JPH0666582B2 - 円偏波マイクロストリップアンテナ - Google Patents
円偏波マイクロストリップアンテナInfo
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- JPH0666582B2 JPH0666582B2 JP63095388A JP9538888A JPH0666582B2 JP H0666582 B2 JPH0666582 B2 JP H0666582B2 JP 63095388 A JP63095388 A JP 63095388A JP 9538888 A JP9538888 A JP 9538888A JP H0666582 B2 JPH0666582 B2 JP H0666582B2
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- JP
- Japan
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- microstrip antenna
- arc
- antenna
- elements
- circularly polarized
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Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （１）技術の分野 本発明は広角にわたって軸比のよい円偏波マイクロスト
リップアンテナに関するものである。
リップアンテナに関するものである。
（２）従来技術 従来、円偏波マイクロストリップアンテナは両端を開放
した２分の１波長マイクロストリップアンテナ１素子を
互いに90度回転した位置から90度の位相差で給電して構
成しているため、その幾何学的な形が直交面で対称な形
にならざるを得ないという制約があった。従って、通常
アンテナ基板の誘電率が限定されている場合は、Ｅ面指
向性とＨ面指向性を広角にわたってそろえることができ
ず、ボアサイト方向では良好な軸比が得られるものの広
角で良好な円偏波特性が得られないという欠点があっ
た。
した２分の１波長マイクロストリップアンテナ１素子を
互いに90度回転した位置から90度の位相差で給電して構
成しているため、その幾何学的な形が直交面で対称な形
にならざるを得ないという制約があった。従って、通常
アンテナ基板の誘電率が限定されている場合は、Ｅ面指
向性とＨ面指向性を広角にわたってそろえることができ
ず、ボアサイト方向では良好な軸比が得られるものの広
角で良好な円偏波特性が得られないという欠点があっ
た。
（３）本発明の目的 本発明はこの欠点を除去するため、片側を短絡した円弧
状４分の１波長マイクロストリップアンテナ４素子を、
Ｅ面指向性とＨ面指向性が広角にわたって等しくなるよ
うに配置し、広角にわたって軸比のよい円偏波を発生す
るようにしたものである。
状４分の１波長マイクロストリップアンテナ４素子を、
Ｅ面指向性とＨ面指向性が広角にわたって等しくなるよ
うに配置し、広角にわたって軸比のよい円偏波を発生す
るようにしたものである。
（４）本発明の詳細な説明 以下図面によって本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明による円偏波マイクロストリップアンテ
ナの一実施例である。第１図においてA1〜A4は片側を短
絡した円弧状４分の１波長マイクロストリップアンテナ
素子、O1〜O4は各アンテナ素子の開放面、S1〜S4は各ア
ンテナ素子の短絡面、F1〜F4は各アンテナ素子の給電点
を表している。
ナの一実施例である。第１図においてA1〜A4は片側を短
絡した円弧状４分の１波長マイクロストリップアンテナ
素子、O1〜O4は各アンテナ素子の開放面、S1〜S4は各ア
ンテナ素子の短絡面、F1〜F4は各アンテナ素子の給電点
を表している。
本実施例においては４素子のとなりあう２素子の位相差
が同一方向まわりにすべて90度となるよう給電を行って
円偏波マイクロストリップアンテナを構成している。
が同一方向まわりにすべて90度となるよう給電を行って
円偏波マイクロストリップアンテナを構成している。
まず、４素子のうちのいずれか１素子を励振すると直線
偏波が得られる。例えば第１図において片側を短絡した
円弧状４分の１波長マイクロストリップアンテナ素子A1
を励振する。このとき４素子の素子間隔を調整すること
によりＥ面指向性とＨ面指向性が広角にわたって一致し
た直線偏波が得られる。この点について詳細に説明す
る。第２図は第１図で示した本発明による円偏波マイク
ロストリップアンテナの一実施例に座標を書き加えたも
のである。記号は第１図と同じものを用いている。ま
た、座標系の仰角をθ、方位角をφとしている。４素子
の素子間隔を調整するという意味は第２図において、４
素子のアンテナ群の中心から各アンテナ素子の短絡面S1
〜S4までの距離ｂと、４素子のアンテナ群の中心から各
アンテナ素子の開放面O1〜O4までの距離ａの比β＝ｂ／
ａを調節することを意味する。β＝ｂ／ａが大きくなれ
ば４素子の素子間隔が広がり、逆にβ＝ｂ／ａが小さく
なれば４素子の素子間隔がせばまることを意味する。こ
のようにβ＝ｂ／ａを調節することで直線偏波のＥ面指
向性を変化させてＨ面指向性と一致させることが可能と
なる。例えば仰角θ＝０度から±60度までの広い角度範
囲にわたって直線偏波のＥ面指向性とＨ面指向性を一致
させることができる。
偏波が得られる。例えば第１図において片側を短絡した
円弧状４分の１波長マイクロストリップアンテナ素子A1
を励振する。このとき４素子の素子間隔を調整すること
によりＥ面指向性とＨ面指向性が広角にわたって一致し
た直線偏波が得られる。この点について詳細に説明す
る。第２図は第１図で示した本発明による円偏波マイク
ロストリップアンテナの一実施例に座標を書き加えたも
のである。記号は第１図と同じものを用いている。ま
た、座標系の仰角をθ、方位角をφとしている。４素子
の素子間隔を調整するという意味は第２図において、４
素子のアンテナ群の中心から各アンテナ素子の短絡面S1
〜S4までの距離ｂと、４素子のアンテナ群の中心から各
アンテナ素子の開放面O1〜O4までの距離ａの比β＝ｂ／
ａを調節することを意味する。β＝ｂ／ａが大きくなれ
ば４素子の素子間隔が広がり、逆にβ＝ｂ／ａが小さく
なれば４素子の素子間隔がせばまることを意味する。こ
のようにβ＝ｂ／ａを調節することで直線偏波のＥ面指
向性を変化させてＨ面指向性と一致させることが可能と
なる。例えば仰角θ＝０度から±60度までの広い角度範
囲にわたって直線偏波のＥ面指向性とＨ面指向性を一致
させることができる。
第３図は直線偏波のＥ面指向性とＨ面指向性を広角にわ
たって一致させた実測値の一例を示している。第３図に
おいてＥ−p1がＥ面指向性、Ｈ−p1がＨ面指向性を表し
ている。第３図によれば仰角θが±60度の広い範囲にわ
たって相対振幅の差が2dB以内の良好な値が得られてい
ることがわかる。
たって一致させた実測値の一例を示している。第３図に
おいてＥ−p1がＥ面指向性、Ｈ−p1がＨ面指向性を表し
ている。第３図によれば仰角θが±60度の広い範囲にわ
たって相対振幅の差が2dB以内の良好な値が得られてい
ることがわかる。
再び第１図にもどり、広角で軸比の良い円偏波マイクロ
ストリップアンテナについて説明を行う。これまでの説
明により第１図において、４素子のうちのいずれか１素
子を励振して、４素子の素子間隔を調整することでＥ面
指向性とＨ面指向性が広角にわたって一致した直線偏波
が得られることが明らかになった。例えば第１図におい
て片側を短絡した円弧状４分の１波長マイクロストリッ
プアンテナ素子A1を給電点F1を通して０度の位相で励振
する。次にこれととなりあう素子である片側を短絡した
円弧状４分の１波長マイクロストリップアンテナ素子A2
を給電点F2を通して90度の位相で励振する。これによ
り、やはりＥ面指向性とＨ面指向性が広角にわたって一
致し、かつ上述の直線偏波とは直交する直線偏波が得ら
れる。本発明はこの２つの直線偏波により広角で軸比の
よい円偏波マイクロストリップアンテナを構成するもの
である。この点について詳細に説明する。第４図は仰角
θが±60度の範囲内における本発明の円偏波マイクロス
トリップアンテナの軸比の最悪値を、素子間隔を調整す
るためのパラメータであるβ＝ｂ／ａに対して示した計
算例である。第４図においてφ０は、第２図に示すよう
に隣接する素子アンテナのすきまを表す角度量である。
また、εｅはアンテナ基板の実効誘電率を示している。
第４図によれば実効誘電率εｅ＝1.0の場合は良好な円
偏波軸比は得られないが、εｅ＝2.6であればβ＝ｂ／
ａが0.4付近で軸比が最小となり、広角で軸比の良い円
偏波マイクロストリップアンテナが得られることがわか
る。このように４素子の素子間隔を調整することで広角
にわたって軸比のよい円偏波マイクロストリップアンテ
ナが構成できる。
ストリップアンテナについて説明を行う。これまでの説
明により第１図において、４素子のうちのいずれか１素
子を励振して、４素子の素子間隔を調整することでＥ面
指向性とＨ面指向性が広角にわたって一致した直線偏波
が得られることが明らかになった。例えば第１図におい
て片側を短絡した円弧状４分の１波長マイクロストリッ
プアンテナ素子A1を給電点F1を通して０度の位相で励振
する。次にこれととなりあう素子である片側を短絡した
円弧状４分の１波長マイクロストリップアンテナ素子A2
を給電点F2を通して90度の位相で励振する。これによ
り、やはりＥ面指向性とＨ面指向性が広角にわたって一
致し、かつ上述の直線偏波とは直交する直線偏波が得ら
れる。本発明はこの２つの直線偏波により広角で軸比の
よい円偏波マイクロストリップアンテナを構成するもの
である。この点について詳細に説明する。第４図は仰角
θが±60度の範囲内における本発明の円偏波マイクロス
トリップアンテナの軸比の最悪値を、素子間隔を調整す
るためのパラメータであるβ＝ｂ／ａに対して示した計
算例である。第４図においてφ０は、第２図に示すよう
に隣接する素子アンテナのすきまを表す角度量である。
また、εｅはアンテナ基板の実効誘電率を示している。
第４図によれば実効誘電率εｅ＝1.0の場合は良好な円
偏波軸比は得られないが、εｅ＝2.6であればβ＝ｂ／
ａが0.4付近で軸比が最小となり、広角で軸比の良い円
偏波マイクロストリップアンテナが得られることがわか
る。このように４素子の素子間隔を調整することで広角
にわたって軸比のよい円偏波マイクロストリップアンテ
ナが構成できる。
第５図は本発明の広角にわたって軸比の良い円偏波マイ
クロストリップアンテナの実測値の一例を示している。
実測したアンテナの基板の誘電率は2.6、β＝ｂ／ａは
0.366、φ０＝５度に設定している。第５図によれば仰
角θが±60度の広い範囲にわたって軸比が2dB以内の良
好な円偏波特性が得られていることがわかる。
クロストリップアンテナの実測値の一例を示している。
実測したアンテナの基板の誘電率は2.6、β＝ｂ／ａは
0.366、φ０＝５度に設定している。第５図によれば仰
角θが±60度の広い範囲にわたって軸比が2dB以内の良
好な円偏波特性が得られていることがわかる。
第１図の実施例では片側を短絡した円弧状４分の１波長
マイクロストリップアンテナ素子A1,A2,A3,A4を４素子
ともに給電を行っているが、４素子のうちとなりあう２
素子であるA1,A2のみを給電点F1,F2を通して位相差が90
度となるように給電してもかまわない。また、第１図の
実施例ではA1,A2,A3,A4の４素子の短絡面が内側を向い
ているが、４つの短絡面すべてを外側に向けてもかまわ
ない。
マイクロストリップアンテナ素子A1,A2,A3,A4を４素子
ともに給電を行っているが、４素子のうちとなりあう２
素子であるA1,A2のみを給電点F1,F2を通して位相差が90
度となるように給電してもかまわない。また、第１図の
実施例ではA1,A2,A3,A4の４素子の短絡面が内側を向い
ているが、４つの短絡面すべてを外側に向けてもかまわ
ない。
（５）本発明による効果 両端が開放された通常の２分の１波長マイクロストリッ
プアンテナでは正面で良好な軸比が得られても広角での
軸比を改善することは難しい。本発明によれば円弧状４
分の１波長マイクロストリップアンテナ素子を組み合わ
せてそのＥ面指向性とＨ面指向性を制御することにより
広角にわたって良好な軸比が得られる円偏波アンテナが
実現できる。衛星を利用した移動通信では移動体の位置
にかかわらず常に衛星を捕捉できるように広角で軸比の
良い円偏波アンテナが求められる。
プアンテナでは正面で良好な軸比が得られても広角での
軸比を改善することは難しい。本発明によれば円弧状４
分の１波長マイクロストリップアンテナ素子を組み合わ
せてそのＥ面指向性とＨ面指向性を制御することにより
広角にわたって良好な軸比が得られる円偏波アンテナが
実現できる。衛星を利用した移動通信では移動体の位置
にかかわらず常に衛星を捕捉できるように広角で軸比の
良い円偏波アンテナが求められる。
特に本アンテナをマイクロストリップアンテナで構成
し、複数個配置したフェーズドアレーアンテナでは、航
空機、船舶、自動車等に搭載して移動体衛星通信用アン
テナとして用いることができる。
し、複数個配置したフェーズドアレーアンテナでは、航
空機、船舶、自動車等に搭載して移動体衛星通信用アン
テナとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による円偏波マイクロストリップアンテ
ナの一実施例における各アンテナ素子の構成及び給電方
法を示す図、第２図は第１図で示した本発明による円偏
波アンテナの一実施例に座標を書き加えた各アンテナ素
子の構成を示す図、第３図は直線偏波のＥ面指向性とＨ
面指向性を広角にわたって一致させた実測値の一例を示
す図、第４図は本発明の円偏波アンテナの軸比を最悪値
の計算例を示す図、第５図は本発明の円偏波アンテナの
実測値の一例を示す図である。 A1〜A4……片側を短絡した４分の１波長マイクロストリ
ップアンテナ素子、O1〜O4……各４分の１波長アンテナ
素子毎の短絡面、F1〜F4……各４分の１波長アンテナ素
子毎の給電点。
ナの一実施例における各アンテナ素子の構成及び給電方
法を示す図、第２図は第１図で示した本発明による円偏
波アンテナの一実施例に座標を書き加えた各アンテナ素
子の構成を示す図、第３図は直線偏波のＥ面指向性とＨ
面指向性を広角にわたって一致させた実測値の一例を示
す図、第４図は本発明の円偏波アンテナの軸比を最悪値
の計算例を示す図、第５図は本発明の円偏波アンテナの
実測値の一例を示す図である。 A1〜A4……片側を短絡した４分の１波長マイクロストリ
ップアンテナ素子、O1〜O4……各４分の１波長アンテナ
素子毎の短絡面、F1〜F4……各４分の１波長アンテナ素
子毎の給電点。
Claims (3)
- 【請求項１】円弧状マイクロストリップアンテナの内側
の円弧を短絡しかつ外側の円弧を開放し、上記円弧状マ
イクロストリップアンテナの辺の直線部分を開放した直
線偏波を励振する円弧状４分の１波長マイクロストリッ
プアンテナ４素止を、組み合わせたときに４素子の円弧
が同一円周上に形成されるように配置したマイクロスト
リップアンテナ群と、４素子のうちのとなりあう２素子
の位相差を90度とする給電手段を有し、上記４素子のア
ンテナ群の中心から各アンテナの内側の円弧までの距離
と、上記４素子のアンテナ群の中心から各アンテナの外
側の円弧までの距離の比を調節して、Ｅ面指向性とＨ面
指向性とを一致させ広角にわたって軸比をよくならしめ
ることを特徴とする円偏波マイクロストリップアンテ
ナ。 - 【請求項２】上記、給電手段は、４素子すべてをとなり
あう２素子の位相差が同一方向まわりにすべて90度とす
る給電手段を有する請求項１記載の円偏波マイクロスト
リップアンテナ。 - 【請求項３】上記円弧状４分の１波長マイクロストリッ
プアンテナ４素子は、外側の円弧を短絡しかつ内側の円
弧を開放し、上記円弧状マイクロストリップアンテナの
辺の直線部分を開放した直線偏波を励振する円弧状マイ
クロストリップアンテナから構成される請求項１記載の
円偏波マイクロストリップアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63095388A JPH0666582B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 円偏波マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63095388A JPH0666582B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 円偏波マイクロストリップアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01268208A JPH01268208A (ja) | 1989-10-25 |
| JPH0666582B2 true JPH0666582B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=14136269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63095388A Expired - Lifetime JPH0666582B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 円偏波マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666582B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009088625A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Dx Antenna Co Ltd | アンテナ |
| CN102868007B (zh) * | 2012-09-18 | 2015-04-01 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于手性人工电磁结构的双频圆极化器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617707A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-14 | Japan Radio Co Ltd | 円偏波アレイアンテナ |
| JPS6323401A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロストリツプアンテナ |
| JPS6323402A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロストリツプアンテナ |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP63095388A patent/JPH0666582B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01268208A (ja) | 1989-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |