JPH0669726A - ラジアルラインリングアンテナ - Google Patents
ラジアルラインリングアンテナInfo
- Publication number
- JPH0669726A JPH0669726A JP423192A JP423192A JPH0669726A JP H0669726 A JPH0669726 A JP H0669726A JP 423192 A JP423192 A JP 423192A JP 423192 A JP423192 A JP 423192A JP H0669726 A JPH0669726 A JP H0669726A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radial
- radial waveguide
- dielectric substrate
- waveguide
- antenna
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 反射損失が極めて少ないラジアルラインリン
グアンテナを実現する。 【構成】 ラジアル導波路４内に突出するよう配設され
る導体ピン７が導波路４内を進行する伝送波と電磁的に
結合し、これにより放射素子６が励振される。ここで、
導体ピン７からの反射波は、導体ピン７が誘電体基板上
に規定される所定のスパイラル線上に配設されているた
め、順次遅れを伴ってラジアル導波路４の中心に戻され
る。したがって、実質的に導体ピン７１本分による反射
波の影響しか受けることがなく、アンテナ効率が向上す
る。
グアンテナを実現する。 【構成】 ラジアル導波路４内に突出するよう配設され
る導体ピン７が導波路４内を進行する伝送波と電磁的に
結合し、これにより放射素子６が励振される。ここで、
導体ピン７からの反射波は、導体ピン７が誘電体基板上
に規定される所定のスパイラル線上に配設されているた
め、順次遅れを伴ってラジアル導波路４の中心に戻され
る。したがって、実質的に導体ピン７１本分による反射
波の影響しか受けることがなく、アンテナ効率が向上す
る。
Description
【０００１】この発明は、例えば、衛星放送等を受信す
る平面アンテナに関し、特に、ラジアル導波路を備えた
ラジアルラインリングアンテナに関する。
る平面アンテナに関し、特に、ラジアル導波路を備えた
ラジアルラインリングアンテナに関する。
【０００２】
【従来技術】周知のように、近年では、衛星放送の開始
に伴って各種の平面アンテナが開発／実用化されてい
る。この種の平面アンテナの内には、上部円形導体板と
下部円形導体板とを平行に対向配置させると共に、その
周辺を短絡させて構成したラジアル導波路を備えたもの
がある。
に伴って各種の平面アンテナが開発／実用化されてい
る。この種の平面アンテナの内には、上部円形導体板と
下部円形導体板とを平行に対向配置させると共に、その
周辺を短絡させて構成したラジアル導波路を備えたもの
がある。
【０００３】こうしたラジアル導波路を用いた平面アン
テナとしては、例えば、上部円形導体板に同心円状に配
列される複数の貫通孔を穿設し、これら各貫通孔には絶
縁体を介在させてヘリカル素子の一端部をラジアル導波
路内に突出するよう配設してなるヘリカルアンテナが開
発されている。このようなヘリカルアンテナでは、各ヘ
リカル素子の巻回方向に対応した右旋円偏波あるいは左
旋円偏波を受信し、これがラジアル導波路内を伝搬しな
がら合成され、該ラジアル導波路の給電点となる中心部
に集められる。
テナとしては、例えば、上部円形導体板に同心円状に配
列される複数の貫通孔を穿設し、これら各貫通孔には絶
縁体を介在させてヘリカル素子の一端部をラジアル導波
路内に突出するよう配設してなるヘリカルアンテナが開
発されている。このようなヘリカルアンテナでは、各ヘ
リカル素子の巻回方向に対応した右旋円偏波あるいは左
旋円偏波を受信し、これがラジアル導波路内を伝搬しな
がら合成され、該ラジアル導波路の給電点となる中心部
に集められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の平面アンテナを送信系として見ると、ラジアル導波
路の中心から給電された伝送波は、周辺に向って放射状
に進行し、これがヘリカル素子の一端部、すなわち、ラ
ジアル導波路内に突出するよう配設されるピンにピック
アップされ、これにより該ヘリカル素子が励振される。
来の平面アンテナを送信系として見ると、ラジアル導波
路の中心から給電された伝送波は、周辺に向って放射状
に進行し、これがヘリカル素子の一端部、すなわち、ラ
ジアル導波路内に突出するよう配設されるピンにピック
アップされ、これにより該ヘリカル素子が励振される。
【０００５】しかしながら、このピックアップの際に
は、伝送波の一部がピンにより反射され、給電部へ戻る
反射波となる。したがって、同心円上にヘリカル素子が
配置されている場合には、各ピンからの反射波が一斉に
給電点に戻るため、反射損失が著しく大きなものにな
る。この結果、定在波が発生してアンテナ効率の低下を
招致するという問題がある。この発明は上述した事情に
鑑みてなされたもので、反射損失が極めて少ないラジア
ルラインリングアンテナを提供することを目的としてい
る。
は、伝送波の一部がピンにより反射され、給電部へ戻る
反射波となる。したがって、同心円上にヘリカル素子が
配置されている場合には、各ピンからの反射波が一斉に
給電点に戻るため、反射損失が著しく大きなものにな
る。この結果、定在波が発生してアンテナ効率の低下を
招致するという問題がある。この発明は上述した事情に
鑑みてなされたもので、反射損失が極めて少ないラジア
ルラインリングアンテナを提供することを目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
おいては、誘電体基板の下面に形成される地板と、この
地板に対して平行に対向配置され、アンテナ基部となる
円形導体板とで構成されるラジアル導波路と、このラジ
アル導波路内へ電力を供給する給電部を具備し、前記誘
電体基板の上面に複数形成され、円偏波を発生する放射
素子と、該放射素子の一端に前記誘電体基板を貫通して
前記ラジアル導波路内に突出する励振手段とを有し、前
記励振手段は、前記誘電体基板の上面に規定される所定
のスパイラル線上に順次配設されることを特徴としてい
る。
おいては、誘電体基板の下面に形成される地板と、この
地板に対して平行に対向配置され、アンテナ基部となる
円形導体板とで構成されるラジアル導波路と、このラジ
アル導波路内へ電力を供給する給電部を具備し、前記誘
電体基板の上面に複数形成され、円偏波を発生する放射
素子と、該放射素子の一端に前記誘電体基板を貫通して
前記ラジアル導波路内に突出する励振手段とを有し、前
記励振手段は、前記誘電体基板の上面に規定される所定
のスパイラル線上に順次配設されることを特徴としてい
る。
【０００７】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記放射素子は、前記始端から延びる所定長の直線路と、
この直線路を経て左右いずれかに巻回される曲線路とを
有し、前記直線路は前記ラジアル導波路の中心方向を向
くよう前記誘電体基板の上面に形成されることを特徴と
している。
記放射素子は、前記始端から延びる所定長の直線路と、
この直線路を経て左右いずれかに巻回される曲線路とを
有し、前記直線路は前記ラジアル導波路の中心方向を向
くよう前記誘電体基板の上面に形成されることを特徴と
している。
【０００８】
【作用】この発明によれば、ラジアル導波路内に突出す
る励振手段が該導波路内を進行する伝送波と電磁的に結
合し、これにより各放射素子が励振される。ここで、突
出した励振手段からの反射波は、当該励振手段が誘電体
基板上に規定される所定のスパイラル線上に配設されて
いるため、順次遅れを伴ってラジアル導波路中心に戻さ
れる。したがって、実質的に励振手段１本分の反射波の
影響しか受けないので、反射損失が低減されることにな
る。
る励振手段が該導波路内を進行する伝送波と電磁的に結
合し、これにより各放射素子が励振される。ここで、突
出した励振手段からの反射波は、当該励振手段が誘電体
基板上に規定される所定のスパイラル線上に配設されて
いるため、順次遅れを伴ってラジアル導波路中心に戻さ
れる。したがって、実質的に励振手段１本分の反射波の
影響しか受けないので、反射損失が低減されることにな
る。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１は、この発明の一実施例の全体構造
を示す斜視断面図である。これら図において、１はこの
アンテナの後背面を構成する円形導体板のフレームであ
る。２はフレーム１の上面側に所定の間隔を介して平行
に対向配置される地板である。３はこのフレーム１と地
板２との間隙に充填される低発泡誘電体板である。これ
ら要素１〜３は、ラジアル導波路４を構成している。
いて説明する。図１は、この発明の一実施例の全体構造
を示す斜視断面図である。これら図において、１はこの
アンテナの後背面を構成する円形導体板のフレームであ
る。２はフレーム１の上面側に所定の間隔を介して平行
に対向配置される地板である。３はこのフレーム１と地
板２との間隙に充填される低発泡誘電体板である。これ
ら要素１〜３は、ラジアル導波路４を構成している。
【００１０】５は地板２上に厚さＬの誘電体層を有する
プリント基板である。すなわち、このプリント基板５の
下面側が地板２となっており、一方、上面側にはエッチ
ング加工によって形成される複数のリング素子６が所定
の位置関係に基づき複数配設される。リング素子６は、
使用周波数の１波長に相当する線路長の導体路をスパイ
ラル状に形成しており、その構造および配設位置につい
ては後述する。
プリント基板である。すなわち、このプリント基板５の
下面側が地板２となっており、一方、上面側にはエッチ
ング加工によって形成される複数のリング素子６が所定
の位置関係に基づき複数配設される。リング素子６は、
使用周波数の１波長に相当する線路長の導体路をスパイ
ラル状に形成しており、その構造および配設位置につい
ては後述する。
【００１１】７はリング素子６の一端に接続され、プリ
ント基板５および地板２を貫通して介装されるプローブ
ピンであり、その構造についてはリング素子６の構造と
併せて後述する。８はこのプローブピン７を突出させる
ために地板３に形成された小円孔である。９は誘電率が
空気と同等であって、ｔａｎδ（誘電正接）が非常に小
さい高発泡誘電体から形成されるスペーサである。スペ
ーサ９は、レドーム１２とプリント基板５との間に介挿
されてアンテナ構成部材を一体化させると共に、レドー
ム１２の内面からの反射波の影響を除去するように所定
の厚さが選定されている。１３はフレーム１とレドーム
１２との嵌合部分に装着される外周ゴムリングであり、
側方からの衝撃を吸収するように形成されている。
ント基板５および地板２を貫通して介装されるプローブ
ピンであり、その構造についてはリング素子６の構造と
併せて後述する。８はこのプローブピン７を突出させる
ために地板３に形成された小円孔である。９は誘電率が
空気と同等であって、ｔａｎδ（誘電正接）が非常に小
さい高発泡誘電体から形成されるスペーサである。スペ
ーサ９は、レドーム１２とプリント基板５との間に介挿
されてアンテナ構成部材を一体化させると共に、レドー
ム１２の内面からの反射波の影響を除去するように所定
の厚さが選定されている。１３はフレーム１とレドーム
１２との嵌合部分に装着される外周ゴムリングであり、
側方からの衝撃を吸収するように形成されている。
【００１２】ラジアル導波路４には、フレーム１の中心
から同軸線路１０を介してＴＥＭ波を給電する給電部が
設けられる。この給電部は、同軸線路１０の中心導体１
１を延長してトップローディングとしたプローブから構
成され、ラジアル導波路４と広帯域で整合させるように
なっている。このような構成によれば、同軸線路１０か
ら供給されるＴＥＭ波は、ラジアル導波路４で円筒波と
なって中心から周辺に向かって放射状に伝搬し、これが
プローブピン７でピックアップされ、リング素子６を励
振するようになっている。
から同軸線路１０を介してＴＥＭ波を給電する給電部が
設けられる。この給電部は、同軸線路１０の中心導体１
１を延長してトップローディングとしたプローブから構
成され、ラジアル導波路４と広帯域で整合させるように
なっている。このような構成によれば、同軸線路１０か
ら供給されるＴＥＭ波は、ラジアル導波路４で円筒波と
なって中心から周辺に向かって放射状に伝搬し、これが
プローブピン７でピックアップされ、リング素子６を励
振するようになっている。
【００１３】次に、図２を参照し、前述したリング素子
６の構造について説明する。このリング素子６の一端に
は、プローブピン７が接続されて給電点６ａが構成され
ている。すなわち、給電点６ａの直下には、プリント基
板５に貫通孔が穿設されており、かつ、これに対応して
地板２にも半径ｒ１の小円孔８が穿設されている。そし
て、この貫通孔と小円孔８とを介して直径ｒ２（ｒ２＜
ｒ１）のプローブピン７が介装されている。なお、この
図において、プローブピン７および小円孔８の様子を分
りやすくするために、プリント基板５の一部を省略して
図示している。
６の構造について説明する。このリング素子６の一端に
は、プローブピン７が接続されて給電点６ａが構成され
ている。すなわち、給電点６ａの直下には、プリント基
板５に貫通孔が穿設されており、かつ、これに対応して
地板２にも半径ｒ１の小円孔８が穿設されている。そし
て、この貫通孔と小円孔８とを介して直径ｒ２（ｒ２＜
ｒ１）のプローブピン７が介装されている。なお、この
図において、プローブピン７および小円孔８の様子を分
りやすくするために、プリント基板５の一部を省略して
図示している。
【００１４】プローブピン７は、プリント基板５の基板
厚Ｌより長く、地板２を突出してラジアル導波路４内に
位置するピン長Ｃを有している。このピン長Ｃは、ラジ
アル導波路４内の伝送波を乱すことなく、かつ、リング
素子６を十分励振してその放射効率が最大となる最適値
に選定されている。また、プローブピン７の直径ｒ２と
小円孔８の半径ｒ１との比（ｒ２／ｒ１）は、最適な特
性インピーダンスとなるように定められている。
厚Ｌより長く、地板２を突出してラジアル導波路４内に
位置するピン長Ｃを有している。このピン長Ｃは、ラジ
アル導波路４内の伝送波を乱すことなく、かつ、リング
素子６を十分励振してその放射効率が最大となる最適値
に選定されている。また、プローブピン７の直径ｒ２と
小円孔８の半径ｒ１との比（ｒ２／ｒ１）は、最適な特
性インピーダンスとなるように定められている。
【００１５】上記構造によれば、ラジアル導波路４内を
進行する伝送波がプローブピン７によってピックアップ
され、これにより給電点６ａが励振される。そして、こ
のリング素子６は、スパイラル状に形成された線路に沿
って電流が励起されるため、線路の巻回方向に対応した
円偏波を放射する。
進行する伝送波がプローブピン７によってピックアップ
され、これにより給電点６ａが励振される。そして、こ
のリング素子６は、スパイラル状に形成された線路に沿
って電流が励起されるため、線路の巻回方向に対応した
円偏波を放射する。
【００１６】このようなリング素子６は、図３に示す位
置関係でプリント基板５上に配設される。すなわち、Ｒ
＝φλｇ／２π＋Ｂ（λｇ：ラジアル導波路内の管内波
長、Ｂ：定数）で表されるスパイラル線Ｓ上に各リング
素子６−１〜１２の給電点６ａを設けると共に、当該給
電点６ａから直線に延びる線路６ｂをラジアル導波路４
の中心（給電点）を通る動径に一致するように配置す
る。ここで、各素子の半径方向の距離をＳρ、周方向の
距離をＳφとすると、Ｓρ＝λｇ，Ｓφ＝０．８λ
0（λ0：空間波長）とする。例えば、λ0＝２５ｍｍ
（１２ＧＨｚ）の時、Ｂ＝４０ｍｍ，Ｓρ＝λｇ＝２０
ｍｍ，Ｓφ＝２０ｍｍとなる。
置関係でプリント基板５上に配設される。すなわち、Ｒ
＝φλｇ／２π＋Ｂ（λｇ：ラジアル導波路内の管内波
長、Ｂ：定数）で表されるスパイラル線Ｓ上に各リング
素子６−１〜１２の給電点６ａを設けると共に、当該給
電点６ａから直線に延びる線路６ｂをラジアル導波路４
の中心（給電点）を通る動径に一致するように配置す
る。ここで、各素子の半径方向の距離をＳρ、周方向の
距離をＳφとすると、Ｓρ＝λｇ，Ｓφ＝０．８λ
0（λ0：空間波長）とする。例えば、λ0＝２５ｍｍ
（１２ＧＨｚ）の時、Ｂ＝４０ｍｍ，Ｓρ＝λｇ＝２０
ｍｍ，Ｓφ＝２０ｍｍとなる。
【００１７】ところで、ラジアル導波路４の中心から周
辺に向って放射状に進行する伝送波は、プローブピン７
によって電磁的に結合してピックアップされるが、この
際、該ピン７は伝送波の一部を反射する。しかしなが
ら、プローブピン７をスパイラル線Ｓに沿って配列して
いるため、当該ピン７による反射波が生じる時刻は、伝
送波が中心から遠ざかるに従って次第に遅くなる。
辺に向って放射状に進行する伝送波は、プローブピン７
によって電磁的に結合してピックアップされるが、この
際、該ピン７は伝送波の一部を反射する。しかしなが
ら、プローブピン７をスパイラル線Ｓに沿って配列して
いるため、当該ピン７による反射波が生じる時刻は、伝
送波が中心から遠ざかるに従って次第に遅くなる。
【００１８】すなわち、ラジアル導波路４の中心Ｏから
見ると、伝送波の進行に伴って生じる反射波は、常に１
本のプローブピン７が発生するものであり、従来のよう
に複数のピンから一斉に反射波が戻ることが無い。つま
り、図３に示す配置関係でプローブピン７を位置させれ
ば、ピン１本分の反射波しか発生せず、アンテナ全体と
しての反射損失が極めて少なくなる訳である。なお、こ
うした位置関係でリング素子６−１〜１２を配設したラ
ジアルラインリングアンテナの反射損失は、−２０ｄＢ
となり、そのアンテナ効率は７５％になることが確認さ
れている。
見ると、伝送波の進行に伴って生じる反射波は、常に１
本のプローブピン７が発生するものであり、従来のよう
に複数のピンから一斉に反射波が戻ることが無い。つま
り、図３に示す配置関係でプローブピン７を位置させれ
ば、ピン１本分の反射波しか発生せず、アンテナ全体と
しての反射損失が極めて少なくなる訳である。なお、こ
うした位置関係でリング素子６−１〜１２を配設したラ
ジアルラインリングアンテナの反射損失は、−２０ｄＢ
となり、そのアンテナ効率は７５％になることが確認さ
れている。
【００１９】なお、上記構造によるリング素子６は、周
知のパターンエッチング加工ができ、また、プローブピ
ン７も自動実装機による自動ピン打ち加工が可能である
ので、極めて量産形態にマッチした平面アンテナとな
る。
知のパターンエッチング加工ができ、また、プローブピ
ン７も自動実装機による自動ピン打ち加工が可能である
ので、極めて量産形態にマッチした平面アンテナとな
る。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ラジアル導波路内に突出する励振手段が該導波路内
を進行する伝送波と電磁的に結合し、これにより各放射
素子が励振される。ここで、突出した各励振手段からの
反射波は、当該励振手段が誘電体基板上に規定される所
定のスパイラル線上に配設されているため、順次遅れを
伴ってラジアル導波路中心に戻される。したがって、実
質的に励振手段１本分の反射波の影響しか受けないの
で、反射損失が極めて少なく、アンテナ効率が向上す
る。
ば、ラジアル導波路内に突出する励振手段が該導波路内
を進行する伝送波と電磁的に結合し、これにより各放射
素子が励振される。ここで、突出した各励振手段からの
反射波は、当該励振手段が誘電体基板上に規定される所
定のスパイラル線上に配設されているため、順次遅れを
伴ってラジアル導波路中心に戻される。したがって、実
質的に励振手段１本分の反射波の影響しか受けないの
で、反射損失が極めて少なく、アンテナ効率が向上す
る。
【図１】この発明の一実施例の全体構造を示す斜視断面
図。
図。
【図２】同実施例であるラジアルラインリングアンテナ
の部分的構造を示す斜視断面図。
の部分的構造を示す斜視断面図。
【図３】同実施例におけるリング素子６の配置関係を示
す平面図。
す平面図。
１…フレーム、 ２…地板、 ３…低発泡誘電体、 ４…ラジアル導波路、 ５…プリント基板、 ６…リング素子、 ６ａ…給電点、 ６ｂ…線路、 ７…プローブピン、 Ｓ…スパイラル線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼野 雄司 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 誘電体基板の下面に形成される地板と、
この地板に対して平行に対向配置され、アンテナ基部と
なる円形導体板とで構成されるラジアル導波路と、 このラジアル導波路内へ電力を供給する給電部を具備
し、 前記誘電体基板の上面に複数形成され、円偏波を発生す
る放射素子と、 該放射素子の一端に前記誘電体基板を貫通して前記ラジ
アル導波路内に突出する励振手段とを有し、 前記励振手段は、前記誘電体基板の上面に規定される所
定のスパイラル線上に順次配設されることを特徴とする
ラジアルラインリングアンテナ。 - 【請求項２】 前記放射素子は、前記始端から延びる所
定長の直線路と、この直線路を経て左右いずれかに巻回
される曲線路とを有し、前記直線路は前記ラジアル導波
路の中心方向を向くよう前記誘電体基板の上面に形成さ
れることを特徴とする請求項１記載のラジアルラインリ
ングアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP423192A JPH0669726A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | ラジアルラインリングアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP423192A JPH0669726A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | ラジアルラインリングアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0669726A true JPH0669726A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=11578799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP423192A Pending JPH0669726A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | ラジアルラインリングアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669726A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003037429A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Furuno Electric Co Ltd | ヘリカルアンテナおよびヘリカルアンテナアレイ |
| JP2010192992A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Nec Corp | アンテナ装置、レドーム及び不要放射波防止方法 |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP423192A patent/JPH0669726A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003037429A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Furuno Electric Co Ltd | ヘリカルアンテナおよびヘリカルアンテナアレイ |
| JP2010192992A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Nec Corp | アンテナ装置、レドーム及び不要放射波防止方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010313 |