JPH11145719A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

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JPH11145719A
JPH11145719A JP9302198A JP30219897A JPH11145719A JP H11145719 A JPH11145719 A JP H11145719A JP 9302198 A JP9302198 A JP 9302198A JP 30219897 A JP30219897 A JP 30219897A JP H11145719 A JPH11145719 A JP H11145719A
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JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
antenna device
high frequency
conductor
antennas
Prior art date
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Pending
Application number
JP9302198A
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English (en)
Inventor
Kazuo Sato
和夫 佐藤
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Yokogawa Denshikiki Co Ltd
Original Assignee
Yokogawa Denshikiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波の放射方向を高速で変化させることがで
きるとともに、装置を小型にすることができるアンテナ
装置を得ること。 【解決手段】 本発明は、基準波長λ0の高周波Hを発
生する発振器1と、可変電圧V2に応じて高周波Hの波
長を変化させるバラクタダイオード4と、高周波Hを伝
送する方形導波管5と、誘電体基板8の裏面全体に薄膜
形成された接地導体9と、誘電体基板8の表面に帯状に
形成された薄膜状のストリップ導体10と、ストリップ
導体10に沿って間隔L(<λ0)をおいて誘電体基板8
の表面に各々薄膜形成されたマイクロストリップアンテ
ナ111〜114とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信に用いら
れるアンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のアンテナ装置は、高周波を発生す
る発振器と、上記高周波を電波として特定の方向へ放射
するアンテナと、発振器とアンテナとの間に介挿され、
高周波を伝送する伝送路とから構成されている。また、
従来のアンテナ装置においては、電波の放射方向を変化
させる場合、アンテナを物理的に移動させる移動装置が
用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のアン
テナ装置においては、機械的機構を有する移動装置によ
り電波の放射方向を変化させているため、その性質上、
放射方向を高速で変化させることができないという欠点
があった。また、従来のアンテナ装置においては、移動
装置の分だけ装置全体が大きくなってしまうという問題
をもあった。本発明はこのような背景の下になされたも
ので、電波の放射方向を高速で変化させることができる
とともに、装置を小型にすることができるアンテナ装置
を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、高周波を発生する発振手段と、前記高周波の波長を
可変する波長可変手段と、前記波長と同長の第1の間隔
をおいて各々配置された複数のアンテナと、前記複数の
アンテナへ前記高周波を直列給電する給電線路とを具備
することを特徴とする。また、請求項2に記載の発明
は、請求項1に記載のアンテナ装置において、前記複数
のアンテナは、前記第1の間隔より短い第2の間隔をお
いて各々配置されていることを特徴とする。さらに、請
求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のアン
テナ装置において、前記複数のアンテナは、誘電体基板
の表面に各々薄膜形成された複数のマイクロストリップ
アンテナであり、前記給電線路は、前記誘電体基板の表
面および裏面に薄膜形成されていることを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に
よるアンテナ装置の構成を示す一部裁断平面図である。
図2は、同一実施形態によるアンテナ装置の構成を示す
一部裁断側断面図である。図1において、1は、高周波
Hを発生する発振器であり、空洞共振器2、ガンダイオ
ード3およびバラクタダイオード4から構成されてい
る。
【0006】上記空洞共振器2は、その内部空間に存在
する高周波を共振させるものであり、共振した高周波
は、開口部2aより高周波Hとして放射される。ガンダ
イオード3は、バイアス電圧V1が印加されることによ
り、上記高周波を発生する素子である。バラクタダイオ
ード4は、可変電圧V2に応じて空洞共振器2の共振周
波数、言い換えれば、高周波Hの波長を変化させる素子
である。
【0007】5は、導体板が中空方形形状に成形されて
なる方形導波管であり、高周波Hを伝送する。また、方
形導波管5の一方の開口部5aは、空洞共振器2の開口
部2aに接続されている。6は、方形導波管5の内部に
設けられた三角板状のモード変換板であり、方形導波管
5における高周波Hの伝送モードと、後述するストリッ
プ線路における高周波Hの伝送モードとのモード変換を
行う。このモード変換板6は、図2に示す他方の開口部
5b近傍であって、かつ方形導波管5の上板5cの中央
部に長手方向に垂設されている。
【0008】図1に示す7は、複数のマイクロストリッ
プアンテナから構成されたアンテナアレーであり、高周
波Hを電波Rとして放射する。このアンテナアレー7に
おいて、8は、誘電体基板である。図2に示す9は、誘
電体基板8の裏面全体に薄膜形成された接地導体であ
る。10は、誘電体基板8の表面に帯状に形成された薄
膜状のストリップ導体である。このストリップ導体1
0、接地導体9および誘電体基板8は、上述したストリ
ップ線路を構成しており、高周波Hは、ストリップ導体
10と接地導体9との間に存在する誘電体基板8を伝送
する。111〜114は、ストリップ導体10に沿って間
隔Lをおいて誘電体基板8の表面に各々薄膜形成(図3
参照)されたマイクロストリップアンテナである。ここ
で、上記間隔Lは、高周波Hの基準波長λOより小であ
る。
【0009】また、これらのマイクロストリップアンテ
ナ111〜114は、誘電体基板8の表面に各々薄膜形成
された分岐ストリップ導体121〜124を介して、スト
リップ導体10に各々接続されている。ここで、実際に
は、上述したストリップ導体10、マイクロストリップ
アンテナ111〜114、分岐ストリップ導体121〜1
24は、一体に薄膜形成されている。13は、ストリッ
プ導体10の一端部10aとモード変換板6の頂部6a
との間を接続する導線である。
【0010】次に、上述した一実施形態によるアンテナ
装置の動作について図4(a)〜(c)を参照しつつ説
明する。図4(a)〜(c)は、図1に示すストリップ
導体10、マイクロストリップアンテナ111〜114を
概念的に示す図である。はじめに、上述した一実施形態
によるアンテナ装置の動作原理について図4(a)およ
び(b)を参照して説明する。今、図1に示す空洞共振
器2から出力される高周波Hの波長は、基準波長λOで
あるものとする。従って、バラクタダイオード4に印加
されている波長可変電圧V2は、上記基準波長λOに対応
した大きさとされている。さらに、今、図4(a)に示
すマイクロストリップアンテナ111〜114は、各間隔
が基準波長λOとなるように誘電体基板8(図1参照)
の表面に各々配置されているものとする。
【0011】この状態において、空洞共振器2の開口部
2aから出力された基準波長λOの高周波Hは、方形導
波管5内部を伝搬した後、モード変換板6および導線1
3を介してストリップ導体10の一端部10aに給電さ
れる。そして、さらに、高周波Hは、図4(a)に示す
ストリップ導体10を介して、マイクロストリップアン
テナ111→マイクロストリップアンテナ112→マイク
ロストリップアンテナ113→マイクロストリップアン
テナ114へ順次給電される。これにより、マイクロス
トリップアンテナ111〜114からは、同位相の電波R
が誘電体基板8の表面に対して直角方向に放射される。
すなわち、マイクロストリップアンテナ111〜114か
ら各々放射される電波Rの同位相面Mは、誘電体基板8
の表面と平行である。
【0012】そして、今、バラクタダイオード4の波長
可変電圧V2を変化させて、高周波Hの波長を、λOから
λ1(=基準波長λO+波長偏位量Δλ1)に変化させる
と、図4(b)に示すように、指向性の積の原理によ
り、マイクロストリップアンテナ111〜114から放射
される電波Rの方向が、図4(a)に示す直角方向に対
して角度θ1分だけ変化する。すなわち、図4(b)に
示すマイクロストリップアンテナ111〜114から放射
される電波Rの同位相面Mと誘電体基板8の表面とのな
す角度は、θ1とされている ここで、上記角度θ1は次の(1)式で表される。 θ1=sin-1(Δλ1/λO) ・・・・・・・・・(1)
【0013】次に、上述した一実施形態によるアンテナ
装置の具体的な動作を図4(c)を参照して説明する。
図4(c)においては、マイクロストリップアンテナ1
11〜114の各間隔は、図4(b)に示す基準波長λO
より小さい間隔L(図1参照)である。この状態におい
て、バラクタダイオード4の波長可変電圧V2を変化さ
せて、高周波Hの波長をλOからλ2(=基準波長λO+
波長偏位量Δλ2(<波長偏位量Δλ1))へ変化させる
と、図4(c)に示すように、マイクロストリップアン
テナ111〜114から放射される電波Rの方向が、図4
(a)に示す直角方向に対して角度θ2分だけ変化す
る。すなわち、図4(b)に示すマイクロストリップア
ンテナ111〜114から放射される電波Rの同位相面M
と誘電体基板8の表面とのなす角度は、θ2とされてい
る ここで、上記角度θ2は次の(2)式で表される。 θ2=sin-1(Δλ2/L) ・・・・・・・・・(2) すなわち、上述した一実施形態によるアンテナ装置によ
れば、上記(2)式から分かるように波長偏位量Δλ2
を変化、換言すれば波長可変電圧V2を変化することに
より、図4(c)に示すマイクロストリップアンテナ1
11〜114から放射される各電波Rの放射方向を変化さ
せることができる。また、上述した一実施形態によるア
ンテナ装置によれば、高周波Hの波長を変化させるとい
う、電気的手法により電波Rの放射方向を変化させてい
るので、機械的機構を有する従来のアンテナ装置に比し
て、電波の放射方向を高速で変化させることができると
ともに、装置を小型にすることができる。
【0014】ここで、図4(b)に示す角度θ1と図4
(c)に示す角度θ2とを等しくした場合の、高周波H
の波長について考察する。上記角度の条件より、(1)
式の右辺と(2)式の右辺とが等しいことから、次に示
す(3)式が導かれる。 (Δλ1/λO)=(Δλ2/L) ・・・・・・・・(3) 次に、上記(3)式を”Δλ2”の式に変形すれば、次
の(4)式が導かれる 。 Δλ2=(L/λO)・Δλ1 ・・・・・・・・・(4) 上記(4)式からわかるように、L<λOなる関係を有
していることから、波長偏位量Δλ2は、波長偏位量Δ
λ1より小である。
【0015】すなわち、図4(c)に示す一実施形態に
よるアンテナ装置によれば、マイクロストリップアンテ
ナ111〜114の各間隔を図4(b)に示す場合より小
としたので、図4(b)に示す場合に比して少ない波長
偏位量で、電波Rの放射方向を変化させることができ
る。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、波長可変手段により高
周波の波長が変化されると、該波長の偏位量に応じて複
数のアンテナから放射される電波の放射方向が変化す
る。従って、本発明によれば、電気的に電波の放射方向
を変化させているので、従来のアンテナ装置のごとき機
械的に電波の放射方向を変化させる場合に比して、電波
の放射方向を高速に変化させることができるとともに、
装置を小型にすることができるという効果が得られる。
また、請求項2に記載の発明によれば、複数のアンテナ
の間隔を、第1の間隔より短い第2の間隔としたので、
請求項1に記載の発明に比して、少ない波長の偏位量で
同一の角度分だけ電波の放射方向を変化させることがで
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態によるアンテナ装置の構
成を示す一部裁断平面図である。
【図2】 同一実施形態によるアンテナ装置の構成を示
す一部裁断側断面図である。
【図3】 図1に示すA−A線視断面図である。
【図4】 本発明の一実施形態によるアンテナ装置の動
作を説明する概念図である。
【符号の説明】
1 発振器 2 空洞共振器 3 ガンダイオード 4 バラクタダイオード 5 方形導波管 6 モード変換板 7 アンテナアレー 8 誘電体基板 9 接地導体 10 ストリップ導体 111〜114 マイクロストリップアンテナ 121〜124 分岐ストリップ導体 13 導線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H03B 9/14 H03B 9/14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波を発生する発振手段と、 前記高周波の波長を可変する波長可変手段と、 前記波長と同長の第1の間隔をおいて各々配置された複
    数のアンテナと、 前記複数のアンテナへ前記高周波を直列給電する給電線
    路と、 を具備することを特徴とするアンテナ装置。
  2. 【請求項2】 前記複数のアンテナは、前記第1の間隔
    より短い第2の間隔をおいて各々配置されていることを
    特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
  3. 【請求項3】 前記複数のアンテナは、誘電体基板の表
    面に各々薄膜形成された複数のマイクロストリップアン
    テナであり、 前記給電線路は、前記誘電体基板の表面および裏面に薄
    膜形成されていることを特徴とする請求項1または2に
    記載のアンテナ装置。
JP9302198A 1997-11-04 1997-11-04 アンテナ装置 Pending JPH11145719A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019146042A1 (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 三菱電機株式会社 アンテナ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019146042A1 (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 三菱電機株式会社 アンテナ装置
JPWO2019146042A1 (ja) * 2018-01-25 2020-04-02 三菱電機株式会社 アンテナ装置
US11289822B2 (en) 2018-01-25 2022-03-29 Mitsubishi Electric Corporation Antenna device

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030624