JPS60217702A - 円偏波円錐ビ−ムアンテナ - Google Patents
円偏波円錐ビ−ムアンテナInfo
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- JPS60217702A JPS60217702A JP7294784A JP7294784A JPS60217702A JP S60217702 A JPS60217702 A JP S60217702A JP 7294784 A JP7294784 A JP 7294784A JP 7294784 A JP7294784 A JP 7294784A JP S60217702 A JPS60217702 A JP S60217702A
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- JP
- Japan
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- conical beam
- conductor plate
- antenna
- radiation
- circularly polarized
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
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- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は簡潔な構成で薄形の＊ａを有し、円錐ビームを
放射する円偏波アンテナに関するものである。
放射する円偏波アンテナに関するものである。
（従来技術と問題点）
第１図は、円錐ビームアンテナの用途の例を示す図であ
って、１は船舶、２はアンテナ、３はアンテナの円錐ビ
ームの電界強度の等しい点を結んだ線、４は静止衛星、
５は鉛直軸を表わしており、６は主ビーム方向を示す線
である。
って、１は船舶、２はアンテナ、３はアンテナの円錐ビ
ームの電界強度の等しい点を結んだ線、４は静止衛星、
５は鉛直軸を表わしており、６は主ビーム方向を示す線
である。
例えば、船舶と衛星の間で通信を行なう場合、船舶の移
動や向きにかかわらず、無追尾の状態で通信を可能にす
るには、アンテナのビームパターンは、その主ビームが
第１図に示すように鉛直軸５に対し、アンテナから衛星
を臨む方向の線を母線とする円錐形に近い形をしていれ
ばよい、これを円錐ビームと呼んでいる。
動や向きにかかわらず、無追尾の状態で通信を可能にす
るには、アンテナのビームパターンは、その主ビームが
第１図に示すように鉛直軸５に対し、アンテナから衛星
を臨む方向の線を母線とする円錐形に近い形をしていれ
ばよい、これを円錐ビームと呼んでいる。
従来、この円錐ビームを有する円偏波アンテナとしては
、第２図に示すようなりロスグイボールアレーアンテナ
があった。第２図において、３はアンテナの円錐ビーム
の電界強度の等しい点を結んだ線、５は鉛直軸、６は主
ビーム方向を示す線、７はりａスダイボール、８は給電
線を示している。
、第２図に示すようなりロスグイボールアレーアンテナ
があった。第２図において、３はアンテナの円錐ビーム
の電界強度の等しい点を結んだ線、５は鉛直軸、６は主
ビーム方向を示す線、７はりａスダイボール、８は給電
線を示している。
しかし、このアンテナは構造が立体的になり、アンテナ
高が大きくなるとともに、給電のための同軸線路長が異
なることから、給電が複雑となる欠点があった。
高が大きくなるとともに、給電のための同軸線路長が異
なることから、給電が複雑となる欠点があった。
第３図は、従来の円錐ビームを有する円偏波アンテナの
他の構成例を示す図であって、８は給電線、９は放射導
体板、１１は誘電体、１２は導体基板、１６は給電点、
１７はマイクロストリップ給電線路を示している。
他の構成例を示す図であって、８は給電線、９は放射導
体板、１１は誘電体、１２は導体基板、１６は給電点、
１７はマイクロストリップ給電線路を示している。
このアンテナは、第２図のアンテナに比べて構造が平面
的になってはいるが、円錐ビームを得るために相向かい
合う素子を逆相で励振する必要があり、複数の素子と給
電分配線路を必要とするから形状が薄いかわりに平面的
に大きい構造となるという欠点があった。
的になってはいるが、円錐ビームを得るために相向かい
合う素子を逆相で励振する必要があり、複数の素子と給
電分配線路を必要とするから形状が薄いかわりに平面的
に大きい構造となるという欠点があった。
（発明の目的）
本発明は、これらの欠点を除去するために、ｍが２以上
であるような１素子のＴＭｍｎｏモード励振マイクロス
トリップアンテナを用い、放射方向で９０度の位相差を
持つような位相関係で、放射導体板の中心を通り互いに
９０／ｍ度（閣はＴＭｍｎｏモードのｍ） をなす２直
線上の２点から放射導体板を励振する給電回路を配置す
ることにより、放射素子１素子と給電回路という簡潔な
構造で円錐ビームを得たものである。
であるような１素子のＴＭｍｎｏモード励振マイクロス
トリップアンテナを用い、放射方向で９０度の位相差を
持つような位相関係で、放射導体板の中心を通り互いに
９０／ｍ度（閣はＴＭｍｎｏモードのｍ） をなす２直
線上の２点から放射導体板を励振する給電回路を配置す
ることにより、放射素子１素子と給電回路という簡潔な
構造で円錐ビームを得たものである。
以下本発明の構成等について実施例の図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
（発明の実施例）
ＴＭｍｎｏモード励振マイクロストリップアンテナの共
振周波数ｆ０は、公知のとおり次式で与えられる。
振周波数ｆ０は、公知のとおり次式で与えられる。
ここで、ＫＩＩＩｎは第１種Ｂ ｅｓｓｅ ｌ関数Ｊ’
ｍ （Ｘ）＝０ のｎ番目の解を示しており、Ｃは真空
中の光速、εｒは基板の誘電体の比誘電率である。また
１、（１）式におけるａｅ は放射導体板の実効等価半
径を示しており、端効果（ｆｒｉｎｇｉｎｇ ｅｆｆｅ
ｅｔ ）を考慮することにより、放射導体板の半径ａ
とは次式で関係づけられる。
ｍ （Ｘ）＝０ のｎ番目の解を示しており、Ｃは真空
中の光速、εｒは基板の誘電体の比誘電率である。また
１、（１）式におけるａｅ は放射導体板の実効等価半
径を示しており、端効果（ｆｒｉｎｇｉｎｇ ｅｆｆｅ
ｅｔ ）を考慮することにより、放射導体板の半径ａ
とは次式で関係づけられる。
ニーで、ｄは誘電体の厚さである。
ＴＭｍｎ、モード励振マイクロストリップアンテナに１
つの給電点から給電したときの放射指向性ｇ（θ、φ）
は次式で与えられる。
つの給電点から給電したときの放射指向性ｇ（θ、φ）
は次式で与えられる。
ｇ（θ、φ）＝ ６十 Ｅ； ・・・・・・・・・・・
・（３）ここで、 Ｅθ＝ −ＣＪ ｍ−＋ （ｕ）−Ｊ １１４−ｌ （
ｕ） ）ｃｏｓｍφ ・旧・・（４）Ｅφ＝ （Ｊ ｍ
−＋ （ｕ）＋ Ｊ ｍ＋＋ （ｕ） ）ｃ０８６’
ｓｉｒ＋ＩＩｌφ・・・・・・（５）。
・（３）ここで、 Ｅθ＝ −ＣＪ ｍ−＋ （ｕ）−Ｊ １１４−ｌ （
ｕ） ）ｃｏｓｍφ ・旧・・（４）Ｅφ＝ （Ｊ ｍ
−＋ （ｕ）＋ Ｊ ｍ＋＋ （ｕ） ）ｃ０８６’
ｓｉｒ＋ＩＩｌφ・・・・・・（５）。
メ
なだし、Ｊは第１種Ｂ ｅｓｓｅ ｌ関数、Ｋｏは自由
空間中の伝搬定数、ａｅは（２）式で与えられる実効等
価半径である。
空間中の伝搬定数、ａｅは（２）式で与えられる実効等
価半径である。
また、２点給電により円偏波を励振する場合の放射指向
性ｇｃ （θ、φ）は、（３）式で与えられたｇ（θ、
φ）を用いて次式で与えられる。
性ｇｃ （θ、φ）は、（３）式で与えられたｇ（θ、
φ）を用いて次式で与えられる。
第４図は本発明の一実施例を示す図であり、Ｔ Ｍ ！
１０モードで励振する１素子のマイクロストリップア
ンテナの場合を示している。第４図において、９は放射
導体板、１０は９０度位相差給電回路としての３ｄＢハ
イブリツド、１１は誘電体、１２は導体基板、１４は１
７４波長線路、１５はチップ抵抗、１６は給電点を示し
ている。
１０モードで励振する１素子のマイクロストリップア
ンテナの場合を示している。第４図において、９は放射
導体板、１０は９０度位相差給電回路としての３ｄＢハ
イブリツド、１１は誘電体、１２は導体基板、１４は１
７４波長線路、１５はチップ抵抗、１６は給電点を示し
ている。
Ｔ Ｍ ２１゜モードで励振する場合、（１）式中のＫ
ｍｎ はに２．＝３，０５４である。
ｍｎ はに２．＝３，０５４である。
第５図はＴ Ｍ ｚ ＋。モード励振マイクロストリッ
プアンテナの表面電流の分布を示す図で、（ａ）は１点
から給電した場合、（ｂ）は中心を通り４５度Ｃなす２
直線上の２点から給電した場合を示しでいる。
プアンテナの表面電流の分布を示す図で、（ａ）は１点
から給電した場合、（ｂ）は中心を通り４５度Ｃなす２
直線上の２点から給電した場合を示しでいる。
第４図に示す実施例では中心を通り４５度をなす２直線
上の２点から給電しているので、表面電流の分布は第５
図（ｂ）に示すようになり、各点からの給電に対する内
部電磁界は互いに直交する。すなわち、Ｔ Ｍ ２１゜
モード励振マイクロストリップアンテナの放射電磁界も
直交し、２つの給電魚への給電位相差が９０度になるよ
うに給電することにより円偏波が放射される。
上の２点から給電しているので、表面電流の分布は第５
図（ｂ）に示すようになり、各点からの給電に対する内
部電磁界は互いに直交する。すなわち、Ｔ Ｍ ２１゜
モード励振マイクロストリップアンテナの放射電磁界も
直交し、２つの給電魚への給電位相差が９０度になるよ
うに給電することにより円偏波が放射される。
このとき、ＴＭ２．。モードで励振されていることから
鉛直軸方向の放射電磁界が０であり、放射指向性が円錐
ビームとなることに変わりはない。従って、この実施例
のような、Ｔ Ｍ ２１０モード励振マイクロストリツ
プアンテナの場合、４５度をなす２直線上の２点から９
０度の位相差で給電することにより、１素子で円偏波円
錐ビームが得られることになる。
鉛直軸方向の放射電磁界が０であり、放射指向性が円錐
ビームとなることに変わりはない。従って、この実施例
のような、Ｔ Ｍ ２１０モード励振マイクロストリツ
プアンテナの場合、４５度をなす２直線上の２点から９
０度の位相差で給電することにより、１素子で円偏波円
錐ビームが得られることになる。
（７）式を用いて計算した放射指向性の計算例を第６図
に示す。図中のパラメータは基板の誘電体の比誘電率で
ある。
に示す。図中のパラメータは基板の誘電体の比誘電率で
ある。
なお、９０度の位相差を発生するための回路として、＃
４図では３ｄＢハイブリツドを用いた場合を示している
。このように、放射素子と同一面に給電回路を設けるこ
とにより基板の裏から１個のコネクタを用いて給電が可
能である。
４図では３ｄＢハイブリツドを用いた場合を示している
。このように、放射素子と同一面に給電回路を設けるこ
とにより基板の裏から１個のコネクタを用いて給電が可
能である。
なお、この場合、ハイブリッドのグミ一端は１／４波長
線路とチップ抵抗を用いて終端するとより簡潔なアンテ
ナの構成が可能である。
線路とチップ抵抗を用いて終端するとより簡潔なアンテ
ナの構成が可能である。
以上、ここでは、ＴＭ２１Ｇモードについて示したが、
他の高次モードにおいても同様であり、例えば、Ｔ Ｍ
３１０モードの場合は、Ｋｍｎ＝４．２０１であり、
３０度をなす直線上の点から９０度の位相差で給電する
ことにより、同様の結果を得ることができる。
他の高次モードにおいても同様であり、例えば、Ｔ Ｍ
３１０モードの場合は、Ｋｍｎ＝４．２０１であり、
３０度をなす直線上の点から９０度の位相差で給電する
ことにより、同様の結果を得ることができる。
また、放射素子は円形に限る必要はなく、方形の素子で
も同様の結果を得ることができる。
も同様の結果を得ることができる。
第７図は本発明の他の実施例を示す図であって、１３１
よ無給電導体板を示している。本例のように、放射導体
板の上方に平行に無給電導体板を装荷することにより、
無給電導体板無装荷時のマイクロストリップアンテナの
共振周波数特性に無給電導体板装荷による共振周波数特
性が重畳され、共振周波数特性は変化する。そこで、２
導体板の間隔および大きさの比を適当に選ぶことにより
広帯域化が可能である。
よ無給電導体板を示している。本例のように、放射導体
板の上方に平行に無給電導体板を装荷することにより、
無給電導体板無装荷時のマイクロストリップアンテナの
共振周波数特性に無給電導体板装荷による共振周波数特
性が重畳され、共振周波数特性は変化する。そこで、２
導体板の間隔および大きさの比を適当に選ぶことにより
広帯域化が可能である。
第８図に無給電導体板装荷時および無装荷時のＶＳＷＲ
特性の一例を示す。無給電導体板の装荷により広帯域化
されているのがわかる。
特性の一例を示す。無給電導体板の装荷により広帯域化
されているのがわかる。
また、第７図に示すような無給電導体板をプリント基板
にプリントすることにより構成して、無給電導体板と放
射導体板の間に発泡プラスティック等の誘電体を挾んで
接着する構造とすれば、放射導体板および給電回路等が
隠蔽されて耐候性が増すので経年による影響の少ない安
定したアンテナを得ることができる。
にプリントすることにより構成して、無給電導体板と放
射導体板の間に発泡プラスティック等の誘電体を挾んで
接着する構造とすれば、放射導体板および給電回路等が
隠蔽されて耐候性が増すので経年による影響の少ない安
定したアンテナを得ることができる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の円偏波円錐ビームアンテ
ナは１素子の高次モード励振マイクロストリップアンテ
ナに、アンテナと同一面に配置した９０度位相差回路を
用いて適当な２点から給電することにより、簡潔な構成
で円錐ビームを得ることができる利点が有り、例えば衛
星を用いた通信における移動体搭載用アンテナとして適
用することが可能である。
ナは１素子の高次モード励振マイクロストリップアンテ
ナに、アンテナと同一面に配置した９０度位相差回路を
用いて適当な２点から給電することにより、簡潔な構成
で円錐ビームを得ることができる利点が有り、例えば衛
星を用いた通信における移動体搭載用アンテナとして適
用することが可能である。
第１図は円錐ビームアンテナの用途の例を示す図、第２
図は従来のクロスグイボールアレーアンテナを示す図、
第３図は従来の円錐ビームを有する円偏波アンテナの他
の構成例を示す図、第４図は本発明の一実施例を示す図
、第５図はＴＭ、、。モード励振マイクロストリップア
ンテナの表面電流の分布を示す図、第６図は放射指向性
の計算例を示す図、第７図は本発明の他の実施例を示す
図、第８図はＶＳＷＲ特性の実測例を示す図である。 １・・・・・・船舶、２・・・・・・アンテナ、３・・
・・・・アンテナの円錐ビームの電界強度の等しい点を
結んだ線、４・・・・・・静止衛星、５・・・・・・鉛
直軸、６・・・・・・主ビーム方向を示す線、７・・・
・・・クロスダイポール、８・・・・・・給電線、９・
・・・・・放射導体板、 １０・・・・・・９０度位相
差給電回路、１１・・・・・・誘電体、１２・・・・・
・導体基板、１３・・・・・・無給電導体板、１４・・
・・・・１／４波長線路、１５・・・・・・チップ抵抗
、１６・・・・・・給電点、１７・・・・・・マイクロ
ストリップ給電線路 代理人 弁理士 本 間 泉 源 ２回 第３図 第５図 （ａ） （ｂ） 第６図 １暗度θ（ｄｔ４ン
図は従来のクロスグイボールアレーアンテナを示す図、
第３図は従来の円錐ビームを有する円偏波アンテナの他
の構成例を示す図、第４図は本発明の一実施例を示す図
、第５図はＴＭ、、。モード励振マイクロストリップア
ンテナの表面電流の分布を示す図、第６図は放射指向性
の計算例を示す図、第７図は本発明の他の実施例を示す
図、第８図はＶＳＷＲ特性の実測例を示す図である。 １・・・・・・船舶、２・・・・・・アンテナ、３・・
・・・・アンテナの円錐ビームの電界強度の等しい点を
結んだ線、４・・・・・・静止衛星、５・・・・・・鉛
直軸、６・・・・・・主ビーム方向を示す線、７・・・
・・・クロスダイポール、８・・・・・・給電線、９・
・・・・・放射導体板、 １０・・・・・・９０度位相
差給電回路、１１・・・・・・誘電体、１２・・・・・
・導体基板、１３・・・・・・無給電導体板、１４・・
・・・・１／４波長線路、１５・・・・・・チップ抵抗
、１６・・・・・・給電点、１７・・・・・・マイクロ
ストリップ給電線路 代理人 弁理士 本 間 泉 源 ２回 第３図 第５図 （ａ） （ｂ） 第６図 １暗度θ（ｄｔ４ン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 誘電体板の一方の面に導体基板を展着し、該誘電体板の
他方の面に放射導体板または放射導体板と無給電導体板
とを配置した精造を有し、放射導体板の中心を通る垂直
軸上における放射電磁界が極小となる輸が２以上のＴＭ
ｍｎ０モード励振マイクロストリップアンテナにおいて
、放射方向で９０度の位相差を持つよう、な位相関係で
、放射導体板の中心を通り互いに９０ ／ ｍ度（ｍは
ＴＭ霞ｎ。モードの鰺）をなす２直線上の２ｉ。 から放射導体板を励振する給電回路を有することを特徴
とする円偏波円錐ビームアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7294784A JPS60217702A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 円偏波円錐ビ−ムアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7294784A JPS60217702A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 円偏波円錐ビ−ムアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60217702A true JPS60217702A (ja) | 1985-10-31 |
| JPH02883B2 JPH02883B2 (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=13504081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7294784A Granted JPS60217702A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 円偏波円錐ビ−ムアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60217702A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62176307A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-03 | Nec Corp | 円偏波マイクロストリツプアンテナ |
| JPS6331302A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-10 | Sony Corp | アンテナの位相差給電装置 |
| US4742354A (en) * | 1986-08-08 | 1988-05-03 | Hughes Aircraft Company | Radar transceiver employing circularly polarized waveforms |
| JPS63120502A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 広帯域マイクロストリツプアンテナ |
| JPS63120658A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-25 | Toshiba Corp | インク記録方法 |
| JPH01284104A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-15 | Toyo Commun Equip Co Ltd | スタック型マイクロストリップアンテナ |
| US4987421A (en) * | 1988-06-09 | 1991-01-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Microstrip antenna |
| US5010348A (en) * | 1987-11-05 | 1991-04-23 | Alcatel Espace | Device for exciting a waveguide with circular polarization from a plane antenna |
| JP2008141766A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Agc Automotive Americas R & D Inc | 高次モードでパッチアンテナを動作する方法 |
-
1984
- 1984-04-13 JP JP7294784A patent/JPS60217702A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62176307A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-03 | Nec Corp | 円偏波マイクロストリツプアンテナ |
| JPS6331302A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-10 | Sony Corp | アンテナの位相差給電装置 |
| US4742354A (en) * | 1986-08-08 | 1988-05-03 | Hughes Aircraft Company | Radar transceiver employing circularly polarized waveforms |
| JPS63120502A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 広帯域マイクロストリツプアンテナ |
| JPS63120658A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-25 | Toshiba Corp | インク記録方法 |
| US5010348A (en) * | 1987-11-05 | 1991-04-23 | Alcatel Espace | Device for exciting a waveguide with circular polarization from a plane antenna |
| JPH01284104A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-15 | Toyo Commun Equip Co Ltd | スタック型マイクロストリップアンテナ |
| US4987421A (en) * | 1988-06-09 | 1991-01-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Microstrip antenna |
| JP2008141766A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Agc Automotive Americas R & D Inc | 高次モードでパッチアンテナを動作する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02883B2 (ja) | 1990-01-09 |
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