JPH088640A - ラジアルラインパッチアンテナ - Google Patents
ラジアルラインパッチアンテナInfo
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- JPH088640A JPH088640A JP6136997A JP13699794A JPH088640A JP H088640 A JPH088640 A JP H088640A JP 6136997 A JP6136997 A JP 6136997A JP 13699794 A JP13699794 A JP 13699794A JP H088640 A JPH088640 A JP H088640A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小形・薄形で構造の簡単化と円偏波化を図る
ことができるラジアルラインパッチアンテナの提供。 【構成】 パッチ１２１の下部位置で、そのパッチ１２
１をラジアルラインから給電し得るようにラジアルライ
ンの上部導体部１１２に開口１２３を設け、この開口１
２３をパッチ１２１とラジアルラインとの結合手段とし
たことを特徴とする。
ことができるラジアルラインパッチアンテナの提供。 【構成】 パッチ１２１の下部位置で、そのパッチ１２
１をラジアルラインから給電し得るようにラジアルライ
ンの上部導体部１１２に開口１２３を設け、この開口１
２３をパッチ１２１とラジアルラインとの結合手段とし
たことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラジアルラインパッチ
アンテナに関し、特にラジアルラインとアンテナパッチ
との結合手段に関する。
アンテナに関し、特にラジアルラインとアンテナパッチ
との結合手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動体において衛星放送を受信するよう
な場合には、衛星の方向に常に指向性を向けるために衛
星を追尾する必要がある。たとえば、アンテナ自体を水
平面内で機械的に回転させる方法がある。日本国内で移
動体で受信を行う場合には、衛星方向の仰角が約４０度
程度となる。このため仰角方向については、この方向に
アンテナの指向性を向け、水平面内では無指向性、すな
わち図８に示す円錐形の指向性を持つアンテナを構成す
ることによって、水平面の機械的回転制御を不要にし、
常に衛星からの電波を受信することができる。
な場合には、衛星の方向に常に指向性を向けるために衛
星を追尾する必要がある。たとえば、アンテナ自体を水
平面内で機械的に回転させる方法がある。日本国内で移
動体で受信を行う場合には、衛星方向の仰角が約４０度
程度となる。このため仰角方向については、この方向に
アンテナの指向性を向け、水平面内では無指向性、すな
わち図８に示す円錐形の指向性を持つアンテナを構成す
ることによって、水平面の機械的回転制御を不要にし、
常に衛星からの電波を受信することができる。
【０００３】一方、衛星放送受信用アンテナとして、図
９に示すラジアルラインを用いた小型薄型で高効率な円
偏波アンテナがある。ラジアルラインの上面にスロット
を設け、このスロットより直接空間に電磁波を放射する
アンテナである。円偏波の放射については、図９の２２
３ａおよび２２３ｂで示す９０度の位相差を持つように
構成された２つの直線偏波を放射するスロットペアによ
り、空間的に円偏波を合成する手法がとられている。こ
のため、所望の仰角θ０がアンテナの正面から離れた広
角方向にビームを持つアンテナを設計する場合には、２
つのスロットペアの素子間隔は、スロットの励振位相差
とθ0 方向からみた行路差とによる位相差が９０度とな
るように設定する必要がある。これを波長をλとして式
で示すと以下のように表される。
９に示すラジアルラインを用いた小型薄型で高効率な円
偏波アンテナがある。ラジアルラインの上面にスロット
を設け、このスロットより直接空間に電磁波を放射する
アンテナである。円偏波の放射については、図９の２２
３ａおよび２２３ｂで示す９０度の位相差を持つように
構成された２つの直線偏波を放射するスロットペアによ
り、空間的に円偏波を合成する手法がとられている。こ
のため、所望の仰角θ０がアンテナの正面から離れた広
角方向にビームを持つアンテナを設計する場合には、２
つのスロットペアの素子間隔は、スロットの励振位相差
とθ0 方向からみた行路差とによる位相差が９０度とな
るように設定する必要がある。これを波長をλとして式
で示すと以下のように表される。
【０００４】２πｄρ（１−ｃｏｓθ0 ）／λ＝π／２ 上式よりスロットペアの間隔ｄρは、 ｄρ＝λ／４（１−ｃｏｓθ0 ） となり、θ0 が４０度の場合には ｄρ＝１．０７λ となる。この素子間隔では、アレーアンテナを構成する
際に外側のスロットペア同士が重なりあったり、グレー
ディングローブが発生するなどの問題点がある。更に、
このスロットペアに用いた素子自体で円錐形の指向性を
放射することは不可能である。
際に外側のスロットペア同士が重なりあったり、グレー
ディングローブが発生するなどの問題点がある。更に、
このスロットペアに用いた素子自体で円錐形の指向性を
放射することは不可能である。
【０００５】一方広角方向にビームを向けられるラジア
ルラインを用いたアンテナとして図１０に示すラジアル
ラインとパッチの結合に導体ピンを用いた方式がある。
このアンテナでは、パッチと導体ピンを立体的に構成す
る必要があり、構造的に複雑で、高周波化においては、
高い製作精度が必要であるため製造が困難となりコスト
高になり、製作誤差により入力インピーダンスや軸比等
の電気的特性が劣化するという問題点がある。
ルラインを用いたアンテナとして図１０に示すラジアル
ラインとパッチの結合に導体ピンを用いた方式がある。
このアンテナでは、パッチと導体ピンを立体的に構成す
る必要があり、構造的に複雑で、高周波化においては、
高い製作精度が必要であるため製造が困難となりコスト
高になり、製作誤差により入力インピーダンスや軸比等
の電気的特性が劣化するという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ス
ロットを放射素子としたアンテナでは広角方向に円偏波
を放射しにくいという問題があり、また導体ピンを用い
たアンテナでは構造が複雑となり高周波化においては、
高い製作精度が要求されるため製造が困難となりコスト
高になり、製作誤差により入力インピーダンスや軸比等
の電気的特性が劣化する。
ロットを放射素子としたアンテナでは広角方向に円偏波
を放射しにくいという問題があり、また導体ピンを用い
たアンテナでは構造が複雑となり高周波化においては、
高い製作精度が要求されるため製造が困難となりコスト
高になり、製作誤差により入力インピーダンスや軸比等
の電気的特性が劣化する。
【０００７】本発明の目的は、小形・薄形で構造の簡単
化と円偏波化を図ったラジアルラインパッチアンテナを
実現することにある。
化と円偏波化を図ったラジアルラインパッチアンテナを
実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のラジアルラインパッチアンテナは、上部導
体板及び下部導体板を平行に配置してラジアルラインを
形成し、前記ラジアルラインの上に該ラジアルラインに
沿って複数個のアンテナパッチを設置した構造におい
て、前記複数個のアンテナパッチのそれぞれの下部位置
で、当該各アンテナパッチを前記ラジアルラインから給
電し得るように、前記上部導体板に適宜選定した形状の
開口を設けたことを特徴とする。
め、本発明のラジアルラインパッチアンテナは、上部導
体板及び下部導体板を平行に配置してラジアルラインを
形成し、前記ラジアルラインの上に該ラジアルラインに
沿って複数個のアンテナパッチを設置した構造におい
て、前記複数個のアンテナパッチのそれぞれの下部位置
で、当該各アンテナパッチを前記ラジアルラインから給
電し得るように、前記上部導体板に適宜選定した形状の
開口を設けたことを特徴とする。
【０００９】そして、前記複数個のアンテナパッチは、
円偏波を放射する素子であることを特徴とする。
円偏波を放射する素子であることを特徴とする。
【００１０】また、本発明のラジアルラインパッチアン
テナには、コニカルビームを放射する手段を設けたこと
を特徴とする。
テナには、コニカルビームを放射する手段を設けたこと
を特徴とする。
【００１１】また、前記複数個のアンテナパッチは、高
次モードで励振すること特徴とする。
次モードで励振すること特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明のラジアルラインパッチアンテナでは、
ラジアルラインと複数個のアンテナパッチとの間をそれ
ぞれ結合する手段は、ラジアルラインにおける上部導体
板に設けた適宜選定した形状の開口である。
ラジアルラインと複数個のアンテナパッチとの間をそれ
ぞれ結合する手段は、ラジアルラインにおける上部導体
板に設けた適宜選定した形状の開口である。
【００１３】従って、本発明のラジアルラインパッチア
ンテナでは放射素子自体が円偏波を放射する構成が可能
でなり、放射素子自体でコニカルビームで励振させるよ
うな構成を実現できるため広角方向で良好な軸比が得ら
れる。特に、コニカルビームを放射するようなアンテナ
では効果がある方式である。
ンテナでは放射素子自体が円偏波を放射する構成が可能
でなり、放射素子自体でコニカルビームで励振させるよ
うな構成を実現できるため広角方向で良好な軸比が得ら
れる。特に、コニカルビームを放射するようなアンテナ
では効果がある方式である。
【００１４】また、本アンテナにおいてはコニカルビー
ムの励振等を行うことができるため水平方向の機械的な
追尾を不要になる。
ムの励振等を行うことができるため水平方向の機械的な
追尾を不要になる。
【００１５】
【実施例】以下に本発明に係るラジアルラインパッチア
ンテナの実施例に基づき説明する。
ンテナの実施例に基づき説明する。
【００１６】図１に本発明の一実施例であるラジアルラ
インパッチアンテナを示す。図１（ａ）は本アンテナの
平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’における断
面図を示す。１１１及び１１２はラジアルラインを構成
するための平行に設置された導体板で、前記ラジアルラ
インの中央または中央付近に同軸線路１３１が接続さ
れ、この同軸線路の中心導体１３２がラジアルライン内
に挿入され、ラジアルラインを給電する。前記ラジアル
ラインの上部導体板１１２の上部には誘電体基板１２２
を介してアンテナ素子として動作するパッチ１２１が構
成されている。パッチ１２１は円偏波を放射させるため
に円形パッチに切り欠きがあり、前記導体板１１２に、
前記パッチ１２１の直下またはその直下付近にクロスス
ロット１２３が設けられている。
インパッチアンテナを示す。図１（ａ）は本アンテナの
平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’における断
面図を示す。１１１及び１１２はラジアルラインを構成
するための平行に設置された導体板で、前記ラジアルラ
インの中央または中央付近に同軸線路１３１が接続さ
れ、この同軸線路の中心導体１３２がラジアルライン内
に挿入され、ラジアルラインを給電する。前記ラジアル
ラインの上部導体板１１２の上部には誘電体基板１２２
を介してアンテナ素子として動作するパッチ１２１が構
成されている。パッチ１２１は円偏波を放射させるため
に円形パッチに切り欠きがあり、前記導体板１１２に、
前記パッチ１２１の直下またはその直下付近にクロスス
ロット１２３が設けられている。
【００１７】前記中心導体１３２によりラジアルライン
内に給電された電力は、１３２よりラジアルラインの外
周方向へ伝搬し、ラジアルラインの上面に設けられたク
ロススロット１２３より、上部のパッチ１２１へと給電
され、空間に電力が放射され残りの電力は図２（ａ）に
示す金属壁１１３または図２（ｂ）に示す吸収体１１４
などで構成されるラジアルラインの終端部へ伝搬する。
内に給電された電力は、１３２よりラジアルラインの外
周方向へ伝搬し、ラジアルラインの上面に設けられたク
ロススロット１２３より、上部のパッチ１２１へと給電
され、空間に電力が放射され残りの電力は図２（ａ）に
示す金属壁１１３または図２（ｂ）に示す吸収体１１４
などで構成されるラジアルラインの終端部へ伝搬する。
【００１８】図１に示す円形パッチを６素子同心円上に
ラジアルラインの中心１４１を中心に対し１重配列した
構成では、対角方向に配列された円形パッチ１２１ａと
１２１ｂは等振幅同相給電されるが、各素子の初期偏波
方向が１８０度異なるために、アンテナの正面方向で
は、互いに打ち消し電界は零となる。一方、ある広角方
向で同相合成される。更に残りの円形パッチについても
同様となり、結果的に円錐ビームを放射するアンテナと
なる。円偏波については、各円形パッチアンテナで円偏
波を発生させているのでアレー化しても円偏波を実現さ
れる。図３に、周波数１０．３ＧＨｚにおける放射パタ
ーンを示す。円形パッチアンテナの直径は７ｍｍ、クロ
ススロットの各スロットの長さは６ｍｍ、１重の円形ア
レーの半径は１８ｍｍで、誘電率２，６に誘電体基板上
に形成されている。この場合主ビームは約３０度方向に
向いており軸比は１．７ｄＢである。１重の円形アレー
の半径は最適化することで、主ビームの方向は任意に設
定することができる。
ラジアルラインの中心１４１を中心に対し１重配列した
構成では、対角方向に配列された円形パッチ１２１ａと
１２１ｂは等振幅同相給電されるが、各素子の初期偏波
方向が１８０度異なるために、アンテナの正面方向で
は、互いに打ち消し電界は零となる。一方、ある広角方
向で同相合成される。更に残りの円形パッチについても
同様となり、結果的に円錐ビームを放射するアンテナと
なる。円偏波については、各円形パッチアンテナで円偏
波を発生させているのでアレー化しても円偏波を実現さ
れる。図３に、周波数１０．３ＧＨｚにおける放射パタ
ーンを示す。円形パッチアンテナの直径は７ｍｍ、クロ
ススロットの各スロットの長さは６ｍｍ、１重の円形ア
レーの半径は１８ｍｍで、誘電率２，６に誘電体基板上
に形成されている。この場合主ビームは約３０度方向に
向いており軸比は１．７ｄＢである。１重の円形アレー
の半径は最適化することで、主ビームの方向は任意に設
定することができる。
【００１９】図１では６素子の円形パッチを同心円上に
１重に配列されているが、素子数と配列の数は任意であ
り、図１以外の構成でも同様な効果が得られ、素子数が
多くなるほど指向性の絞られた高利得なアンテナを構成
する事ができる。
１重に配列されているが、素子数と配列の数は任意であ
り、図１以外の構成でも同様な効果が得られ、素子数が
多くなるほど指向性の絞られた高利得なアンテナを構成
する事ができる。
【００２０】図１の円形パッチ１２１は、基本モードで
円偏波を放射するアンテナ構造である切り欠きを入れた
形状であるが、所望の仰角と一致する円錐形状のビーム
を放射する図５に示す高次モードの素子を用いること
で、広角方向の軸比を改善することもできる。また用途
により図４に示した形状の素子などを用いる。
円偏波を放射するアンテナ構造である切り欠きを入れた
形状であるが、所望の仰角と一致する円錐形状のビーム
を放射する図５に示す高次モードの素子を用いること
で、広角方向の軸比を改善することもできる。また用途
により図４に示した形状の素子などを用いる。
【００２１】更に、図１に示した前記クロススロット
は、以外に用途や結合の強さを制御するなどの目的によ
り、図６に示す形状であっても同様の効果が得られる。
なお、スロットの位置は必ずしも素子の中心にあるもの
ではなく、図７に示すように素子内部であればその数お
よび位置は任意である。
は、以外に用途や結合の強さを制御するなどの目的によ
り、図６に示す形状であっても同様の効果が得られる。
なお、スロットの位置は必ずしも素子の中心にあるもの
ではなく、図７に示すように素子内部であればその数お
よび位置は任意である。
【００２２】また、コニカルビームを発生させる例を説
明したが、素子の配列法を変えることで、正面方向やあ
る角度方向ビームチルト方向に主ビームを有するアンテ
ナも実現することができる。
明したが、素子の配列法を変えることで、正面方向やあ
る角度方向ビームチルト方向に主ビームを有するアンテ
ナも実現することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ラ
ジアルラインとパッチアンテナとの結合手段としてラジ
アルラインにおける上部導体板に適宜選定した形状の開
口を設けた構成であるので、小形・薄形で構造の簡単化
と高周波波化に適した構成を実現し、容易にかつ、高精
度、低コストで製作可能な円偏波アンテナを構成するこ
とが可能である。
ジアルラインとパッチアンテナとの結合手段としてラジ
アルラインにおける上部導体板に適宜選定した形状の開
口を設けた構成であるので、小形・薄形で構造の簡単化
と高周波波化に適した構成を実現し、容易にかつ、高精
度、低コストで製作可能な円偏波アンテナを構成するこ
とが可能である。
【００２４】また、上記ラジアルラインパッチアンテナ
では結合部と放射部を別々であるため、放射素子自体で
円偏波を放射することが可能であるため、設計の自由度
が増えると共に広角方向で良好な軸比が得られる。
では結合部と放射部を別々であるため、放射素子自体で
円偏波を放射することが可能であるため、設計の自由度
が増えると共に広角方向で良好な軸比が得られる。
【００２５】更に、本アンテナにおいてはコニカルビー
ムの励振等を行うことができるため水平方向の機械的な
追尾を不要になる。
ムの励振等を行うことができるため水平方向の機械的な
追尾を不要になる。
【００２６】上記コニカルビームを放射するようなアン
テナでは、放射素子自体をコニカルビームで励振させる
ような構成にできるため良好な軸比特性を実現できる。
テナでは、放射素子自体をコニカルビームで励振させる
ような構成にできるため良好な軸比特性を実現できる。
【図１】本発明の一実施例のラジアルパッチアンテナを
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の一実施例で採用した導体板の終端の例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による放射パターンの例を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明の一実施例で採用した素子形状の例を示
す図である。
す図である。
【図５】円形パッチの基本モードと高次モードを示す図
である。
である。
【図６】本発明の一実施例で採用した開口形状の例を示
す図である。
す図である。
【図７】本発明の一実施例で採用したスロットと素子の
位置関係を示す図である。
位置関係を示す図である。
【図８】コニカルビーム放射アンテナの概念図である。
【図９】スロットを放射素子とした従来のアンテナの一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１０】パッチを放射素子とした従来のアンテナの一
例を示す図である。
例を示す図である。
１１１ 上部導体板 １１２ 下部導体板 １１３ 金属壁 １１４ 吸収体 １２１ パッチ １２２ 誘電体 １２３ 開口 １３１ 同軸線路 １３２ 同時線路の中心導体 ２１１ 上部導体板 ２１２ 下部導体板 ２１３ 金属壁 ２２３ａ，２２３ｂ スロット素子 ２３１ 同軸線路 ２３２ 同軸線路の中心導体 ３１１ 上部導体板 ３１２ 下部導体板 ３１３ 金属壁 ３２１ パッチ ３２２ 誘電体 ３２４ 導体ピン ３３１ 同軸線路 ３３２ 同軸線路の中心導体
Claims (4)
- 【請求項１】 上部導体板及び下部導体板を平行に配置
してラジアルラインを形成し、前記ラジアルラインの上
に該ラジアルラインに沿って複数個のアンテナパッチを
設置した構造において、 前記複数個のアンテナパッチのそれぞれの下部位置で、
当該各アンテナパッチを前記ラジアルラインから給電し
得るように前記上部導体板に適宜選定した形状の開口を
設けたことを特徴とするラジアルラインパッチアンテ
ナ。 - 【請求項２】 前記複数個のアンテナパッチは、円偏波
を放射する素子であることを特徴とする請求項１記載の
ラジアルラインパッチアンテナ。 - 【請求項３】 コニカルビームを放射することを特徴と
する請求項１および請求項２記載のラジアルラインパッ
チアンテナ。 - 【請求項４】 前記複数個のアンテナパッチは、高次モ
ードで励振することを特徴とする請求項３記載のラジア
ルラインパッチアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6136997A JPH088640A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | ラジアルラインパッチアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6136997A JPH088640A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | ラジアルラインパッチアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088640A true JPH088640A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15188382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6136997A Pending JPH088640A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | ラジアルラインパッチアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088640A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6204910B1 (en) | 1998-09-03 | 2001-03-20 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Image processing system operable at high speed |
| US7027090B2 (en) | 2000-02-03 | 2006-04-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image input device |
| EP2366361A2 (en) | 2010-03-16 | 2011-09-21 | J. Morita Manufacturing Corporation | Treatment unit |
| US10431899B2 (en) | 2014-02-19 | 2019-10-01 | Kymeta Corporation | Dynamic polarization and coupling control from a steerable, multi-layered cylindrically fed holographic antenna |
| EP3108538B1 (en) * | 2014-02-19 | 2020-12-23 | Kymeta Corporation | Dynamic polarization and coupling control for a steerable cylindrically fed holographic antenna |
| US10892553B2 (en) | 2018-01-17 | 2021-01-12 | Kymeta Corporation | Broad tunable bandwidth radial line slot antenna |
| CN112467353A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-09 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线装置及电子设备 |
-
1994
- 1994-06-20 JP JP6136997A patent/JPH088640A/ja active Pending
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