JPH0766626A - マイクロストリップアレーアンテナ - Google Patents

マイクロストリップアレーアンテナ

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Publication number
JPH0766626A
JPH0766626A JP6179800A JP17980094A JPH0766626A JP H0766626 A JPH0766626 A JP H0766626A JP 6179800 A JP6179800 A JP 6179800A JP 17980094 A JP17980094 A JP 17980094A JP H0766626 A JPH0766626 A JP H0766626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
array antenna
metal
microstrip array
microstrip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6179800A
Other languages
English (en)
Inventor
Piermario Besso
ピエルマリオ・ベツソ
Paolo Bielli
パオロ・ビエリ
Davide Forigo
ダヴイデ・フオリゴ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SIP SAS
TIM SpA
Original Assignee
SIP SAS
SIP Societa Italiana per lEsercizio delle Telecomunicazioni SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SIP SAS, SIP Societa Italiana per lEsercizio delle Telecomunicazioni SpA filed Critical SIP SAS
Publication of JPH0766626A publication Critical patent/JPH0766626A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/005Patch antenna using one or more coplanar parasitic elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 E−およびH−面に対称的な放射パターンを
示し、使用可能帯域巾に対する−20dB反射減衰量は
中心周波数の約7%に等しくそして主ローブに比較して
90°における第2ローブのそれは−60dBに減少さ
れ現在使用される反射型アンテナの性能に匹敵するマイ
クロストリップアレーアンテナの提供。 【構成】 底壁と側壁を設けた金属箱から構成されたキ
ャリア構造(1)であって、該側壁に第1乃至第3層の
連続層(2、3、4)からなる本体および給電ネットワ
ークに連続したコネクタ(CO)が固定された該キャリ
ア構造(1)から構成されるマイクロストリップアレー
アンテナにおいて、無給電(non-fed )共振金属エレメ
ントが上記第3層(4)上に形成された該放射要素の周
りの1またはそれ以上の周囲に沿って位置しそして第2
の層(3)の金属平面が該無給電共振金属エレメントの
下方に延長することを特徴とするマイクロストリップア
レーアンテナ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特定的にはマイクロスト
リップアレーアンテナ、即ちマイクロ波電気通信系用の
装置に関する。マイクロストリップアレーアンテナはマ
イクロ波指向性アンテナでありこのアンテナは区間リン
クおよび区対多区間リンク(point to multipoint lin
k)の両方の電気通信ネットワークにおける、スピー
チ、データ、ビデオおよび基地局や基地局間の相互接続
用の移動無線ネットワークにおけるサービス用のアンテ
ナとして都合良く使用できる。これらのアンテナは1
9、28近辺で38GHzの周波数帯(ここに必要な帯
域巾は約2GHzである)における国内電話サービスの
無線リンクに使用されるべく設置される。
【0002】
【従来の技術】マイクロストリップアレーアンテナは
F.ロスタン卿著,第3国際会議会報,UK,エディン
バラ,(1993年4月号、1993年3月2日発行)
「アンテナと伝搬」に記載の論文「サテライトTV受信
のための広帯域孔組み合わせマイクロストリップパッチ
アレー(Wideband Aperture-coupled Microstrip Patch
Array for Satellite TV Reception)」に記載されてい
る。これらのアンテナをサテライトからの直接TV受信
に設計され、2つの実験的形態に製作され、その一つは
8×8エレメントアレーにそして他は16×16エレメ
ントアレーに製作されている。この第2の形態の16×
16エレメントに測定が行われたところ、3%帯域巾に
対してのみ−20dBより低い反射係数を示しEとH−
の両面に完全な対称放射ローブを有しない。これらの性
能はTV番組の受信には許容できるが電気通信アンテナ
としては充分とは云えない。
【0003】
【本発明の目的】従来のマイクロストリップアレーアン
テナはそれらの平らな構造により非常に減少した容量と
重量のため市街地域で使用するに特に適している。これ
らは僅か数センチという厚さのため目立つことなくそれ
故にそれらを設置する場合にその構造を変形することな
しに行えかつ市街地の環境基準に適応できる。更にこれ
らのアンテナは対応するリフレクタ型アンテナよりも低
価格で製造できる。
【0004】
【本発明の解決しようとする課題】マイクロストリップ
アレーアンテナの設計における主たる目的は同一の寸法
を有するリフレクタ型アンテナと比較できる放射特性を
得ることである。より特定的には最も重要な要件はアン
テナの側面ローブの減少であり、必要な帯域巾に対する
利得であり、E面とH面の両面における主ローブの対称
性でありそして反射減衰量の減少である。高い利得は多
数の放射エレメントにより形成されたアレーであって
(これら数は4単位に及ぶ)適切なマイクロストリップ
ネットワークにより給電されることにより得られ、この
ネットワークの仕事は総てのエレメント間に電力を等し
く分配することにある。マイクロストリップアレーアン
テナの以上の欠点を除去することが本発明の目的であ
り、E−およびH−面に対称的な放射パターンを示し、
使用可能帯域巾に対する−20dB反射減衰量は中心周
波数の約7%に等しくそして主ローブに比較して90°
における第2ローブのそれは−60dBに減少される。
これらは現在使用される反射型アンテナの性能に匹敵す
る。本発明の特別な目的は本願請求項1の特徴部分に記
載のマイクロストリップアレーアンテナにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】下記本発明により前記課
題が解決されることが判った。誘電体シートから構成さ
れた第1の層(2)で該シート上にマイクロストリップ
フェッドネットワークが構成されており、マッチングお
よびカプリング回路に終わる相続く3dBパワースプリ
ッタの周期的反復により得られた第1の層(2)、グラ
ウンド金属平面からなり、複数の矩形スロットにより周
期的に穿孔された第2の層(3)、誘電体シートから構
成され第3の層(4)で該シート上に放射金属エレメン
トアレーが形成され、波長λで共振しそして上記第2の
層(3)に設けられたスロットを通して上記第1の層
(2)上に形成された給電ネットワークにより給電され
る第3の層(4)、底壁と複数の側壁を設けた金属箱か
ら構成されたキャリア構造(1)であって、該側壁に上
記層の連続体(2、3、4)および給電ネットワークに
連結したコネクタ(CO)が固定された該キャリア構造
(1)から構成されるマイクロストリップアレーアンテ
ナにおいて、無給電(non-fed )共振金属エレメントが
上記第3層(4)上に形成された該放射要素の周りの1
またはそれ以上の周囲に沿って位置し、そして第2の層
(3)の金属平面が該無給電共振金属エレメントの下方
に延長することを特徴とするマイクロストリップアレー
アンテナ。以上およびその他本発明の特徴は下記実施例
及び図面に基づいてより明確にされよう。
【0006】
【実施例】第1図において、1は金属箱から構成された
キャリア構造を示し、この箱は例えばアルミニウムによ
り製造され、通常は正方形の底壁と4つの側壁を有しこ
の側壁にネジ手段によりアンテナ平面構造が固定され
る。従ってアンテナ構造は金属底壁から適切な距離、例
えば1.25λ(ここにλは中心帯域波長である)離れ
て保持される。このキャリア構造の機能はアンテナの前
後電界比を改変しそして給電ネットワークをシールドし
更にコネクタCOを一つの側壁に設置しそして底壁上に
アンカユニットを設置する。層2は誘電率ε=2.2を
有する誘電体からなるシートであり、この上に給電ネッ
トワークがプリント回路技術によりフォトエッチングさ
れる。このネットワークは連続する3dB電力スプリッ
タの周期的反復により得られ、16×16マッチングお
よびカプリング回路に終わって放射エレメントに到る。
これらの回路はより詳細に後記される。層3はグラウン
ドされた金属平面から成り、16×16の多数の矩形ス
ロット(長さλ/4、λ/10とλ/20間の巾そして
λ/2離隔した)により両直角方向に周期的に穿孔され
る。この金属平面は最外部横列と最外部縦列を超えて外
部スロットの対称中心から測って少なくとも2λに等し
い長さだけ伸長する。
【0007】層4は誘電率ε=2.2を有する誘電体か
ら構成されたシートであり、該シート上に正方形共振金
属エレメントのアレーがフォトエッチングされる。これ
らエレメントは20×20エレメントアレーを形成し、
その中心部は16×16エレメントから構成され層3の
スロットを通じて給電ネットワークにより給電される。
残る2つの外側列に属するエレメントは意図的に給電さ
れない。この理由から、これらの残る列には下にある層
のスロットはおろか給電ネットワークを保持するこの層
にあるマッチングおよびカプリング回路が対応しない。
このアンテナは各層2、3および4を相互に、それら自
体の縁部に沿って挿入されたねじにより固着することに
より得られた多層構造をキャリア構造1の側壁に固着し
そしてコネクタCOを給電ネットワークに連結すること
により作動する。無給電エレメントの存在は上記性能を
得るため、より特定的には中心周波数の約7%に等しい
使用できる帯域巾に対し−20dBの反射減衰量に対
し、無給電エレメント無しでは使用できる帯域巾は僅か
3%に過ぎないという事実に基づく。このアンテナは−
25dBの反射減衰量レベルにおいて中心周波数の10
%に等しい広い帯域を、第1図層4におけると同様な放
射金属エレメントアレーを含む更に別の層をこの多層構
造に重ねることにより提供することができる。
【0008】第2図には3dB電力スプリッタ(DPに
より示す)に連結した2つのマッチングおよびカプリン
グ回路を示す。各回路は伝送線LTの一部から構成さ
れ、このLTは上にある層3に設けた矩形スロットAP
とマッチングスタブST間の中心に信号を搬送する。第
3図は無給電エレメントを有するアンテナ(OL)とか
かるエレメントを有しないアンテナ(NE)の両方の反
射減衰量の振巾AMPを比較のため示す。第1の場合−
20dB帯は1.2GHzであり、第2の場合は僅か
0.5GHzである。第4図はH−面における放射パタ
ーンセクションを、第5図はE−面における放射パター
ンセクションを示し良好な対称が両面に明白に示され
る。
【0009】以上実施例は本発明の非限定的実施例とし
てのみ示されたものであり種々の変形変化は本願請求項
記載の範囲内で可能である。例えば給電エレメントのア
レーに外方から一列のみまたは2列またはそれ以上のエ
レメントを無給電に設けること、また各列それ自体完全
体とならないもの等、更に非正方形アンテナの場合は無
給電エレメントは給電エレメントのアレーの周りの1つ
またはそれ以上の外周に沿って配置されようしまた金属
平面3(第1図)はこれら無給電エレメントの下方に延
長し得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 16×16の放射エレメントから構成された
アレーアンテナ構造の立体図である。
【図2】 給電ネットワークの断面である。
【図3】 周波数の関数として反射減衰量係向を示す図
表である。
【図4】 H−面における放射パターンセクションを示
す。
【図5】 E−面における放射パターンセクションを示
す。
【符号の説明】
1・・・箱状キャリア構造体 2・・・誘電体層 3・・・グラウンド金属平面 4・・・誘電体シート CO・・・コネクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエルマリオ・ベツソ イタリー国トリノ、キヴアツソ、ヴイア・ バツソ 8/ビー (72)発明者 パオロ・ビエリ イタリー国トリノ、コリオ、ヴイア・トリ ノ 140 (72)発明者 ダヴイデ・フオリゴ イタリー国トリノ、オルバツサノ、ヴイ ア・フレユス 48/1

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体シートから構成された第1の層
    (2)で該シート上にマイクロストリップフェッドネッ
    トワークが構成されており、マッチングおよびカプリン
    グ回路に終わる相続く3dBパワースプリッタの周期的
    反復により得られた第1の層(2)、グラウンド金属平
    面からなり、複数の矩形スロットにより周期的に穿孔さ
    れた第2の層(3)、誘電体シートから構成され第3の
    層(4)で該シート上に放射金属エレメントアレーが形
    成され、波長λで共振しそして上記第2の層(3)に設
    けられたスロットを通して上記第1の層(2)上に形成
    された給電ネットワークにより給電される第3の層
    (4)、底壁と複数の側壁を設けた金属箱から構成され
    たキャリア構造(1)であって、該側壁に上記層の連続
    体(2、3、4)および給電ネットワークに連結したコ
    ネクタ(CO)が固定された該キャリア構造(1)から
    構成されるマイクロストリップアレーアンテナにおい
    て、無給電(non-fed )共振金属エレメントが上記第3
    層(4)上に形成された該放射要素の周りの1またはそ
    れ以上の周囲に沿って位置し、そして第2の層(3)の
    金属平面が該無給電共振金属エレメントの下方に延長す
    ることを特徴とするマイクロストリップアレーアンテ
    ナ。
  2. 【請求項2】 上記第3の層(4)上に更に、上記第3
    の層上に既に存在すると同様な放射金属エレメントのア
    レーを含む層を設置することを特徴とする請求項1記載
    のマイクロストリップアレーアンテナ。
JP6179800A 1993-07-21 1994-07-08 マイクロストリップアレーアンテナ Pending JPH0766626A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITTO930543A IT1260934B (it) 1993-07-21 1993-07-21 Antenna a schiera in microstriscia
IT93A000543 1993-07-21

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JPH0766626A true JPH0766626A (ja) 1995-03-10

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ID=11411636

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JP6179800A Pending JPH0766626A (ja) 1993-07-21 1994-07-08 マイクロストリップアレーアンテナ

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CA (1) CA2128454A1 (ja)
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IT1260934B (it) 1996-04-29
CA2128454A1 (en) 1995-01-22
EP0635899A1 (en) 1995-01-25
ITTO930543A0 (it) 1993-07-21
AU6342994A (en) 1995-02-02

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