並列給電
方式の平面アンテナを示す概略構成図。

【図８】従来例のマイクロストリップクランク型直列給
電進行波方式の平面アンテナを示す概略構成図。

【図９】他の進行波形の給電方式の平面アンテナを示す
概略構成図。

【図１０】図９に示す平面アンテナの電波の放射状態を
示す図。

【図１１】図９に示す平面アンテナの放射パターン特性
図。

【図１２】他の従来例の放射素子を多数並べ、その給電
位相と電力分配比を調整するようにした平面アンテナの
概略構成図。

【図１３】図１２に示す平面アンテナの放射パターン特
性図。

【図１４】さらに他の従来例における２つのアンテナを
特定の角度で構成したアンテナの概略構成図である。

【図１５】図１４に示すアンテナの放射パターン特性
図。

【符号の説明】

６ 地導体 ７ 絶縁層 ８ 放射素子 ９ 給電線路 ８ａ、８ｂ 素子 １０ 壁状突起物

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の地導体の上に、一定の厚さの誘
   電体を形成した基板上に導体の放射素子をアレイ化して
   配置した平面アンテナにおいて、上記放射素子間で、か
   つ上記誘電体上に放射素子および給電線路に接触しない
   ように、電波を反射させる部材で形成される直線状に伸
   びた、少なくともアレイの端から端までの長さを有する
   壁状突起物を設けたことを特徴とする平面アンテナ。
2. 【請求項２】 上記平面アンテナが進行波型であること
   を特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
3. 【請求項３】 上記壁の高さがλ／２以上であることを
   特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。