JPH04241501A - 平面アンテナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平面アンテナに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の平面アンテナはストリップ線路を
クランク状に折り曲げて構成したものや、複数のパッチ
素子で構成するものが提案されてきた。ところが、これ
らは一般的に狭帯域であって、３００〜４００ＭＨｚに
亘る放送帯域全体で充分な性能を持つことが困難であっ
た。更には、給電線からの損失も大きく効率的な改善も
困難であった。

【０００３】そこで高効率、広帯域化の為に地導体板、
給電回路板、放射回路板からなるトリプレート型平面ア
ンテナが開発され、パラボラアンテナと同程度の受信性
能を有するに至った。しかし比較的大きな利得を必要と
するアンテナでは、上記の平面アンテナで対処できるが
、より周波数が高く且つ容易にアンテナの構成が必要と
される用途に関しては、適さない場合もあった。

【０００４】容易にアンテナを構成でき、給電線損失が
小さいアンテナとしては、古くから導波管漏洩アンテナ
が存在している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の導波管漏
洩アンテナに設けられた漏洩用のスロットは、その放射
量が、比較的小さく適当な利得を得るには、配列の数を
多くする必要があり、その結果、アンテナサイズが大き
くなるという欠点があった。本発明は上述の問題点に鑑
みて為されたもので、その目的とするところは、製作が
容易で、且つ安価に製作でき、その上効率的に優れた平
面アンテナを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、導波管型の伝送路に放射
アパーチャを設けたものである。尚請求項２記載の発明
のように放射アパーチャを円型、若しくは正多角形で中
心から４５度の方向に切欠部分を持つ孔により構成して
も良く、また請求項３記載の発明のように放射アパーチ
ャを互いに中心を共有して直交する多角形の外周形状に
等しい孔により構成して良い。

【０００７】請求項４記載の発明では、正方形と、この
正方形の中心を通る横軸に対して４５度の傾きを持たせ
た長方形とを、中心を共通にして重ね合わせて形成され
る外周形状と同形の孔により放射アパーチャを構成して
いる。更にまた請求項５の記載の発明のように請求項５
記載の放射アパーチャの孔を構成する長方形の長辺の寸
法を上記正方形の一辺の寸法の約２の平方根倍とし、上
記長方形の長辺の寸法の短辺を正方形の一辺の寸法の約
２の平方根の逆数倍としてもよい。

【０００８】また更に請求項６記載の発明のように円と
、この円の中心を通る横軸に対して４５度の傾きを持ち
、短辺の寸法が円の孔の直径より短く、長辺の寸法が上
記円の孔の直径より長い長方形とを中心を共通にして重
ね合わせて形成される外周形状と同形の孔で請求項２記
載の放射アパーチャを構成してもよい。また請求項７の
発明のように、大きさの異なる２種類の正多角形を、互
いの中心を共通にして直交させた場合の外周形状と同形
の孔に請求項３記載の放射アパーチャを構成しても良い
。

【０００９】さらに請求項７記載の２種類の正多角形を
、請求項８記載の発明のように共に大きさの異なる長方
形で形成しても良い。

【００１０】

【作用】本発明によれば、導波管型の伝送路に放射アパ
ーチャを設けたものであるから、従来の放射スロットを
設けたアンテナに比べて、放射量が大きく、小型のアレ
イでも充分な利得特性を満足することができる。又具体
的な製造においては、金属板に放射アパーチャを打ち抜
いた放射回路板と、導波管構成をとるためのベースの金
属板との２枚を互いに離して平行に設置するだけの極め
て単純な構成となる。

【００１１】またアーパチャサイズを請求項４〜８記載
の発明のような寸法関係を持たせることにより円偏波性
能に優れたアンテナが実現できる。更に、導波管の伝送
する方向により、右旋円偏波と、左旋偏波の両方が励振
でき、極めて簡単に偏波の切り換えを行うことが可能で
ある。

【００１２】

【実施例】以下本発明を実施例により説明する。 実施例１ 図１は実施例１の一部を省略した分解斜視図を示してお
り、この実施例では例えば０．４ｍｍ厚のアルミニュウ
ムのような円形の金属板に円偏波型の放射アパーチャ１
を、複数の同心円上で且つ放射線状並ぶにように等間隔
複数個打ち抜いて放射回路板を形成し、この放射回路板
を導波管２の上の板３ａとし、更に通常のアルミニュウ
ム板からなる導波管２の下の板３ｂの上に、図２で示す
ように一定の間隔（約４ｍｍ）だけ隔離して、上記放射
アパーチャ１を持つ導波管２の上の板３ａを設置し、導
波管給電型のアンテナを構成した。

【００１３】更に放射アパーチャ１の位相の相違は、放
射アパーチャ１を回転させることにより調整し、位相の
整合を行う。この場合、帯域が劇的に改善できるのみな
らず、利得の改善が図れる。放射回路板を構成する導波
管２の上の板３ａに形成した放射アパーチャ１は図３に
示すような形状で、一辺が寸法ａ（実施例ではａ＝１２
．　５ｍｍ）の正方形と、その長辺の寸法を約ａ×（２
の平方根）とし、また短辺の寸法を約ａ×（２の平方根
の逆数）とした長方形とを中心を共通として、正方形の
中心を通る横軸に対して４５度傾けて重ね合わせてでき
る外周形状と同形の孔から構成され、実施例では４０ｍ
ｍ間隔で打ち抜かれる。

【００１４】ここで一般的に導波管２内では波長が長く
なるので、適当な誘電率を有する誘電体を、特に導波管
２内に設置してグレーテングローブを防止する必要があ
る。そこで本実施例では導波管２内に波長の調整のため
、プラスチックシートを挿入している。上述のように構
成して得られた実施例の平面アンテナのＶＳＷＲ、ゲイ
ン交差偏波特性を測定したところ、１１．７〜１２．０
ＧＨｚの広帯域（３００ＭＨｚ）に亙り、６０％以上の
効率と、２５ｄＢ以上の交差偏特性が得られた。

【００１５】尚図１中４は同軸導波管変換器である。 実施例２ 上記実施例１は円形の導波管２の上の板３ａを用いて同
心円上に放射アパーチャ１を形成したものであったが、
マトリックス状に放射アパーチャ１を打ち抜き形成して
もよく、本実施例では例えば０．４ｍｍ厚のアルミニュ
ウムのような金属板に円偏波型の放射アパーチャ１を４
０ｍｍ間隔で１６行１６列に打抜き形成して導波管２の
上の板３ａを図４に示すように形成したもので、通常の
アルミニュウム板からなる導波管２の下の板３ｂの上方
に一定の間隔（約４ｍｍ）隔離して、導波管給電型のア
ンテナを構成している。

【００１６】放射アパーチャ１は図３に示すものと同形
状としている。また実施例１と同様に導波管２内には、
波長の調整のため、プラスチックシートを挿入している
。上述のように構成して得られた実施例２の平面アンテ
ナのＶＳＷＲ、ゲイン交差偏波特性を測定したところ、
実施例１と同様な結果が得られた。

【００１７】実施例３ 上記実施例１、２での放射アパーチャ１の形状は正方形
と長方形の組み合わせによる外周形状と同形としたが、
図５に示すように円と長方形の組み合わせでもよく、本
実施例は例えば直径１０ｍｍの円と、長辺が１２ｍｍ、
短辺が５ｍｍの長方形とを中心を共通にし且つ円の中心
を通る横軸に対して４５度だけ長方形を傾斜させて重ね
合わせた場合の外周形状と同形の放射アパーチャを実施
例２と同様な配置構成で複数個金属板に打ち抜いたもの
である。

【００１８】本実施例も実施例１と同様な性能が得られ
た。 実施例４ 上記実施例１、２の放射アパーチャ１の形状は正方形と
長方形との組み合わせによる外周形状と同形としたが、
図６に示すように互いに直交する大きさの異なる長方形
の組み合わせの外周形状でも良く、本実施例では長辺が
１８ｍｍ、短辺が９ｍｍの長方形と、長辺が１２ｍｍ、
短辺が９ｍｍの長方形とを互いの中心を共通に直交させ
た外周形状と同様の形状の放射アパーチャ１を実施例２
と同様な配置構成で複数個金属板に打ち抜いたものであ
る。

【００１９】本実施例も実施例２と同様な性能が得られ
た。 実施例５ 本実施例は、図７に示すように実施例２における導波管
２の上の板３ａと下部の板３ｂとの間に介在させるスペ
ーサ５を１０μｍ程度の厚みの２枚のフィルムで空気を
部分的に閉じ込めた所謂エアキャップで構成したもので
ある。

【００２０】本実施例も実施例２と同様な性能が得られ
た。 実施例６ 上記実施例２では放射アパーチャ１を打ち抜き形成した
アルミニューム板を導波管２の上の板３ａとして用いて
いるが、本実施例では市販のフレキシブルプリント板の
銅箔部分を導電板として用いた放射アパーチャ１をエッ
チング加工により形成したもので、上記実施例１と同様
な性能が得られた。

【００２１】勿論、本実施例において、実施例３、４、
５の構成を採用できるのは言うまでもない。 実施例７ 本実施例は図８（図７の例にも適用）に示すように上記
各実施例において下部の導波管２の伝送部分に、互い直
交方向に２種類の伝送波が流れるように２箇所に同軸導
波管変換器６Ａ，６Ｂを設け、且つ導波管２の両端壁を
放物面として、これら給電点から右旋円偏波、左旋円偏
波の２種類の偏波を発生させるようにしたものである。

【００２２】尚放射アパーチャ１の形状を図９、図１０
に示すように長方形と多角形との組み合わせ、或いは２
種類の多角形の組み合わせで形成してもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上述のように導波管に放射アパ
ーチャを設けたものであるから、導波管の上の板に放射
アパーチャを開けた持つ導電板を使用するだけで良く、
しかも導波管構造であるため導波管のベースとなる下部
の板の２枚の導電板を用いるだで良いから、極めて簡単
な構成であって製作も容易で、且つ製作コストも安価で
あるという効果があり、更に導波管といった低損失給電
構造であるため、効率的に優れたアンテナが得られると
いう効果がある。更にまた波の伝送方向を異ならせた２
種類の給電点の設置を行うだけで右旋円偏波、左旋円偏
波の２種類の偏波の受信が可能となるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の概略構成を示す一部省略し
た分解斜視図である。

【図２】本発明の実施例１の要部の概略断面図である。

【図３】本発明の実施例１の放射アパーチャの形状説明
図である。

【図４】本発明の実施例２の概略構成を示す一部省略し
た分解斜視図である。

【図５】本発明の実施例２の放射アパーチャの形状説明
図である。

【図６】本発明の実施例３の放射アパーチャの形状説明
図である。

【図７】本発明の実施例７の要部断面図である。

【図８】本発明の実施例７の一部省略せる上面図である
。

【図９】放射アパーチャの他の形状の説明図である。

【図１０】放射アパーチャの他の形状の説明図である。

【符号の説明】

１　　　　放射アパーチャ ２　　　　導波管 ３ａ　　上の板 ３ｂ　　下の板 ４　　　　同軸導波管変換器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導波管型の伝送路に放射アパーチャを設け
   たことを特徴とする平面アンテナ。
2. 【請求項２】円型、若しくは正多角形で中心から４５度
   の方向に切欠部分を持つ孔により放射アパーチャを構成
   して成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】互いに中心を共有して直交する多角形の外
   周形状に等しい孔により放射アパーチャを構成して成る
   ことを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
4. 【請求項４】正方形と、この正方形の中心を通る横軸に
   対して４５度の傾きを持たせた長方形とを、互いの中心
   を共通にして重ね合わせて形成される外周形状と同形の
   孔により放射アパーチャを構成して成ることを特徴とす
   る請求項２記載の平面アンテナ。
5. 【請求項５】放射アパーチャの孔を構成する長方形の長
   辺の寸法を正方形の一辺の寸法の約２の平方根倍とし、
   上記長方形の長辺の寸法の短辺を正方形の一辺の寸法の
   約２の平方根の逆数倍としたことを特徴とする請求項４
   記載の平面アンテナ。
6. 【請求項６】円と、この円の中心を通る横軸に対して４
   ５度の傾きを持ち、短辺の寸法が円の孔の直径より短く
   、長辺の寸法が上記円の孔の直径より長い長方形とを、
   中心を共通にして重ね合わせて形成される外周形状と同
   形の孔により放射アパーチャを構成したことを特徴とす
   る請求項２記載の平面アンテナ。
7. 【請求項７】大きさの異なる２種類の正多角形を、互い
   の中心を共通にして直交させた場合の外周形状と同形の
   孔で放射アパーチャを構成したことを特徴とする請求項
   ３記載の平面アンテナ。
8. 【請求項８】２種類の正多角形を共に大きさの異なる長
   方形で形成したことを特徴とする請求項７記載の平面ア
   ンテナ。