JP2578179B2 - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JP2578179B2 JP2578179B2 JP63259783A JP25978388A JP2578179B2 JP 2578179 B2 JP2578179 B2 JP 2578179B2 JP 63259783 A JP63259783 A JP 63259783A JP 25978388 A JP25978388 A JP 25978388A JP 2578179 B2 JP2578179 B2 JP 2578179B2
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- Japan
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- antenna
- array
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- phase difference
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は衛星放送受信や、マイクロ波送、受信機に用
いられる平面アンテナに関するものである。
いられる平面アンテナに関するものである。
［従来の技術］ 従来のビームチルト型平面アンテナはマイクロストリ
ップラインをクランク状に折り曲げて構成された直列給
電型のアンテナ素子に逐次位相差を付けて給電するもの
であった。
ップラインをクランク状に折り曲げて構成された直列給
電型のアンテナ素子に逐次位相差を付けて給電するもの
であった。
ところが一般にその帯域が狭く、衛星放送の全帯域
（300〜400MHz）に亙って良好な利得を得ることが困難
であった。
（300〜400MHz）に亙って良好な利得を得ることが困難
であった。
帯域及び効率の改善の為にはアンテナ素子を環状スロ
ットとパッチ素子で構成し、これに電磁気的カップリン
グ結合を利用して給電するアンテナが提案されている。
ットとパッチ素子で構成し、これに電磁気的カップリン
グ結合を利用して給電するアンテナが提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、このアンテナは並列給電であるため素子の
数が2n個（ｎ＝整数）に限られ、ゲイン的に最適なサイ
ズのアンテナを設計するには、給電線の長さが若干長く
なり、その結果給電線損失が増加し、効率が低下すると
いう問題があった。
数が2n個（ｎ＝整数）に限られ、ゲイン的に最適なサイ
ズのアンテナを設計するには、給電線の長さが若干長く
なり、その結果給電線損失が増加し、効率が低下すると
いう問題があった。
本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その
目的とするところは高効率で広角度のビームチルトを可
能とした平面アンテナを提供することを目的とする。
目的とするところは高効率で広角度のビームチルトを可
能とした平面アンテナを提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は第１図に示すように直列に給電したＮ個（Ｎ
は３以上の整数）のアンテナ素子11〜1Nに夫々360/N度
の整数倍の位相差若しくは 度の整数倍の位相差（Ｐは整数）を設けて直列サブアレ
イ２を形成し、第２図のように同相若しくは360度の整
数倍の位相差を持たせて複数個の上記直列サブアレイ２
に並列に給電線３により給電するものである。
は３以上の整数）のアンテナ素子11〜1Nに夫々360/N度
の整数倍の位相差若しくは 度の整数倍の位相差（Ｐは整数）を設けて直列サブアレ
イ２を形成し、第２図のように同相若しくは360度の整
数倍の位相差を持たせて複数個の上記直列サブアレイ２
に並列に給電線３により給電するものである。
例えば３素子サブアレイの場合は120度づつの位相差
になる。次の素子は240度＋120度＝360度の位相差、次
には360度＋120度＝480度、次は600度…とする必要があ
る。ところが360度は０度と同相、480度は120度と同
相、600度は240度と同相になるから、サブアレーを同相
で給電すると同じ効果がある。
になる。次の素子は240度＋120度＝360度の位相差、次
には360度＋120度＝480度、次は600度…とする必要があ
る。ところが360度は０度と同相、480度は120度と同
相、600度は240度と同相になるから、サブアレーを同相
で給電すると同じ効果がある。
つまり（360/N）度づつ位相差を持つように設計した
直列サブアレー（サブアレー内は直列給電）を一度設計
すると、アンテナのサイズの拡大（アレーの増大）には
単にその直列サブアレイを同相或いは360度で給電（並
列給電）すればビームチルトアンテナが実現することに
なる。
直列サブアレー（サブアレー内は直列給電）を一度設計
すると、アンテナのサイズの拡大（アレーの増大）には
単にその直列サブアレイを同相或いは360度で給電（並
列給電）すればビームチルトアンテナが実現することに
なる。
［作用］ 而して直列に給電するアンテナ素子11…の数を最適化
することによって最適な利得を有し且つ最適サイズの平
面アンテナが実現でき、しかも位相調整の設計が直列サ
ブアレイの部分に限られるため、調整の精度の向上が可
能で、その結果サイドローブパターンが改善できること
になる。
することによって最適な利得を有し且つ最適サイズの平
面アンテナが実現でき、しかも位相調整の設計が直列サ
ブアレイの部分に限られるため、調整の精度の向上が可
能で、その結果サイドローブパターンが改善できること
になる。
更には複数個の直列サブアレイ２に対して360度の整
数倍若しくは同相で給電するので給電線３の長さを最小
にすることが可能で、アンテナ効率も低下しないという
作用がある。
数倍若しくは同相で給電するので給電線３の長さを最小
にすることが可能で、アンテナ効率も低下しないという
作用がある。
［実施例］ 以下本発明を実施例により説明する。
実施例１ 本実施例は、市販されているポリエステルフィルム
（50μｍ厚）に既存の方法で銅箔（18μｍ厚）を積層し
て形成したプリント板を用い、間隔が16mmで３個直列接
続したアンテナ素子１が夫々120度づつの位相差を持つ
直列サブアレイ２の各給電線３を同相若しくは360度の
位相差を持たせて最短の距離で128個接続した給電線の
パターンをエッチングにより上記プリント板に形成して
給電回路とする。第３図はこの給電回路の一部を示して
おり、第３図中の破線枠内の給電線３が直列サブアレイ
２に対応するものである。
（50μｍ厚）に既存の方法で銅箔（18μｍ厚）を積層し
て形成したプリント板を用い、間隔が16mmで３個直列接
続したアンテナ素子１が夫々120度づつの位相差を持つ
直列サブアレイ２の各給電線３を同相若しくは360度の
位相差を持たせて最短の距離で128個接続した給電線の
パターンをエッチングにより上記プリント板に形成して
給電回路とする。第３図はこの給電回路の一部を示して
おり、第３図中の破線枠内の給電線３が直列サブアレイ
２に対応するものである。
アンテナ素子（放射素子）１は第４図に示すような例
えば15mm×13mmの長方形の環状スロットＡと、環状スロ
ットＡ内に形成され、一辺が7mmの正方形の対角方向の
一対の角を2mmだけ残して切り取った形状のパッチ素子
Ｂとからなり、上記プリント板と同等のプリント板にエ
ッチングにより上記給電線３に併せて３×128個形成し
て放射回路とする。
えば15mm×13mmの長方形の環状スロットＡと、環状スロ
ットＡ内に形成され、一辺が7mmの正方形の対角方向の
一対の角を2mmだけ残して切り取った形状のパッチ素子
Ｂとからなり、上記プリント板と同等のプリント板にエ
ッチングにより上記給電線３に併せて３×128個形成し
て放射回路とする。
而して市販のAl板（0.5mm厚）の上に2mm厚の発泡プラ
スチックシートよりなるスペーサを介して上記給電回路
を形成したプリント板を積層し、更に上記スペーサと同
様なスペーサを介して放射回路を形成したプリント板を
積層して所望の平面アンテナを完成させるのである。こ
の際各アンテナ素子１と給電線３との間の給電は電磁的
なカップリグにより行い、使用帯域を広げている。
スチックシートよりなるスペーサを介して上記給電回路
を形成したプリント板を積層し、更に上記スペーサと同
様なスペーサを介して放射回路を形成したプリント板を
積層して所望の平面アンテナを完成させるのである。こ
の際各アンテナ素子１と給電線３との間の給電は電磁的
なカップリグにより行い、使用帯域を広げている。
かようにして製作された本実施例の平面アンテナを評
価すると、約31度のビームチルト型平面アンテナが得ら
れその効率も50％以上となった。
価すると、約31度のビームチルト型平面アンテナが得ら
れその効率も50％以上となった。
またサイドローブレベルも15dB以上が達成できて極め
て良好な結果となることが確認できた。
て良好な結果となることが確認できた。
上記実施例のアンテナ素子（放射素子）１の代わりに
たい５図に示すように円形の環状スロットＡ′と、この
環状スロットＡ′内に形成され、直径方向に一対のくぼ
みを設けた円形のパッチ素子Ｂ′とからなる円形のアン
テナ素子（放射素子）１を使用しても同等の効果が得ら
れた。
たい５図に示すように円形の環状スロットＡ′と、この
環状スロットＡ′内に形成され、直径方向に一対のくぼ
みを設けた円形のパッチ素子Ｂ′とからなる円形のアン
テナ素子（放射素子）１を使用しても同等の効果が得ら
れた。
また上記スペーサを格子状若しくはハニカム状等のよ
うに部分的に打ち抜いた形状としてもやはり上記の実施
例と同等の効果が得られた。
うに部分的に打ち抜いた形状としてもやはり上記の実施
例と同等の効果が得られた。
実施例２ 本実施例は実施例１の給電回路の代わりに、５個の直
列アンテナ素子１に夫々144度づつの位相差を設けた直
列サブアレイ２を形成し、例えば128個の直列サブアレ
イ２を給電線３の長さが最小となるように同相若しくは
360度の整数倍の位相差を設けて接触した給電回路を使
用したものである。勿論放射回路の配置を給電回路に併
せて変更して使用する。
列アンテナ素子１に夫々144度づつの位相差を設けた直
列サブアレイ２を形成し、例えば128個の直列サブアレ
イ２を給電線３の長さが最小となるように同相若しくは
360度の整数倍の位相差を設けて接触した給電回路を使
用したものである。勿論放射回路の配置を給電回路に併
せて変更して使用する。
而して本実施例では約40度のビームチルトのアンテナ
が確認できた。そしてその効率も40％以上が300MHzで達
成できた。
が確認できた。そしてその効率も40％以上が300MHzで達
成できた。
実施例３ 本実施例は上記実施例１で使用せるプリント板の代わ
りに25μｍ厚のポリエステルに20μｍ厚のAl箔を積層し
たプリント板を使用し、給電回路、放射回路をエッチン
グ形成した後に25μｍ厚のポリエステルフィルムと、給
電回路、放射回路を形成した夫々のプリント板をサンド
ウィッチ状に積層したもので、アンテナの性能を実施例
１と同等に確保し、且つ耐候性の信頼性を約３倍に改善
できた。
りに25μｍ厚のポリエステルに20μｍ厚のAl箔を積層し
たプリント板を使用し、給電回路、放射回路をエッチン
グ形成した後に25μｍ厚のポリエステルフィルムと、給
電回路、放射回路を形成した夫々のプリント板をサンド
ウィッチ状に積層したもので、アンテナの性能を実施例
１と同等に確保し、且つ耐候性の信頼性を約３倍に改善
できた。
［発明の効果］ 本発明は直列に給電したＮ個（Ｎは３以上の整数） のアンテナ素子に夫々360/N度の整数倍の位相差若しく
は 度の整数倍の位相差（Ｐは整数）を設けて直列サブアレ
イを形成し、同相若しくは360度の整数倍の位相差を持
たせて複数個の上記の直列サブアレイに並列に給電する
ので、位相調整の設計が直列サブアレイの部分に限られ
るのでビームチルト型アンテナの設計が比較的容易とな
り、更に給電線の長さを最小にすることができ、結果高
いアンテナ効率を得られるものであって、しかも直列サ
ブアレイを構成するアンテナ素子の数を最適化すること
によって任意の大きさのアンテナ、任意の利得のアンテ
ナが実現でき、しかも各素子夫々の位相差を全て考慮す
る必要がなく、そのため設計の信頼性が向上し、また直
列サブアレイには同相又は360度で給電するため導波
管、同軸といった給電機構の使用も可能となるという効
果がある。
は 度の整数倍の位相差（Ｐは整数）を設けて直列サブアレ
イを形成し、同相若しくは360度の整数倍の位相差を持
たせて複数個の上記の直列サブアレイに並列に給電する
ので、位相調整の設計が直列サブアレイの部分に限られ
るのでビームチルト型アンテナの設計が比較的容易とな
り、更に給電線の長さを最小にすることができ、結果高
いアンテナ効率を得られるものであって、しかも直列サ
ブアレイを構成するアンテナ素子の数を最適化すること
によって任意の大きさのアンテナ、任意の利得のアンテ
ナが実現でき、しかも各素子夫々の位相差を全て考慮す
る必要がなく、そのため設計の信頼性が向上し、また直
列サブアレイには同相又は360度で給電するため導波
管、同軸といった給電機構の使用も可能となるという効
果がある。
第１図は本発明の直列サブアレイの概念説明図、第２図
は本発明の概念図、第３図は本発明の実施例１の放射回
路の一部省略した構成図、第４図は同上使用のアンテナ
素子の構成図、第５図は同上使用のアンテナ素子の別の
例の構成図である。 １はアンテナ素子、２は直列サブアレイ、３は給電線、
Ａは環状スロット、Ｂはパッチ素子である。
は本発明の概念図、第３図は本発明の実施例１の放射回
路の一部省略した構成図、第４図は同上使用のアンテナ
素子の構成図、第５図は同上使用のアンテナ素子の別の
例の構成図である。 １はアンテナ素子、２は直列サブアレイ、３は給電線、
Ａは環状スロット、Ｂはパッチ素子である。
Claims (1)
- 【請求項１】直列に給電したＮ個（Ｎは３以上の整数）
のアンテナ素子に夫々360/N度の整数倍の位相差若しく
は 度の整数倍の位相差（Ｐは整数）を設けて直列サブアレ
イを形成し、同相若しくは360度の整数倍の位相差を持
たせて複数個の上記直列サブアレイに並列給電すること
を特徴とする平面アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259783A JP2578179B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259783A JP2578179B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 平面アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02107005A JPH02107005A (ja) | 1990-04-19 |
| JP2578179B2 true JP2578179B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=17338918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63259783A Expired - Fee Related JP2578179B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2578179B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8890764B2 (en) | 2009-12-21 | 2014-11-18 | Nec Corporation | Array antenna apparatus having shortest wiring distance to antenna elements |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61150504A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
-
1988
- 1988-10-15 JP JP63259783A patent/JP2578179B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02107005A (ja) | 1990-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |