JPH104312A - 連続する横断方向スタブアンテナアレイの位相同調技術 - Google Patents
連続する横断方向スタブアンテナアレイの位相同調技術Info
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- JPH104312A JPH104312A JP9039256A JP3925697A JPH104312A JP H104312 A JPH104312 A JP H104312A JP 9039256 A JP9039256 A JP 9039256A JP 3925697 A JP3925697 A JP 3925697A JP H104312 A JPH104312 A JP H104312A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
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- H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/28—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave comprising elements constituting electric discontinuities and spaced in direction of wave propagation, e.g. dielectric elements or conductive elements forming artificial dielectric
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、スタブ素子が規則的な間隔で配置
できるように位相同調することのできる横断方向スタブ
アンテナアレイを提供することを目的とする。 【解決手段】 板状の誘電材料12と、その第１の表面14
から突出している複数の横断方向スタブ素子13と、第１
の表面14および各スタブ素子13の側面15上に配置された
第１の金属層16と、板状の誘電材料12の第２の表面17上
に配置され、アレイ103 の接地平面18を形成しているた
第２の金属層16と、スタブ素子13の長手方向に沿って板
状の誘電材料12を横方向に横切って延在する各スタブ素
子13間に配置され、板状の誘電材料12内に形成され、Ｔ
を逆さにした断面形状を有し、それぞれが接地平面に取
り囲まれている複数の同調部分11とを具備していること
を特徴とする。
できるように位相同調することのできる横断方向スタブ
アンテナアレイを提供することを目的とする。 【解決手段】 板状の誘電材料12と、その第１の表面14
から突出している複数の横断方向スタブ素子13と、第１
の表面14および各スタブ素子13の側面15上に配置された
第１の金属層16と、板状の誘電材料12の第２の表面17上
に配置され、アレイ103 の接地平面18を形成しているた
第２の金属層16と、スタブ素子13の長手方向に沿って板
状の誘電材料12を横方向に横切って延在する各スタブ素
子13間に配置され、板状の誘電材料12内に形成され、Ｔ
を逆さにした断面形状を有し、それぞれが接地平面に取
り囲まれている複数の同調部分11とを具備していること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は連続する横断方向位
相同調スタブアンテナアレイ、特に素子が規則的な間隔
を有するように各素子の位相同調を可能にする連続する
横断方向スタブアンテナアレイにおける位相同調部分の
使用に関する。
相同調スタブアンテナアレイ、特に素子が規則的な間隔
を有するように各素子の位相同調を可能にする連続する
横断方向スタブアンテナアレイにおける位相同調部分の
使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続する横断方向スタブアンテナアレイ
は、1993年11月30日に発行された米国特許第 5,266,961
号明細書、および1993年 8月10日に出願された米国特許
出願第08/104,020号明細書に記載されており、両者は本
発明の発明者によって出願されている。連続する横断方
向スタブアンテナアレイの素子は、アレイの性能を最良
にするために同調されなければならない。
は、1993年11月30日に発行された米国特許第 5,266,961
号明細書、および1993年 8月10日に出願された米国特許
出願第08/104,020号明細書に記載されており、両者は本
発明の発明者によって出願されている。連続する横断方
向スタブアンテナアレイの素子は、アレイの性能を最良
にするために同調されなければならない。
【０００３】各素子を同調する現在の方法は、隣接する
アンテナ素子間の間隔を変えるものである。同調のため
に素子が移動されると、アレイの振幅および位相は調節
を必要とする。反復的な処理によって、各素子の挿入さ
れた振幅および位相が得られる。その結果アレイは、間
隔が不規則に配置され、各素子の振幅および位相が近接
するようになる。
アンテナ素子間の間隔を変えるものである。同調のため
に素子が移動されると、アレイの振幅および位相は調節
を必要とする。反復的な処理によって、各素子の挿入さ
れた振幅および位相が得られる。その結果アレイは、間
隔が不規則に配置され、各素子の振幅および位相が近接
するようになる。
【０００４】不規則な間隔のアレイの欠点は、それらの
アンテナパタンが均等な規則的間隔のアレイよりもより
も広いビーム幅、高いサイドローブレベルを有し、した
がって利得が低くなることである。本発明は、連続する
横断方向スタブアンテナアレイにおいて素子間の間隔を
変える必要を除去するものである。
アンテナパタンが均等な規則的間隔のアレイよりもより
も広いビーム幅、高いサイドローブレベルを有し、した
がって利得が低くなることである。本発明は、連続する
横断方向スタブアンテナアレイにおいて素子間の間隔を
変える必要を除去するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、素子が規則的な間隔で配置されるように各素子
を位相同調する位相同調部分を使用する連続する横断方
向スタブアンテナアレイを提供することである。
目的は、素子が規則的な間隔で配置されるように各素子
を位相同調する位相同調部分を使用する連続する横断方
向スタブアンテナアレイを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
を満たすために、本発明は隣接するスタブ素子間に配置
された位相同調部分を含む連続する横断方向スタブアン
テンナアレイを提供する。本発明は特に、第１の表面か
ら突出している複数の横断方向スタブ素子を有する板状
の誘電材料を含む連続する横断方向スタブアンテナアレ
イを提供する。第１の金属層は第１の表面および各スタ
ブ素子の側面上に配置され、第２の金属層はアレイの接
地平面を形成する板状の誘電材料の第２の表面上に配置
されている。複数の同調部分は、板状の誘電材料内に形
成され、各スタブ素子の中間に配置されている。複数の
同調部分は、スタブ素子の長手方向に沿って誘電材料を
横方向に横切って延在している。複数の同調部分はＴを
逆さにした断面形状を有し、接地平面が各同調部分を取
囲んでいる。
を満たすために、本発明は隣接するスタブ素子間に配置
された位相同調部分を含む連続する横断方向スタブアン
テンナアレイを提供する。本発明は特に、第１の表面か
ら突出している複数の横断方向スタブ素子を有する板状
の誘電材料を含む連続する横断方向スタブアンテナアレ
イを提供する。第１の金属層は第１の表面および各スタ
ブ素子の側面上に配置され、第２の金属層はアレイの接
地平面を形成する板状の誘電材料の第２の表面上に配置
されている。複数の同調部分は、板状の誘電材料内に形
成され、各スタブ素子の中間に配置されている。複数の
同調部分は、スタブ素子の長手方向に沿って誘電材料を
横方向に横切って延在している。複数の同調部分はＴを
逆さにした断面形状を有し、接地平面が各同調部分を取
囲んでいる。
【０００７】各同調部分は、誘電材料から構成される第
１のスタブ素子に隣接して配置された第１の並列プレー
ト部分を含んでいる。第１の４分の１波長変換部分は、
第１の並列プレート部分に隣接して配置されている。第
２の並列プレート部分は、誘電材料で部分的に充填さ
れ、第１の４分の１波長変換部分に隣接して配置されて
いる。第２の４分の１波長変換部分は、誘電材料で部分
的に充填された第２の並列プレート部分に隣接して配置
されている。第３の並列プレート部分は、第２の４分の
１波長変換部分と誘電材料で完全に充填された第２のス
タブ素子との間に配置されている。第１および第３の並
列プレート部分の幅と第１および第２の４分の１波長変
換部分の幅とは実質的に同じである。第２の並列プレー
ト部分の幅の寸法を変えることによって、隣接するスタ
ブ素子間の位相が同調される。
１のスタブ素子に隣接して配置された第１の並列プレー
ト部分を含んでいる。第１の４分の１波長変換部分は、
第１の並列プレート部分に隣接して配置されている。第
２の並列プレート部分は、誘電材料で部分的に充填さ
れ、第１の４分の１波長変換部分に隣接して配置されて
いる。第２の４分の１波長変換部分は、誘電材料で部分
的に充填された第２の並列プレート部分に隣接して配置
されている。第３の並列プレート部分は、第２の４分の
１波長変換部分と誘電材料で完全に充填された第２のス
タブ素子との間に配置されている。第１および第３の並
列プレート部分の幅と第１および第２の４分の１波長変
換部分の幅とは実質的に同じである。第２の並列プレー
ト部分の幅の寸法を変えることによって、隣接するスタ
ブ素子間の位相が同調される。
【０００８】連続する横断方向スタブアレイの素子の中
間に位相同調部分を使用することによって、素子を規則
的な間隔で配置することができる。アレイ内の素子を規
則的な間隔で配置することができるように、位相同調部
分が連続する横断方向スタブアンテナアレイ内の各素子
を位相同調するために使用される。
間に位相同調部分を使用することによって、素子を規則
的な間隔で配置することができる。アレイ内の素子を規
則的な間隔で配置することができるように、位相同調部
分が連続する横断方向スタブアンテナアレイ内の各素子
を位相同調するために使用される。
【０００９】連続する横断方向スタブアンテナアレイの
素子間においてこの位相同調部分を使用することによっ
て、以下の効果が得られる。規則的な間隔および素子励
起の正確さの増加のために、ビーム幅およびサイドロー
ブレベル特性の向上が達成される。気体区域は固体の誘
電区域よりも損失が少ないので、効率の改良を達成する
ことができる。減少したビーム幅、減少したサイドロー
ブレベル、および向上した効率のために、改善された利
得を得ることができる。
素子間においてこの位相同調部分を使用することによっ
て、以下の効果が得られる。規則的な間隔および素子励
起の正確さの増加のために、ビーム幅およびサイドロー
ブレベル特性の向上が達成される。気体区域は固体の誘
電区域よりも損失が少ないので、効率の改良を達成する
ことができる。減少したビーム幅、減少したサイドロー
ブレベル、および向上した効率のために、改善された利
得を得ることができる。
【００１０】位相同調部分は、連続する横断方向スタブ
アンテナアレイにおいて容易に機械加工されるので、費
用の効率がよい。位相同調部分は、ヒューレッドパッカ
ード社から市販されている高周波構造シミュレータ（Hi
gh Frequency Structure Simulator）を使用して容易に
製造される。
アンテナアレイにおいて容易に機械加工されるので、費
用の効率がよい。位相同調部分は、ヒューレッドパッカ
ード社から市販されている高周波構造シミュレータ（Hi
gh Frequency Structure Simulator）を使用して容易に
製造される。
【００１１】固体金属のバックプレートは、アレイの背
部上に銅メッキに代わることができるので、アンテナの
剛性が向上する。金属バックプレートを使用する別の利
点は、アレイがメッキ処理中に高温度状態に露出される
時間を減少することによって、アレイが歪む可能性が減
少することである。
部上に銅メッキに代わることができるので、アンテナの
剛性が向上する。金属バックプレートを使用する別の利
点は、アレイがメッキ処理中に高温度状態に露出される
時間を減少することによって、アレイが歪む可能性が減
少することである。
【００１２】さらに動作するアレイを生成するために必
要とされる時間も減少する。間隔が不規則に配置されて
いる場合、素子励起の挿入が必要とされる。孔が形成さ
れるまで正確な挿入は不明であり、１回または２回繰返
すことが必要である。素子励起は設計過程の最初から正
確に知られているので、この同調部分の使用によってこ
れらの反復を少なくとも１回無くすことができる。
要とされる時間も減少する。間隔が不規則に配置されて
いる場合、素子励起の挿入が必要とされる。孔が形成さ
れるまで正確な挿入は不明であり、１回または２回繰返
すことが必要である。素子励起は設計過程の最初から正
確に知られているので、この同調部分の使用によってこ
れらの反復を少なくとも１回無くすことができる。
【００１３】連続する横断方向スタブアンテナアレイに
おいてこの同調部分を使用することによって、一層廉価
で一層効率の高いアンテナアレイが得られ、製造から設
計までのサイクル時間が減少される。
おいてこの同調部分を使用することによって、一層廉価
で一層効率の高いアンテナアレイが得られ、製造から設
計までのサイクル時間が減少される。
【００１４】本発明の種々の特徴および長所は、添付の
図面と共に以下の詳細な説明を参照して一層容易に理解
することができる。類似の参照符号は類似の構造的素子
を示している。
図面と共に以下の詳細な説明を参照して一層容易に理解
することができる。類似の参照符号は類似の構造的素子
を示している。
【００１５】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、図１は本発明
の原理にしたがって同調部分11を使用する連続する横断
方向スタブアンテナアレイ10の斜視図である。図１に示
されているように、連続する横断方向スタブアンテナア
レイ10は、第１の表面14から複数の横断方向スタブ素子
13が突出している板状の誘電材料12を具備している。各
スタブ素子13の第１の表面14および側部表面15はメッキ
を施されるか、またはその上に第１の金属層16を配置さ
れている。板状の導電材料12の第２の表面17すなわち底
部表面17には、アレイ10の接地平面18を形成している第
２の金属層16が配置されている。
の原理にしたがって同調部分11を使用する連続する横断
方向スタブアンテナアレイ10の斜視図である。図１に示
されているように、連続する横断方向スタブアンテナア
レイ10は、第１の表面14から複数の横断方向スタブ素子
13が突出している板状の誘電材料12を具備している。各
スタブ素子13の第１の表面14および側部表面15はメッキ
を施されるか、またはその上に第１の金属層16を配置さ
れている。板状の導電材料12の第２の表面17すなわち底
部表面17には、アレイ10の接地平面18を形成している第
２の金属層16が配置されている。
【００１６】連続する横断方向スタブアンテナアレイ10
に関する付加的な詳細な説明は、1993年11月30日に発行
された米国特許第 5,266,961号明細書および1993年 8月
10日に出願された米国特許出願第08/104,020号明細書に
記載されており、両者は本発明の発明者によって出願さ
れ、その内容は本発明において参照文献とされている。
に関する付加的な詳細な説明は、1993年11月30日に発行
された米国特許第 5,266,961号明細書および1993年 8月
10日に出願された米国特許出願第08/104,020号明細書に
記載されており、両者は本発明の発明者によって出願さ
れ、その内容は本発明において参照文献とされている。
【００１７】複数の同調部分11は板状の誘電材料12内に
形成され、各スタブ素子13の間に配置されている。各複
数の同調部分11は、“Ｔ”を逆さにした形状の断面を有
する。複数の同調部分11は、板状の誘電材料12の第２の
表面17に隣接して配置され、スタブ素子13の長手方向に
沿って板状の誘電材料12を横方向に横切って延在してい
る。したがって、アレイ10の接地平面18を形成している
第２の金属層16は、各同調部分11を取囲んでいる。
形成され、各スタブ素子13の間に配置されている。各複
数の同調部分11は、“Ｔ”を逆さにした形状の断面を有
する。複数の同調部分11は、板状の誘電材料12の第２の
表面17に隣接して配置され、スタブ素子13の長手方向に
沿って板状の誘電材料12を横方向に横切って延在してい
る。したがって、アレイ10の接地平面18を形成している
第２の金属層16は、各同調部分11を取囲んでいる。
【００１８】図２は、図１の連続する横断方向スタブア
ンテナアレイ10において使用される本発明の例示的な同
調部分11の詳細図を示している。図２を参照すると、ア
レイ10の隣接するスタブ素子13の中心間の規則的な間隔
はｄとして定められている。Ｌ1 は誘電材料12から構成
されている第１の並列プレート部分21の寸法を定めてい
る。この第１の並列プレート部分21は、第１のスタブ素
子13の中心と同調部分11の第１の縁部11ａとの間に位置
する。第１の並列プレート部分21は、λd1によって与え
られる波長を有する。Ｌ2 は同調部分11の第１の４分の
１波長変換部分22の寸法を定めている。第１の４分の１
波長変換部分22は、λd2によって与えられる波長を有
し、したがってＬ2 ＝λd2／４である。Ｌ3 は、誘電材
料12で部分的に満たされた同調部分11の第２の並列プレ
ート部分23の寸法を定めている。第２の並列プレート部
分23は、λd3の波長を有する。Ｌ4 は、誘電材料12で部
分的に占められた第２の４分の１波長変換部分24の寸法
を定めている。第２の４分の１波長変換部分24は、λd2
によって与えられる波長を有し、したがってＬ4 ＝λd2
／４である。Ｌ5 は、第２のスタブ素子13の中心と同調
部分11の第２の縁部11ｂとの間に位置する同調部分11の
第３の並列プレート部分25を定めており、そこは誘電材
料12で完全に満たされている。第３の並列プレート部分
25は、λd1によって与えられる波長を有する。
ンテナアレイ10において使用される本発明の例示的な同
調部分11の詳細図を示している。図２を参照すると、ア
レイ10の隣接するスタブ素子13の中心間の規則的な間隔
はｄとして定められている。Ｌ1 は誘電材料12から構成
されている第１の並列プレート部分21の寸法を定めてい
る。この第１の並列プレート部分21は、第１のスタブ素
子13の中心と同調部分11の第１の縁部11ａとの間に位置
する。第１の並列プレート部分21は、λd1によって与え
られる波長を有する。Ｌ2 は同調部分11の第１の４分の
１波長変換部分22の寸法を定めている。第１の４分の１
波長変換部分22は、λd2によって与えられる波長を有
し、したがってＬ2 ＝λd2／４である。Ｌ3 は、誘電材
料12で部分的に満たされた同調部分11の第２の並列プレ
ート部分23の寸法を定めている。第２の並列プレート部
分23は、λd3の波長を有する。Ｌ4 は、誘電材料12で部
分的に占められた第２の４分の１波長変換部分24の寸法
を定めている。第２の４分の１波長変換部分24は、λd2
によって与えられる波長を有し、したがってＬ4 ＝λd2
／４である。Ｌ5 は、第２のスタブ素子13の中心と同調
部分11の第２の縁部11ｂとの間に位置する同調部分11の
第３の並列プレート部分25を定めており、そこは誘電材
料12で完全に満たされている。第３の並列プレート部分
25は、λd1によって与えられる波長を有する。
【００１９】上記で定められた部分21乃至25の寸法間に
おける関係は以下の通りである。
おける関係は以下の通りである。
【００２０】λd1＜λd2＜λd3、 λd2＝（λd1×λd3）1/2 、 Ｌ1 ＝Ｌ5 、 Ｌ2 ＝Ｌ4 および、 Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 ＋Ｌ4 ＋Ｌ5 ＝ｄ。
【００２１】当業者に容易に明白であるように、幅寸法
Ｌ3 を変えることによって、隣接するスタブ素子13間の
位相は、複素励起分布に適応するか、または純粋に実数
の励起分布における異なる寸法幅を有するスタブ素子13
間の位相差を整調するように同調されることができる。
Ｌ3 を変えることによって、隣接するスタブ素子13間の
位相は、複素励起分布に適応するか、または純粋に実数
の励起分布における異なる寸法幅を有するスタブ素子13
間の位相差を整調するように同調されることができる。
【００２２】したがって、素子が規則的な間隔で配置さ
れるように、各素子を位相同調するために同調部分を使
用する新しく改良された連続する横断方向スタブアンテ
ナアレイが説明された。上記の実施形態は、本発明の原
理の応用を示す多くの特定の実施形態の幾つかを単に例
示していることが理解されるであろう。明らかに、本発
明の技術的範囲から逸脱することなく、数多くのその他
の構成を容易に生成することができる。
れるように、各素子を位相同調するために同調部分を使
用する新しく改良された連続する横断方向スタブアンテ
ナアレイが説明された。上記の実施形態は、本発明の原
理の応用を示す多くの特定の実施形態の幾つかを単に例
示していることが理解されるであろう。明らかに、本発
明の技術的範囲から逸脱することなく、数多くのその他
の構成を容易に生成することができる。
【図１】本発明の原理にしたがって同調部分を使用する
連続する横断方向スタブアンテナアレイハットの斜視
図。
連続する横断方向スタブアンテナアレイハットの斜視
図。
【図２】図１の連続する横断方向スタブアンテナアレイ
において使用される本発明の例示的同調部分の詳細図。
において使用される本発明の例示的同調部分の詳細図。
Claims (4)
- 【請求項１】 板状の誘電材料と、 板状の誘電材料の第１の表面から突出している複数の横
断方向スタブ素子と、 前記第１の表面および各スタブ素子の側面上に配置され
た第１の金属層と、 板状の誘電材料の第２の表面上に配置され、アレイの接
地平面を形成している第２の金属層と、 スタブ素子の長手方向に沿って板状の誘電材料を横方向
に横切って延在する各スタブ素子の間に配置され、板状
の誘電材料内に形成され、Ｔを逆さにした断面形状を有
し、それぞれが接地平面に取り囲まれている複数の同調
部分とを具備していることを特徴とする連続する横断方
向スタブアンテナアレイ。 - 【請求項２】 隣接するスタブ素子のエンタが距離ｄに
よって分離され、その間に配置された同調部分が、 第１のスタブ素子に隣接して配置され、誘電材料から構
成された第１の並列プレート部分と、 第１の並列プレート部分に隣接して配置された第１の４
分の１波長変換部分と、 第１の４分の１波長変換部分に隣接して配置され、誘電
材料で部分的に充填された第２の並列プレート部分と、 誘電材料で部分的に充填された第２の並列プレート部分
に隣接して配置された第２の４分の１波長変換部分と、 第２の４分の１波長変換部分と、第２のスタブ素子との
間に配置され、誘電材料で完全に充填された第３の並列
プレート部分とを具備していることを特徴とする請求項
１記載のアンテナ。 - 【請求項３】 第１および第３の並列プレート部分の幅
が実質的に同じであり、第１および第２の４分の１波長
変換部分の幅が実質的に同じであり、第２の並列プレー
ト部分の幅寸法を変化させることによって隣接するスタ
ブ素子間の位相を同調する請求項１記載のアンテナ。 - 【請求項４】 第１の並列プレート部分が、λd1によっ
て与えられる波長を有し、 第１の４分の１波長変換部分がλd2によって与えられる
波長を有し、その幅Ｌ2 がλd2／４によって与えられ、 第２の並列プレート部分がλd3によって与えられる波長
を有し、 第２の４分の１波長変換部分がλd2によって与えられる
波長を有し、その幅Ｌ4 がλd2／４によって与えられ、 第３の並列プレート部分が、λd1によって与えられる波
長を有し、 λd1＜λd2＜λd3であり、λd2＝（λd1×λd3）1/2 で
あり、 Ｌ＝Ｌ5 、Ｌ2 ＝Ｌ4 、およびＬ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 ＋Ｌ4
＋Ｌ5 ＝ｄである請求項１記載のアンテナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/607,060 US5604505A (en) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | Phase tuning technique for a continuous transverse stub antenna array |
| US607060 | 1996-02-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104312A true JPH104312A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3011897B2 JP3011897B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=24430640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9039256A Expired - Lifetime JP3011897B2 (ja) | 1996-02-26 | 1997-02-24 | 連続する横断方向スタブアンテナアレイの位相同調技術 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5604505A (ja) |
| EP (1) | EP0791979B1 (ja) |
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