JPH05129831A - Surface wave line array antenna - Google Patents
Surface wave line array antennaInfo
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- JPH05129831A JPH05129831A JP9637891A JP9637891A JPH05129831A JP H05129831 A JPH05129831 A JP H05129831A JP 9637891 A JP9637891 A JP 9637891A JP 9637891 A JP9637891 A JP 9637891A JP H05129831 A JPH05129831 A JP H05129831A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面波線路アレーアンテナに関し、特に表面
波で励振されるダイポール列をアレーアンテナを構成す
る金属面とほぼ平行に配列し、このダイポール列とほぼ
直交する方向に円偏波ないしは直線偏波を放射または受
信する機能をそなえた表面波線路アレーアンテナに関す
る。
【構成】 一枚の金属板1の上に誘電体2による遅波回
路を設置し、この金属板1上を半径方向の電流がほぼ放
射状に流れるモードを利用し、かつこの面と直角および
平行な方向に励振された電界により半径方向に伝播する
表面波を励振し、この表面波で励振されるダイポール列
3,3を金属板1とほぼ平行に配列することにより、ダ
イポール列とほぼ直交する方向に円偏波ないしは直線偏
波を放射または受信するようにした点に特徴を有する。
(57) [Abstract] [Purpose] Regarding a surface wave line array antenna, in particular, dipole arrays excited by surface waves are arranged substantially parallel to a metal surface constituting the array antenna, and circles are formed in a direction substantially orthogonal to the dipole arrays. The present invention relates to a surface wave line array antenna having a function of radiating or receiving polarized waves or linearly polarized waves. [Structure] A slow wave circuit composed of a dielectric 2 is installed on a single metal plate 1, and a mode in which a radial current flows almost radially on the metal plate 1 is used, and the plane is perpendicular to and parallel to this plane. A surface wave propagating in the radial direction is excited by an electric field excited in any direction, and the dipole arrays 3 and 3 excited by the surface waves are arranged substantially parallel to the metal plate 1 so that they are substantially orthogonal to the dipole array. It is characterized in that it radiates or receives a circularly polarized wave or a linearly polarized wave in the direction.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アレーアンテナに関
し、特に表面波線路アレーアンテナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array antenna, and more particularly to a surface wave line array antenna.
【従来の技術】従来、導体に誘電体をそわせて配置した
とき導体の周辺の誘電体の表面に沿っても電磁波(表面
波)が伝搬する現象は知られている。そしてその伝送手
段が表面波線路 (Surface waveguide) と呼ばれてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, it has been known that electromagnetic waves (surface waves) propagate along a surface of a dielectric around the conductor when the conductor is arranged along with the dielectric. The transmission means is called a surface waveguide.
【0002】図19は、その1例としての、円形断面の導
体C1の外周に沿って誘電体ε1が同軸的に装着された、
一般にグーボー線路(G−Line) と呼ばれる表面波線路
を示しており、この場合も誘電体の表面に沿って表面波
が伝搬する。なお図中の符号Eは電界とその分布を示
し、また破線Hは磁界を示している。そしてこの表面波
を励振して伝波の進行方向に放射する表面波アンテナも
実用化されているが、大きな利得を得ることができな
い。FIG. 19 shows, as an example thereof, a dielectric ε 1 coaxially mounted along the outer circumference of a conductor C 1 having a circular cross section.
A surface wave line generally called a G-line is shown, and in this case as well, a surface wave propagates along the surface of the dielectric. The symbol E in the figure indicates the electric field and its distribution, and the broken line H indicates the magnetic field. A surface wave antenna that excites this surface wave and radiates it in the traveling direction of the wave has also been put into practical use, but it is not possible to obtain a large gain.
【0003】そして図19で説明した表面波線路におい
て、導体を金属円板にして円板形表面波線路としたとき
にもほぼ同様の作用効果が得られることは容易に推測で
きる。一方、2枚の導体を間隔をあけて配置し、この空
間に電波を伝送すると共に、上記導体にスロットを設け
てこのスロットから電波を放射させるようにしたアレー
アンテナも多数提案されている。In the surface wave line described with reference to FIG. 19, it can be easily inferred that substantially the same action and effect can be obtained even when the conductor is a metal disk to form a disk type surface wave line. On the other hand, there have been proposed many array antennas in which two conductors are arranged with a space therebetween to transmit a radio wave in this space, and a slot is provided in the conductor so that the radio wave is radiated from this slot.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の円板
形表面波線路では大きな利得が得られず、また上述のア
レーアンテナでは伝送損失がやや多く、高価につくとい
う問題点がある。By the way, there is a problem that a large gain cannot be obtained with the above-mentioned disc type surface wave line, and the above-mentioned array antenna has a little transmission loss and is expensive.
【0005】本発明はこのような問題点の解決をはかろ
うとするもので、図20に示すように、金属円板C2の一
方の表面に誘電体ε2を密着して形成された円板形の表
面波線路において、表面波線路がその金属円板C2の中
心部に取付けられた同軸線路の中心導体Dによるモノポ
ールアンテナにより励振されると、電界Eが径方向にむ
かって同方向に均一に発生し、表面波モードで伝送され
るという、本発明者の知得した原理と上記アレーアンテ
ナの原理とを組合わせることで、金属板を一枚にし、か
つ伝送損失の少ない表面波伝送方式とすると共に、伝送
線路と直角および平行な方向に励振される電界により励
振されたダイポール列によって放射が行なわれるように
して高利得の得られる円偏波アンテナの提供を目的とす
る。The present invention is intended to solve such a problem, and as shown in FIG. 20, a circle formed by closely contacting a dielectric ε 2 on one surface of a metal disk C 2. In the plate-shaped surface wave line, when the surface wave line is excited by the monopole antenna by the center conductor D of the coaxial line attached to the center part of the metal disk C 2 , the electric field E is directed toward the radial direction. By combining the principle known by the present inventor that it is uniformly generated in the direction and transmitted in the surface wave mode and the principle of the array antenna, a surface with a single metal plate and less transmission loss is formed. It is an object of the present invention to provide a circularly polarized wave antenna having a high gain by using a wave transmission system and by radiating radiation by a dipole array excited by an electric field excited in a direction orthogonal to and parallel to the transmission line.
【0006】なお、図20において、磁界Hは点線で示す
ように、円周方向に円形に形成される。また図中の符号
iは金属円形板C2の径方向に放射状に流れる電流を示
している。In FIG. 20, the magnetic field H is formed in a circular shape in the circumferential direction as shown by the dotted line. The symbol i in the figure indicates a current flowing radially in the radial direction of the metal circular plate C 2 .
【0007】また、同軸線路からこの表面波線路を励振
する場合、図21に示すように、誘電体ε2上の同軸線路
Exの取付け部に対向する位置に、円形の金属板Mを載
置することにより、整合と励振とを容易にし不要な放射
を抑制することができる。この円板の形状としては凹状
や凸状のもの等も考えられる。When the surface wave line is excited from the coaxial line, as shown in FIG. 21, a circular metal plate M is placed at a position facing the mounting portion of the coaxial line Ex on the dielectric ε 2. By doing so, matching and excitation can be facilitated and unnecessary radiation can be suppressed. The shape of the disc may be concave or convex.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の表面波線路アレーアンテナは、一枚の金属
板の上に誘電体または疑似誘電体等による遅波回路を設
置し、この金属板上を半径方向の電流がほぼ放射状に流
れるモードを利用し、かつこの面と直角および平行な方
向に励振された電界により半径方向に伝播する表面波を
励振し、この表面波で励振されるダイポール列が金属面
とほぼ平行に円状やスパイラル状に配列されて、このダ
イポール列とほぼ直交する方向に円偏波ないしは直線偏
波を放射または受信をする機能をそなえたことを特徴と
している。In order to achieve the above-mentioned object, the surface wave line array antenna of the present invention has a slow wave circuit made of a dielectric material or a pseudo dielectric material on one metal plate, A mode in which a radial current flows almost radially on this metal plate is used, and a surface wave propagating in the radial direction is excited by an electric field excited in the direction perpendicular to and parallel to this plane, and is excited by this surface wave. The dipole array is arranged in parallel with the metal surface in a circular or spiral pattern, and has the function of radiating or receiving circularly polarized or linearly polarized light in a direction substantially orthogonal to this dipole array. I am trying.
【0009】[0009]
【作用】上述の本発明の表面波線路アレーアンテナで
は、一枚の金属板と誘電体または疑似誘電体とで形成さ
れた表面波線路の半径方向に流れる電流が、この面と直
角な方向に励振された電界により半径方向に伝播する表
面波を励振し、この表面波で励振されるダイポール列が
金属面とほぼ直角な方向に円偏波や直線偏波を放射また
は受信するように作用する。In the above-mentioned surface acoustic wave line array antenna of the present invention, the current flowing in the radial direction of the surface acoustic wave line formed by one metal plate and the dielectric or pseudo-dielectric is in the direction perpendicular to this plane. A surface wave propagating in the radial direction is excited by the excited electric field, and the dipole array excited by this surface wave acts to radiate or receive a circularly polarized wave or a linearly polarized wave in a direction substantially perpendicular to the metal surface. ..
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明する
と、図1〜8は第一実施例としての表面波線路アレーア
ンテナを示すもので、図1はその平面図、図2は図1の
A−A矢視断面図、図3〜図6はいずれも変形例の図2
と同様の断面図、図7はダイポールの配置の一例を示し
た平面図、図8はダイポールの配置の他の例を拡大して
示した平面図である。図9〜14は本発明の第二実施例と
しての表面波線路アレーアンテナを示すもので、図9は
その要部横断面図、図10はその要部の模式斜視図、図11
は平面図、図12は作用説明のための模式平面図、図13お
よび図14は指向性説明のための模式側断面図、図15は直
線偏波アレーアンテナの平面図、図16(a)はダイポール
アレーアンテナの遅波率の周波数特性図、図16(b)は従
来のスロットアレーアンテナの遅波率の周波数特性図で
ある。1 to 8 show a surface wave line array antenna as a first embodiment, FIG. 1 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
7 is a plan view showing an example of the arrangement of the dipoles, and FIG. 8 is an enlarged plan view showing another example of the arrangement of the dipoles. 9 to 14 show a surface acoustic wave line array antenna as a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a lateral cross-sectional view of a main part thereof, FIG. 10 is a schematic perspective view of the main part, and FIG.
Is a plan view, FIG. 12 is a schematic plan view for explaining the operation, FIGS. 13 and 14 are schematic side sectional views for explaining directivity, FIG. 15 is a plan view of a linear polarization array antenna, and FIG. 16 (a). FIG. 16 is a frequency characteristic diagram of the slow wave rate of the dipole array antenna, and FIG. 16 (b) is a frequency characteristic diagram of the slow wave rate of the conventional slot array antenna.
【0011】図1,図2に示した表面波線路アレーアン
テナも、上述の円板形表面波線路の原理 (図20参照) を
用いたもので、表面波によって励振されたハ字またはT
字ダイポールから円偏波を発生できるアレーアンテナで
ある。The surface acoustic wave line array antennas shown in FIGS. 1 and 2 also use the principle of the above-mentioned disk type surface acoustic wave line (see FIG. 20), and are C-shaped or T-shaped excited by the surface wave.
It is an array antenna that can generate circularly polarized waves from a letter dipole.
【0012】すなわち、金属円板1の上面に金属円板1
とほぼ同形の誘電体2が密接して装着され、さらに誘電
体2の上面に、約1/4λg (λg=誘電体2の遅波とダ
イポール列による遅波との結果による全体の伝送路の波
長) だけ径方向に離れてほぼ直交状に配設されて一対で
ハ字ダイポールを形成する3、3が、ら線R1に沿って
多数設けられている。誘電体2について具体例を示す
と、誘電率ε=2.3のポリエチレンやポリスチロール等
を用いた場合、厚さは3〜5mmが適当で、特に厚さ4mm
でよい結果が得られた。これはダイポールと反射板との
電気的な距離が約1/4波長となるからである。That is, the metal disc 1 is placed on the upper surface of the metal disc 1.
A dielectric 2 having the same shape as that of is closely attached, and further, on the upper surface of the dielectric 2, about 1/4 λg (λg = a slow wave of the dielectric 2 and a slow wave due to a dipole array, which results in the entire transmission line A large number of 3 and 3 are arranged along the helix R 1 so as to form a pair of C-shaped dipoles which are arranged substantially orthogonal to each other in the radial direction by (wavelength). As a concrete example of the dielectric 2, when polyethylene or polystyrene having a dielectric constant ε = 2.3 is used, a suitable thickness is 3 to 5 mm, especially a thickness of 4 mm.
And good results were obtained. This is because the electrical distance between the dipole and the reflector is about 1/4 wavelength.
【0013】このような構成により、金属円板1の中心
部に取付けられた同軸線路4の中心導体4aにより励振
されると、ダイポール列により90°位相の円偏波が得
られる。With such a structure, when excited by the central conductor 4a of the coaxial line 4 attached to the central portion of the metal disc 1, circular polarization of 90 ° phase is obtained by the dipole array.
【0014】図3は、図1のものにおける誘電体を、誘
電率の異る2枚の誘電体2a,2bを積層して形成した変
形例を示しており、金属円板1に近い側の誘電体2aの
誘電率を大きくとり、できるだけ表面波の電界を底面に
沿わせてダイポール層DLとの結合を制御できるように
したものである。FIG. 3 shows a modified example in which the dielectric body of FIG. 1 is formed by laminating two dielectric bodies 2a and 2b having different permittivities. The dielectric constant of the dielectric 2a is made large, and the electric field of the surface wave is made to follow the bottom surface as much as possible to control the coupling with the dipole layer DL.
【0015】図4は、誘電体2cと高発泡の誘電体2dと
を組合わせた変形例を示しており、表面波の電界とダイ
ポール列DLとの結合率を制御できるようにしたもので
ある。FIG. 4 shows a modified example in which the dielectric 2c and the highly foamed dielectric 2d are combined, and the coupling ratio between the electric field of the surface wave and the dipole array DL can be controlled. ..
【0016】なお、上記の結合率の制御を1枚の誘電体
板で行なうようにした方が経済的に見て望ましいことは
いうまでもない。Needless to say, it is economically preferable to control the coupling rate with one dielectric plate.
【0017】図5は、誘電体として、金属板に多数の同
心円状の波打加工を施されたコルゲート板2eからなる
疑似誘電体を用いて遅波回路を構成した変形例を示して
おり、コルゲート板2eは金属板を直接加工することで
形成されたものでもよいし、プラスチック板に金属箔を
ラミネートや蒸着あるいはプレーティングすることで形
成されたものでもよい。FIG. 5 shows a modified example in which a slow wave circuit is constructed by using, as a dielectric, a pseudo dielectric made of a corrugated plate 2e in which a large number of concentric corrugations are formed on a metal plate. The corrugated plate 2e may be formed by directly processing a metal plate, or may be formed by laminating, vapor depositing or plating a metal foil on a plastic plate.
【0018】そして、コルゲート板2eの上面に放射層
をつくるダイポール層DLを支持するための誘電体2f
が配設され、その外側に発泡体によるレードーム5が装
着されて、外部よりの影響を軽減できるように構成され
ている。Then, a dielectric 2f for supporting the dipole layer DL which forms a radiation layer on the upper surface of the corrugated plate 2e.
Is arranged, and the radome 5 made of foam is attached to the outside thereof to reduce the influence from the outside.
【0019】図6は、図5のものにおいて耐候性のレー
ドームカバー構成とした場合を示している。FIG. 6 shows a case in which the structure of FIG. 5 has a weatherproof radome cover structure.
【0020】図7は、円偏波発生用ダイポールの配列を
示すもので、放射面の中心をX−Y座標の原点とし同放
射面上の任意の径方向軸とX軸とのなす角をθ(ラジア
ン表記、θは0≦θ≦2πにとどまらない)、δを任意
数としたとき、FIG. 7 shows an array of dipoles for generating circularly polarized waves, where the center of the radiation surface is the origin of the XY coordinates and the angle between the X axis and any radial axis on the radiation surface is defined. θ (in radians, θ is not limited to 0 ≦ θ ≦ 2π) and δ is an arbitrary number,
【数1】r=δ±λg (θ/2π) [数1]式であらわされるら線R2上に、π/2毎に図
8に示すようなハ字ダイポール3、3からなるダイポー
ル列を配設したもので、(イ) を起点とするとき、
(ロ) は(イ) より1/4波長遅れておりベクトルが90
°異なりかつ距離による電流の位相差が生じるので、同
相の円偏波が発生する。(ハ)、(ニ)、(ホ)の点につ
いても同様である。[Number 1] r = δ ± λg (θ / 2π) on al line R 2 represented by Expression 1, dipole columns of C-shaped dipole 3,3 as shown in Figure 8 for each [pi / 2 When the starting point is (a),
(B) is 1/4 wavelength behind (b) and the vector is 90
° In-phase circularly polarized waves are generated because of the phase difference of the current due to the difference and distance. The same applies to points (c), (d), and (e).
【0021】このように、ら線R2上の任意の所にハ字
のダイポールを配列することにより円偏波が得られる。
図8は一般的なハ字の配列に対して他の種々の配列の放
射素子の例を示す。In this way, a circularly polarized wave can be obtained by arranging the V-shaped dipoles at arbitrary positions on the helix R 2 .
FIG. 8 shows examples of radiating elements having various arrangements other than the general C-shaped arrangement.
【0022】次に、図9乃至図12に示したものは、ダイ
ポール3を径方向に配列してハ字ダイポール列を形成す
るのではなく、ダイポール3を二層 (または多層) に配
設して上下の層のダイポールでクロス (X字を含む) ダ
イポール列を形成したものである。Next, in the structure shown in FIGS. 9 to 12, the dipoles 3 are arranged in two layers (or multiple layers) instead of arranging the dipoles 3 in the radial direction to form a V-shaped dipole array. The upper and lower dipoles form a cross (including X-shaped) dipole array.
【0023】すなわち図9において、下方の誘電体2g
上に一方のダイポール3aが、また上方の誘電体2h
(この誘電体2hは電気的にほぼ1/4波長の厚さをもって
いる)上に他方のダイポール3bがそれぞれ装着され
て、斜め上方からみて、図10に示すように、ダイポール
3aと3bとでハ字ダイポール列(X状ダイポール列を
含む)が形成されるようになっている。That is, in FIG. 9, the lower dielectric 2g
One dipole 3a is on the upper side, and the upper dielectric 2h is on the other side.
(This dielectric 2h has an electrical thickness of about 1/4 wavelength), and the other dipoles 3b are mounted on the dipoles 3a and 3b as shown in FIG. C-shaped dipole rows (including X-shaped dipole rows) are formed.
【0024】そして各ダイポールは、図11に示すよう
に、全体として図7と同様のら線R2上に配設されてい
る。Then, as shown in FIG. 11, the dipoles are arranged on the same line R 2 as in FIG. 7 as a whole.
【0025】この例の場合、同相で励振しても、直交し
たダイポール3a、3bとで上下に1/4波長の位相差が
あるので円偏波が得られる。In the case of this example, even if excitation is performed in the same phase, there is a phase difference of 1/4 wavelength between the orthogonal dipoles 3a and 3b, so that circular polarization can be obtained.
【0026】上下のダイポール3a、3bに同一の大き
さの電流iu、idで励振するためには、径方向に対す
る角度θ1,θ2を変えることにより、結合度を変え上記
の条件と目的とを達成することができ、円偏波が得られ
る。In order to excite the upper and lower dipoles 3a and 3b with the same currents iu and id, the coupling degrees are changed by changing the angles θ 1 and θ 2 with respect to the radial direction. Can be achieved and circular polarization is obtained.
【0027】なお、同一平面で直交するダイポールの長
さを変えて円偏波を発生させることもできるが、ダイポ
ールの長さを変えて電界との結合量を制御し、一様な放
射を得る方法をとる場合には適さない。ダイポールの径
方向の角度θを変えてダイポールの結合量と放射量とを
抑制する場合には、同一面上の設計、上下多層面の設計
上の制約が比較的ゆるくなる。Although circularly polarized waves can be generated by changing the lengths of dipoles that are orthogonal to each other on the same plane, the length of the dipoles can be changed to control the amount of coupling with the electric field and obtain uniform radiation. Not suitable when taking the method. When the radial angle θ of the dipole is changed to suppress the coupling amount and the radiation amount of the dipole, the restrictions on the design on the same plane and the design on the upper and lower multilayer planes become relatively loose.
【0028】図12は、金属板に近い方が電界が強いの
で、ダイポール3aとは粗の供給をし、そのために径方
向(r方向)に対する角度θ1を大きくし、金属板に遠
い方は電界が弱いのでダイポール3bとは密な結合が必
要で、そのために径方向に対する角度θ2を小さくした
場合を示している。In FIG. 12, since the electric field is stronger closer to the metal plate, the dipole 3a is supplied roughly, and therefore the angle θ 1 with respect to the radial direction (r direction) is increased, and the one farther from the metal plate is supplied. Since the electric field is weak, a tight coupling with the dipole 3b is required, and therefore the angle θ 2 with respect to the radial direction is reduced.
【0029】同一面上のダイポールを用いる場合には、
円偏波を発生するダイポールの指向性は、図13の指向性
曲線8で示すように、同一面内でハ字のダイポール列に
よる円偏波の場合は放射方向に同位相でないため、径方
向(r方向)の指向性がつき、利得をやや低下させる
が、上下のダイポールを用いる場合には、ダイポールの
指向性は、図14の指向性曲線9で示すように、同一点で
円偏波を発生させているので放射方向に指向性をもち利
得が上昇し、サイドローブも小さくすることができる。When using dipoles on the same plane,
As shown by the directivity curve 8 in FIG. 13, the directivity of the circularly polarized dipole is not the same in the radial direction in the case of circularly polarized wave by the dipole array in the V shape in the same plane. Although there is directivity in the (r direction) and the gain is slightly reduced, when the upper and lower dipoles are used, the directivity of the dipoles is circularly polarized at the same point as shown by the directivity curve 9 in FIG. As a result, the directivity is provided in the radiation direction, the gain is increased, and the side lobe can be reduced.
【0030】また、図15のように直線偏波のアレーアン
テナを構成するときは同心円R4〜R8上に半円ずつダ
イポール3を配列し、左右1/2波長の位相差が生ずる給
電をし、放射電界を同相にすることができる。また、ス
ロットをハ字形に配列したアレーアンテナにおける遅波
特性がスロットの共振特性の前後で高い周波数に移るに
したがってより遅波する特性をもつのに対し、ダイポー
ルアレーアンテナではむしろ高い周波数になるにしたが
って遅波率が少なくなる(遅波されなくなること)傾向
を示すため、スロット間の位相の補償が行なわれ周波数
帯域が広がる特長もあるので、広帯域なアンテナが得ら
れる。Further, when constructing a linearly polarized array antenna as shown in FIG. 15, the dipoles 3 are arranged in semicircles on concentric circles R4 to R8, and power is fed to generate a phase difference of left and right half wavelengths. The radiated electric fields can be in phase. In addition, the slow wave characteristic of the array antenna with the slots arranged in a H-shape has a characteristic of becoming slower as the frequency shifts to a higher frequency before and after the resonance characteristic of the slot, whereas the dipole array antenna has a rather high frequency. Accordingly, since the slow wave rate tends to decrease (not to be delayed), the phase between slots is compensated and the frequency band is widened, so that a wide band antenna can be obtained.
【0031】これをさらに詳しく説明すると、一般にス
ロットの場合は、スロットの周波数特性による遅波率の
変化は、図16(b)に示すように、周波数が変化する場合
に遅波率も悪くなる方向に変化する。たとえば、周波数
が高くなっていった場合に使用周波数範囲においてます
ますインダクティブになり、遅波される度合いが大きく
なる。さらにスロット間隔が一定であるので周波数が高
くなった場合、周波数の変化Δfにともなう位相のずれ
Δθが発生して位相がずれてきて特性を劣化させる。こ
のようにスロットを利用した場合には2重の周波数特性
の劣化が生じ、結果的には積の形で周波数特性を劣化さ
せる。一般に進行波形のアンテナでは、周波数の変化Δ
fに伴う位相の変化[数2]式は、This will be described in more detail. Generally, in the case of a slot, the change in the slow wave rate due to the frequency characteristic of the slot becomes worse as the frequency changes, as shown in FIG. 16 (b). Change in direction. For example, when the frequency becomes higher, it becomes more and more inductive in the used frequency range and the degree of being delayed becomes greater. Further, since the slot interval is constant, when the frequency becomes high, a phase shift Δθ occurs due to the frequency change Δf, and the phase shifts to deteriorate the characteristics. When the slot is used in this way, double frequency characteristic deterioration occurs, and as a result, the frequency characteristic deteriorates in the form of a product. Generally, with a traveling waveform antenna, the frequency change Δ
The phase change [equation 2] with f is
【数2】 当然であるのでこの点をいかに解決するかが広帯域アン
テナの鍵をにぎる。[Equation 2] Naturally, the key to wideband antennas is how to solve this point.
【0032】一方ダイポールアンテナを利用した場合図
16(a)に示すように共振の近辺を用い、共振より低い周
波数ではリアクタンスが0に近づくので急激に容量性の
電流が大きくなり、抵抗分を無視した場合には[数3]
式となり、On the other hand, when using a dipole antenna
As shown in 16 (a), the vicinity of the resonance is used, and the reactance approaches 0 at the frequency lower than the resonance, so that the capacitive current rapidly increases, and when the resistance component is ignored, [Equation 3]
Becomes a formula,
【数3】iC=−j∞ また共振を少し過ぎた所では急激に誘導性の電流が大き
くなり[数4]式となる。## EQU00003 ## i C = -j.infinity Further, just after the resonance, the inductive current abruptly increases and becomes the equation [4].
【数4】iL=+j∞ これを過ぎると誘導性の電流の値が小さくなる、いわゆ
る共振特性を示す。したがって共振特性の共振部分のみ
を除いた範囲では、周波数が高くなるにつれて位相がよ
り進む特性をもつ。これによって、周波数が高くなるに
つれて、発生する位相の遅れ[数2]式を補償する効果
をもち広帯域な特性をもつアンテナが得られる。Equation 4 The value of i L = + j∞ induced current and past this decreases, showing a so-called resonance characteristics. Therefore, in the range excluding only the resonance part of the resonance characteristic, the phase has a characteristic of further advancing as the frequency becomes higher. As a result, as the frequency becomes higher, it is possible to obtain an antenna having the effect of compensating for the phase delay [Formula 2] that occurs and having wide-band characteristics.
【0033】なお、給電構造としては、上述の中心給電
構造のほか図17に示すような2層構造による外側からの
給電構造であってもよく(図17中の符号7は整合体を示
している)、ダイポール列が配設されるら線を、図18に
示すような、偏形ら線R3とすることにより、アレーア
ンテナ自体を垂直(あるいは水平)にセットしながら衛
星に対して送受信を行なうことが可能であり(図中の矢
印は電波の伝搬方向を示している)、この場合、アレー
アンテナを垂直あるいは水平にセットすることで、アレ
ーアンテナの風や雪に対する問題を回避することができ
る。In addition to the above-mentioned central feeding structure, the feeding structure may be a two-layer structure from the outside as shown in FIG. 17 (reference numeral 7 in FIG. 17 indicates a matching body). 18), and the spiral line on which the dipole array is arranged is a deformed spiral line R 3 as shown in FIG. 18, so that the array antenna itself is set vertically (or horizontally) and transmitted / received to / from the satellite. Can be performed (the arrow in the figure indicates the propagation direction of the radio wave), in which case the array antenna can be set vertically or horizontally to avoid problems with the wind and snow of the array antenna. You can
【0034】[0034]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の表面波線
路アレーアンテナによれば、コンパクトで損失も少な
く、しかも平面で構成できて風雪の被害を少なくでき、
従来のアレーアンテナのように放射面に金属板を用いず
にダイポールとしたので、広帯域のアンテナが得られ、
かつ製作が容易となって製造コストを安くすることがで
きる等の実用的効果を奏する。As described above in detail, according to the surface acoustic wave line array antenna of the present invention, it is compact and has a small loss, and it can be configured with a flat surface to reduce wind and snow damage.
Unlike the conventional array antenna, the radiation surface is not a metal plate but a dipole, so a broadband antenna can be obtained.
In addition, practical effects such as easy manufacture and lower manufacturing cost can be achieved.
【図1】本発明の第一実施例としての表面波線路アレー
アンテナの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a surface acoustic wave line array antenna as a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A矢視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図3】,[Figure 3]
【図4】,[Figure 4]
【図5】,[Figure 5]
【図6】いずれも変形例の図2と同様の断面図である。6 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of a modified example.
【図7】ダイポールの配置の一例を示した平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view showing an example of arrangement of dipoles.
【図8】ダイポールの配置の他の例を拡大して示した平
面図である。FIG. 8 is a plan view showing another example of disposition of dipoles in an enlarged manner.
【図9】本発明の第二実施例としての表面波線路アレー
アンテナの要部横断面図である。FIG. 9 is a lateral cross-sectional view of a main part of a surface acoustic wave line array antenna as a second embodiment of the present invention.
【図10】同要部の模式斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view of the relevant part.
【図11】同平面図である。FIG. 11 is a plan view of the same.
【図12】同作用説明用の模式平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view for explaining the same operation.
【図13】,[Fig. 13]
【図14】指向性説明用の模式側断面図である。FIG. 14 is a schematic side sectional view for explaining directivity.
【図15】直線偏波アレーアンテナの説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a linear polarization array antenna.
【図16(a)】本発明のダイポールアレーアンテナの遅波
率の周波数特性の説明図である。FIG. 16 (a) is an explanatory diagram of frequency characteristics of slow wave rate of the dipole array antenna of the present invention.
【図16(b)】従来のスロットアレーアンテナの遅波率の
周波数特性の説明図である。FIG. 16 (b) is an explanatory diagram of frequency characteristics of slow wave rate of the conventional slot array antenna.
【図17】給電方式の変形例を示したアレーアンテナの側
断面図である。FIG. 17 is a side sectional view of an array antenna showing a modified example of the power feeding method.
【図18】ら線の変形例を示した斜視図である。FIG. 18 is a perspective view showing a modified example of a helix.
【図19】グーボー線路の斜視図である。FIG. 19 is a perspective view of a gobo line.
【図20】本発明の原理説明用の模式斜視図である。FIG. 20 is a schematic perspective view for explaining the principle of the present invention.
【図21】同給電部の側断面図である。FIG. 21 is a side sectional view of the power feeding unit.
【符号の説明】 1 金属円板 2,2a,2b,2c,2d,2f,2g,2h 誘電体 2e コルゲート板 3,3a,3b ダイポール 4 同軸線路 4a 中心導体 5 レードーム 8,9 指向性曲線 R1,R2,R3 ら線 DL ダイポール列座 iu,id 電流[Explanation of symbols] 1 Metal disk 2,2a, 2b, 2c, 2d, 2f, 2g, 2h Dielectric 2e Corrugated plate 3,3a, 3b Dipole 4 Coaxial line 4a Center conductor 5 Radome 8 and 9 Directional curve R 1 , R 2 , R 3 etc. wire DL dipole constellation iu, id current
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成4年10月9日[Submission date] October 9, 1992
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の第一実施例としての表面波線路アレー
アンテナの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a surface acoustic wave line array antenna as a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A矢視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図3】変形例の図2と同様の断面図である。FIG. 3 is a sectional view similar to FIG. 2 of a modified example.
【図4】変形例の図2と同様の断面図である。FIG. 4 is a sectional view similar to FIG. 2 of a modified example.
【図5】変形例の図2と同様の断面図である。5 is a sectional view similar to FIG. 2 of a modified example.
【図6】変形例の図2と同様の断面図である。FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 2 of a modified example.
【図7】ダイポールの配置の一例を示した平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view showing an example of arrangement of dipoles.
【図8】ダイポールの配置の他の例を拡大して示した平
面図である。FIG. 8 is a plan view showing another example of disposition of dipoles in an enlarged manner.
【図9】本発明の第二実施例としての表面波線路アレー
アンテナの要部横断面図である。FIG. 9 is a lateral cross-sectional view of a main part of a surface acoustic wave line array antenna as a second embodiment of the present invention.
【図10】同要部の模式斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view of the relevant part.
【図11】同平面図である。FIG. 11 is a plan view of the same.
【図12】同作用説明用の模式平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view for explaining the same operation.
【図13】指向性説明用の模式側断面図である。FIG. 13 is a schematic side sectional view for explaining directivity.
【図14】指向性説明用の模式側断面図である。FIG. 14 is a schematic side sectional view for explaining directivity.
【図15】直線偏波アレーアンテナの説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a linear polarization array antenna.
【図16】(a)本発明のダイポールアレーアンテナの
遅波率の周波数特性の説明図である。 (b)従来のスロットアレーアンテナの遅波率の周波数
特性の説明図である。16 (a) is an explanatory diagram of frequency characteristics of slow wave rate of the dipole array antenna of the present invention. FIG. (B) It is explanatory drawing of the frequency characteristic of the slow wave rate of the conventional slot array antenna.
【図17】給電方式の変形例を示したアレーアンテナの
側断面図である。FIG. 17 is a side sectional view of an array antenna showing a modified example of the feeding system.
【図18】ら線の変形例を示した斜視図である。FIG. 18 is a perspective view showing a modified example of a helix.
【図19】グーボー線路の斜視図である。FIG. 19 is a perspective view of a gobo line.
【図20】本発明の原理説明用の模式斜視図である。FIG. 20 is a schematic perspective view for explaining the principle of the present invention.
【図21】同給電部の側断面図である。FIG. 21 is a side sectional view of the power feeding section.
【符号の説明】 1 金属円板 2,2a,2b,2c,2d,2f,2g,2h 誘電
体 2e コールゲート板 3,3a,3b ダイポール 4 同軸線路 4a 中心導体 5 レードーム 8,9 指向性曲線 R1,R2,R3 ら線 DL ダイポール列座 iu,id 電流[Explanation of reference numerals] 1 metal disk 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2f, 2g, 2h dielectric 2e call gate plate 3, 3a, 3b dipole 4 coaxial line 4a center conductor 5 radome 8 and 9 directivity curve R 1 , R 2 , R 3 Wires DL Dipole constellation iu, id Current
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図1】 [Figure 1]
【図2】 [Fig. 2]
【図3】 [Figure 3]
【図4】 [Figure 4]
【図5】 [Figure 5]
【図6】 [Figure 6]
【図8】 [Figure 8]
【図9】 [Figure 9]
【図12】 [Fig. 12]
【図21】 FIG. 21
【図7】 [Figure 7]
【図10】 [Figure 10]
【図11】 FIG. 11
【図13】 [Fig. 13]
【図14】 FIG. 14
【図15】 FIG. 15
【図17】 FIG. 17
【図18】 FIG. 18
【図19】 FIG. 19
【図20】 FIG. 20
【図16】 FIG. 16
Claims (2)
電体等による遅波回路を設置し、この金属板上を半径方
向の電流がほぼ放射状に流れるモードを利用し、かつこ
の面と直角および平行な方向に励振された電界により半
径方向に伝播する表面波を励振し、この表面波で励振さ
れるダイポール列が金属面とほぼ平行に配列され、この
ダイポール列とほぼ直交する方向に円偏波ないしは直線
偏波を放射または受信する機能をそなえた表面波線路ア
レーアンテナ。1. A slow-wave circuit made of a dielectric or pseudo-dielectric is provided on one metal plate, and a mode in which a radial current flows almost radially on the metal plate is used, and this surface is used. A surface wave propagating in the radial direction is excited by an electric field excited in a direction orthogonal to and parallel to, and the dipole row excited by this surface wave is arranged almost parallel to the metal surface, and the direction almost orthogonal to this dipole row. A surface wave line array antenna with the function of radiating or receiving circularly or linearly polarized waves.
電体等による遅波回路を設置し、この金属板上を半径方
向の電流がほぼ放射状に流れるモードを利用し、かつこ
の面と直角および平行な方向に励振された電界により半
径方向に伝播する表面波を励振し、この表面波で励振さ
れるダイポール列が金属面とほぼ平行にスパイラル状に
配列され、このダイポール列とほぼ直交する方向に円偏
波を放射または受信をする機能をそなえた表面波線路ア
レーアンテナ。2. A slow wave circuit made of a dielectric material or a pseudo dielectric material is provided on a single metal plate, and a mode in which a radial current flows almost radially on the metal plate is used, and this surface is used. A surface wave propagating in the radial direction is excited by an electric field that is excited in a direction perpendicular to and parallel to, and the dipole array excited by this surface wave is arranged in a spiral shape substantially parallel to the metal surface. A surface wave line array antenna with the function of radiating or receiving circularly polarized waves in orthogonal directions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9637891A JPH05129831A (en) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | Surface wave line array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9637891A JPH05129831A (en) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | Surface wave line array antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129831A true JPH05129831A (en) | 1993-05-25 |
Family
ID=14163306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9637891A Pending JPH05129831A (en) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | Surface wave line array antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129831A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454669B1 (en) * | 1996-05-17 | 2004-12-29 | 더 보잉 캄파니 | A symmetric zero-redundancy planar array with wideband frequency range applications |
| JP2010206319A (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Murata Mfg Co Ltd | Communication unit and coupler |
| JP2024104562A (en) * | 2023-01-24 | 2024-08-05 | 株式会社東芝 | Antenna device and radio device |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP9637891A patent/JPH05129831A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454669B1 (en) * | 1996-05-17 | 2004-12-29 | 더 보잉 캄파니 | A symmetric zero-redundancy planar array with wideband frequency range applications |
| JP2010206319A (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Murata Mfg Co Ltd | Communication unit and coupler |
| JP2024104562A (en) * | 2023-01-24 | 2024-08-05 | 株式会社東芝 | Antenna device and radio device |
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