JP3008891B2 - 成形ビームアレイアンテナ - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
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- 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
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
-
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- 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
- H01Q13/22—Longitudinal slot in boundary wall of waveguide or transmission line
-
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- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は成形ビームアレイア
ンテナに関し、特にマイクロ波及びミリ波帯で用いられ
るコセカント２乗ビームを形成する成形ビームアレイア
ンテナに関する。
ンテナに関し、特にマイクロ波及びミリ波帯で用いられ
るコセカント２乗ビームを形成する成形ビームアレイア
ンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の進行波形アレイアンテナを利用す
る成形ビームアレイアンテナは、進行波形アレイアンテ
ナを形成する全ての素子アンテナ間の結合度及び素子間
隔を調整して所望の励振振幅分布及び励振位相分布を実
現し、コセカント２乗ビームを形成していた。進行波形
アレイアンテナとして導波管スロットアレイアンテナに
よりコセカント２乗ビームを実現した従来の成形ビーム
アレイアンテナの構成例を図８に示し、その励振分布及
び放射パターン図９に示す。図８の構成例は、壁面に素
子アンテナとしてのＮ個のスロット１１〜１Ｎを設けた
導波管２と、導波管２の終端に設けられた終端用のダミ
ー３とを備えて構成され、図８には尚、導波管軸２０１
とフランジ２０２とを併記して示す。スロット１１〜１
Ｎは、導波管軸２０１からＸn(ｎ＝１〜Ｎ）だけオフセ
ットされており、オフセット量Ｘn(ｎ＝１〜Ｎ）により
スロット１n(ｎ＝１〜Ｎ）の結合度を調整して、図９の
励振分布を実現している。
る成形ビームアレイアンテナは、進行波形アレイアンテ
ナを形成する全ての素子アンテナ間の結合度及び素子間
隔を調整して所望の励振振幅分布及び励振位相分布を実
現し、コセカント２乗ビームを形成していた。進行波形
アレイアンテナとして導波管スロットアレイアンテナに
よりコセカント２乗ビームを実現した従来の成形ビーム
アレイアンテナの構成例を図８に示し、その励振分布及
び放射パターン図９に示す。図８の構成例は、壁面に素
子アンテナとしてのＮ個のスロット１１〜１Ｎを設けた
導波管２と、導波管２の終端に設けられた終端用のダミ
ー３とを備えて構成され、図８には尚、導波管軸２０１
とフランジ２０２とを併記して示す。スロット１１〜１
Ｎは、導波管軸２０１からＸn(ｎ＝１〜Ｎ）だけオフセ
ットされており、オフセット量Ｘn(ｎ＝１〜Ｎ）により
スロット１n(ｎ＝１〜Ｎ）の結合度を調整して、図９の
励振分布を実現している。
【０００３】図９の（ａ）は励振振幅分布、（ｂ）は励
振位相分布、（ｃ）はアレイ放射パターンをそれぞれ示
す。図９の（ａ），（ｂ）における素子番号は２０個の
素子アンテナの場合を例とし、素子番号１が最も給電側
に近く、素子番号２０は最も遠い素子アンテナである。
また、図９（ｃ）のアレイ放射パターンは、９０°が垂
直上方で、−９０°が垂直下方を示す。スロットの共振
長はオフセット量Ｘn により異なるため、スロットの長
さはオフセット量Ｘn により変化し、スロット１n(ｎ＝
１〜Ｎ）の長さはそれぞれの共振長Ｌn(ｎ＝１〜Ｎ）に
なっている。また、スロットｎとスロットｎ＋１の間隔
ｄn(ｎ＝１〜Ｎ−１）を調整することにより図９の
（ｂ）に示す励振位相分布を実現している。
振位相分布、（ｃ）はアレイ放射パターンをそれぞれ示
す。図９の（ａ），（ｂ）における素子番号は２０個の
素子アンテナの場合を例とし、素子番号１が最も給電側
に近く、素子番号２０は最も遠い素子アンテナである。
また、図９（ｃ）のアレイ放射パターンは、９０°が垂
直上方で、−９０°が垂直下方を示す。スロットの共振
長はオフセット量Ｘn により異なるため、スロットの長
さはオフセット量Ｘn により変化し、スロット１n(ｎ＝
１〜Ｎ）の長さはそれぞれの共振長Ｌn(ｎ＝１〜Ｎ）に
なっている。また、スロットｎとスロットｎ＋１の間隔
ｄn(ｎ＝１〜Ｎ−１）を調整することにより図９の
（ｂ）に示す励振位相分布を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の成形ビ
ームアレイアンテナには、次のような問題点がある。第
１の問題点は、コセカント２乗ビームを実現するため
に、広い範囲で結合度を調整することのできる素子アン
テナが必要となるということである。その理由は、コセ
カント２乗ビームを実現する励振分布を実現するために
は、成形ビームアレイの端では疎結合にし、中央では密
結合にしなければならないためである。第２の問題点
は、高い製作精度を必要とすることである。その理由
は、必要な励振分布を実現するために、少しずつ異なる
形状の素子アンテナを、少しずつ異なる間隔で配列しな
ければならないためである。第３の問題点は、設計時、
製作後のトリミングが不可能なことである。その理由
は、全て素子アンテナの振幅、位相を調整してコセカン
ト２乗ビームを実現しているため各素子アンテナの位
相、振幅の放射パターンへの影響が特定できないためで
ある。
ームアレイアンテナには、次のような問題点がある。第
１の問題点は、コセカント２乗ビームを実現するため
に、広い範囲で結合度を調整することのできる素子アン
テナが必要となるということである。その理由は、コセ
カント２乗ビームを実現する励振分布を実現するために
は、成形ビームアレイの端では疎結合にし、中央では密
結合にしなければならないためである。第２の問題点
は、高い製作精度を必要とすることである。その理由
は、必要な励振分布を実現するために、少しずつ異なる
形状の素子アンテナを、少しずつ異なる間隔で配列しな
ければならないためである。第３の問題点は、設計時、
製作後のトリミングが不可能なことである。その理由
は、全て素子アンテナの振幅、位相を調整してコセカン
ト２乗ビームを実現しているため各素子アンテナの位
相、振幅の放射パターンへの影響が特定できないためで
ある。
【０００５】本発明の目的は、上述した問題点を解決
し、コセカント２乗ビームをできるだけ同じ形状の素子
アンテナの等間隔配列によって実現し、設計及び製作を
著しく簡素化した成形ビームアンテナを提供することに
ある。
し、コセカント２乗ビームをできるだけ同じ形状の素子
アンテナの等間隔配列によって実現し、設計及び製作を
著しく簡素化した成形ビームアンテナを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、成形ビ
ームアレイアンテナに関する本発明の第１の構成は、導
波管壁にスロットを穿設して形成した導波管スロットア
レイアンテナによる進行波形アレイアンテナの全ての素
子アンテナの結合度及び素子間隔を適宜設定して所望の
励振振幅分布並びに励振位相分布を確保し、マイクロ波
及びミリ波帯でコセカント２乗ビームを形成する成形ビ
ームアレイアンテナにおいて、全ての同一形状の前記ス
ロットによる素子アンテナを等間隔に配列した進行波形
アレイアンテナのうちの給電側に最近接する最初の素子
アンテナの寸法変更もしくは誘電体被着に基づいて構造
を他の素子アンテナと異なるものとして前記最初の素子
アンテナの位相をずらし、コセカント２乗ビームの形成
に必要な所望の励振振幅分布と励振位相分布とを確保す
ることを可能とした構成を有する。
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、成形ビ
ームアレイアンテナに関する本発明の第１の構成は、導
波管壁にスロットを穿設して形成した導波管スロットア
レイアンテナによる進行波形アレイアンテナの全ての素
子アンテナの結合度及び素子間隔を適宜設定して所望の
励振振幅分布並びに励振位相分布を確保し、マイクロ波
及びミリ波帯でコセカント２乗ビームを形成する成形ビ
ームアレイアンテナにおいて、全ての同一形状の前記ス
ロットによる素子アンテナを等間隔に配列した進行波形
アレイアンテナのうちの給電側に最近接する最初の素子
アンテナの寸法変更もしくは誘電体被着に基づいて構造
を他の素子アンテナと異なるものとして前記最初の素子
アンテナの位相をずらし、コセカント２乗ビームの形成
に必要な所望の励振振幅分布と励振位相分布とを確保す
ることを可能とした構成を有する。
【０００７】また、成形ビームアレイアンテナに関する
本発明の第２の構成は、導波管壁にスロットを穿設して
形成した導波管スロットアレイアンテナによる進行波形
アレイアンテナの全ての素子アンテナの結合度及び素子
間隔を適宜設定して所望の励振振幅分布並びに励振位相
分布を確保し、マイクロ波及びミリ波帯でコセカント２
乗ビームを形成する成形ビームアレイアンテナにおい
て、全ての同一形状の前記スロットによる素子アンテナ
を等間隔に配列した進行波形アレイアンテナのうちの給
電側に最近接する最初の素子アンテナと前記最初の素子
アンテナに続く次なる素子アンテナとの間の空間に移相
素子を介在させて前記最初の素子アンテナの位相をずら
し、コセカント２乗ビームの形成に必要な所望の励振分
布と励振位相分布とを確保することを可能とした構成を
有する。
本発明の第２の構成は、導波管壁にスロットを穿設して
形成した導波管スロットアレイアンテナによる進行波形
アレイアンテナの全ての素子アンテナの結合度及び素子
間隔を適宜設定して所望の励振振幅分布並びに励振位相
分布を確保し、マイクロ波及びミリ波帯でコセカント２
乗ビームを形成する成形ビームアレイアンテナにおい
て、全ての同一形状の前記スロットによる素子アンテナ
を等間隔に配列した進行波形アレイアンテナのうちの給
電側に最近接する最初の素子アンテナと前記最初の素子
アンテナに続く次なる素子アンテナとの間の空間に移相
素子を介在させて前記最初の素子アンテナの位相をずら
し、コセカント２乗ビームの形成に必要な所望の励振分
布と励振位相分布とを確保することを可能とした構成を
有する。
【０００８】また、成形ビームアレイアンテナに関する
本発明の第３の構成は、誘電体基板上に形成したマイク
ロストリップアレイアンテナによる進行波形アレイアン
テナの含む全ての素子アンテナの結合度及び素子間隔を
適宜設定して所望の励振振幅分布並びに励振位相分布を
確保し、マイクロ波及びミリ波帯でコセカント２乗ビー
ムを形成する成形ビームアレイアンテナであって、前記
誘電体基板上に形成した全ての同一形状のパッチアンテ
ナによる素子アンテナを等間隔に配列して成る進行波形
アレイアンテナのうちの給電側に最近接する最初の素子
アンテナの形状もしくは構造を他の素子アンテナと異な
るものとして前記最初の素子アンテナの位相をずらし、
コセカント２乗ビームの形成に必要な所望の励振振幅分
布と励振位相分布とを確保することを可能とした構成を
有する。
本発明の第３の構成は、誘電体基板上に形成したマイク
ロストリップアレイアンテナによる進行波形アレイアン
テナの含む全ての素子アンテナの結合度及び素子間隔を
適宜設定して所望の励振振幅分布並びに励振位相分布を
確保し、マイクロ波及びミリ波帯でコセカント２乗ビー
ムを形成する成形ビームアレイアンテナであって、前記
誘電体基板上に形成した全ての同一形状のパッチアンテ
ナによる素子アンテナを等間隔に配列して成る進行波形
アレイアンテナのうちの給電側に最近接する最初の素子
アンテナの形状もしくは構造を他の素子アンテナと異な
るものとして前記最初の素子アンテナの位相をずらし、
コセカント２乗ビームの形成に必要な所望の励振振幅分
布と励振位相分布とを確保することを可能とした構成を
有する。
【０００９】また、成形ビームアレイアンテナに関する
本発明の第４の構成は、前記第１の構成において、前記
給電側に最近接する最初の素子アンテナに与えるべき他
の素子アンテナと異なる構造を、前記最初の素子アンテ
ナを形成する前記スロットを誘電体薄膜で被着した構造
を有する。
本発明の第４の構成は、前記第１の構成において、前記
給電側に最近接する最初の素子アンテナに与えるべき他
の素子アンテナと異なる構造を、前記最初の素子アンテ
ナを形成する前記スロットを誘電体薄膜で被着した構造
を有する。
【００１０】また、成形ビームアレイアンテナに関する
本発明の第５の構成は、前記第１の構成において、前記
給電側に最近接する最初の素子アンテナに与えるべき他
の素子アンテナと異なる形状を、前記最初の素子アンテ
ナを形成する前記スロットの長さを、他の素子アンテナ
を形成するスロットの長さよりも大とするか、もしくは
小とするものとした構成を有する。
本発明の第５の構成は、前記第１の構成において、前記
給電側に最近接する最初の素子アンテナに与えるべき他
の素子アンテナと異なる形状を、前記最初の素子アンテ
ナを形成する前記スロットの長さを、他の素子アンテナ
を形成するスロットの長さよりも大とするか、もしくは
小とするものとした構成を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の成形ビームアレイアンテ
ナは、図１に示すように導波管２に配設した同じ形状を
持つ素子アンテナとしてのスロット１１〜１Ｎを等間隔
に配列してなる進行波形アレイアンテナの、最初の１つ
目の素子アンテナ１１の形状また構造を変えてその位相
をずらすことにより進行波形アレイアンテナによりコセ
カント２乗ビームを形成するか、もしくは図６に示すよ
うに、最初の素子アンテナのスロット１１と次の素子ア
ンテナのスロット１２との間に移相素子としてのポスト
５を介在させて最初のアンテナ素子の位相をずらしてコ
セカント２乗ビームを形成することを発明の基本的特徴
としている。
ナは、図１に示すように導波管２に配設した同じ形状を
持つ素子アンテナとしてのスロット１１〜１Ｎを等間隔
に配列してなる進行波形アレイアンテナの、最初の１つ
目の素子アンテナ１１の形状また構造を変えてその位相
をずらすことにより進行波形アレイアンテナによりコセ
カント２乗ビームを形成するか、もしくは図６に示すよ
うに、最初の素子アンテナのスロット１１と次の素子ア
ンテナのスロット１２との間に移相素子としてのポスト
５を介在させて最初のアンテナ素子の位相をずらしてコ
セカント２乗ビームを形成することを発明の基本的特徴
としている。
【００１２】また、導波管２に配設したスロット群によ
って形成する進行波形アレイアンテナによって実施する
代わりに、図７に示す如く、誘電体基板９上に形成した
素子アンテナとしてのパッチアンテナ６１〜６Ｎによる
マイクロストリップアレイアンテナを利用して、図１の
場合と略同様なコセカント２乗ビームの形成を可能とす
る基本的特徴を有する。
って形成する進行波形アレイアンテナによって実施する
代わりに、図７に示す如く、誘電体基板９上に形成した
素子アンテナとしてのパッチアンテナ６１〜６Ｎによる
マイクロストリップアレイアンテナを利用して、図１の
場合と略同様なコセカント２乗ビームの形成を可能とす
る基本的特徴を有する。
【００１３】このような基本的特徴を確保することによ
り、本発明の成形ビームアレイアンテナは、進行波形ビ
ームアンテナの最初の素子アンテナと第２番目以降の素
子アンテナの２種類の素子アンテナに限定して構成さ
れ、素子アンテナは全て等間隔に配列されているため設
計及び製作が著しく容易になり、最初の素子アンテナの
形状を調整することにより放射パターンの調整が可能と
なることを発明の実施の形態としている。
り、本発明の成形ビームアレイアンテナは、進行波形ビ
ームアンテナの最初の素子アンテナと第２番目以降の素
子アンテナの２種類の素子アンテナに限定して構成さ
れ、素子アンテナは全て等間隔に配列されているため設
計及び製作が著しく容易になり、最初の素子アンテナの
形状を調整することにより放射パターンの調整が可能と
なることを発明の実施の形態としている。
【００１４】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図
（ａ）と、斜視図（ａ）のスロット１１の部分斜視図
（ｂ）及びスロット１ｎの部分斜視図（ｃ）である。図
１に示す実施例の構成は、成形ビームアレイアンテナを
導波管スロットアレイアンテナによって構成した場合を
例とし、壁面Ｗにスロット１１〜１Ｎを設けた導波管２
と、導波管の終端に設けられたダミー３と、スロット１
１を覆う、斜線で表示した誘電体薄膜４を備えて構成さ
れている。スロット１１〜１Ｎは全て同じ形状であり、
全てのスロットの導波管軸２０１からのオフセット量は
Ｘ0 で一定である。従って、スロットの共振長は全て同
じであり、スロット１１〜１Ｎは全てオフセット量Ｘ0
で決まる共振長Ｌ0 を有する。
る。図１は、本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図
（ａ）と、斜視図（ａ）のスロット１１の部分斜視図
（ｂ）及びスロット１ｎの部分斜視図（ｃ）である。図
１に示す実施例の構成は、成形ビームアレイアンテナを
導波管スロットアレイアンテナによって構成した場合を
例とし、壁面Ｗにスロット１１〜１Ｎを設けた導波管２
と、導波管の終端に設けられたダミー３と、スロット１
１を覆う、斜線で表示した誘電体薄膜４を備えて構成さ
れている。スロット１１〜１Ｎは全て同じ形状であり、
全てのスロットの導波管軸２０１からのオフセット量は
Ｘ0 で一定である。従って、スロットの共振長は全て同
じであり、スロット１１〜１Ｎは全てオフセット量Ｘ0
で決まる共振長Ｌ0 を有する。
【００１５】また、スロット１１〜１Ｎは等間隔に配列
されており、スロットｎとスロット＋１の間隔ｄn(ｎ＝
１〜Ｎ）＝ｄ0(≠１／２λｇ（管内波長）：進行波アレ
イアンテナの条件）である。スロット１１を誘電体薄膜
４で覆うことにより、共振周波数がスロット１２〜スロ
ット１Ｎより僅かに低くなるため、スロット１１はサセ
プタンス成分により僅かに位相がずれる（−５０°〜−
８０°）。
されており、スロットｎとスロット＋１の間隔ｄn(ｎ＝
１〜Ｎ）＝ｄ0(≠１／２λｇ（管内波長）：進行波アレ
イアンテナの条件）である。スロット１１を誘電体薄膜
４で覆うことにより、共振周波数がスロット１２〜スロ
ット１Ｎより僅かに低くなるため、スロット１１はサセ
プタンス成分により僅かに位相がずれる（−５０°〜−
８０°）。
【００１６】図１の導波管スロットアレイアンテナの励
振分布及び放射パターンは図２に示すようにコセカント
２乗ビームを形成する。図３は、本発明の第２の実施例
の成形ビームアレイアンテナの構成を示す部分斜視図で
ある。図１の実施例では、スロット１１を誘電体薄膜４
で覆って共振周波数をずらすことによりスロット１１の
位相をずらしているが、図３に示すように、誘電体薄膜
４を用いずにスロット１１の長さを僅かにΔＬだけ長く
する（Ｌ＋ΔＬ）ことで同じ効果が得られる。この場合
のΔＬは、誘電体薄膜４の配設と略同じ効果を確保しう
る寸法として設定される。
振分布及び放射パターンは図２に示すようにコセカント
２乗ビームを形成する。図３は、本発明の第２の実施例
の成形ビームアレイアンテナの構成を示す部分斜視図で
ある。図１の実施例では、スロット１１を誘電体薄膜４
で覆って共振周波数をずらすことによりスロット１１の
位相をずらしているが、図３に示すように、誘電体薄膜
４を用いずにスロット１１の長さを僅かにΔＬだけ長く
する（Ｌ＋ΔＬ）ことで同じ効果が得られる。この場合
のΔＬは、誘電体薄膜４の配設と略同じ効果を確保しう
る寸法として設定される。
【００１７】図４は、本発明の第３の実施例の成形ビー
ムアレイアンテナの構成を示す部分斜視図である。図４
に示すように、最初のスロット１１の長さをΔＬだけ僅
かに短くすることにより、図３の場合とは逆方向（＋５
０°〜＋８０°）に移相を行い、素子間隔ｄ0 を調整す
ることにより図５の（ａ）、（ｂ）に示すような励振分
布を実現し、図５の（ｃ）に示すような逆方向にコセカ
ント２乗ビームを形成することができる。
ムアレイアンテナの構成を示す部分斜視図である。図４
に示すように、最初のスロット１１の長さをΔＬだけ僅
かに短くすることにより、図３の場合とは逆方向（＋５
０°〜＋８０°）に移相を行い、素子間隔ｄ0 を調整す
ることにより図５の（ａ）、（ｂ）に示すような励振分
布を実現し、図５の（ｃ）に示すような逆方向にコセカ
ント２乗ビームを形成することができる。
【００１８】図６は、上述したように本発明の第４の実
施例であり、共振周波数をずらすことにより移相を行う
構造の他に、図１のスロット１１とスロット１２の間に
移相素子としてのポスト５を設けることによっても同じ
効果が得られることに着目した構成例である。ポスト５
は、導波管２のスロット１１，１２等を配設した面の対
向面上、かつスロット１１とスロット１２の中心点を結
ぶ線の中央に垂直な線との交点に近接、離隔可能に設け
た棒状導体、本実施例で近接、離隔可能に取り付けた金
属ネジを利用している。
施例であり、共振周波数をずらすことにより移相を行う
構造の他に、図１のスロット１１とスロット１２の間に
移相素子としてのポスト５を設けることによっても同じ
効果が得られることに着目した構成例である。ポスト５
は、導波管２のスロット１１，１２等を配設した面の対
向面上、かつスロット１１とスロット１２の中心点を結
ぶ線の中央に垂直な線との交点に近接、離隔可能に設け
た棒状導体、本実施例で近接、離隔可能に取り付けた金
属ネジを利用している。
【００１９】図７は、本発明の第５の実施例の成形ビー
ムアレイアンテナの構成を示す正面図（ａ）及び部分横
断面図（ｂ）である。図７に示す第５の実施例は、導波
管スロットアレイアンテナに代えてマイクロストリップ
アンテナによって構成した場合であり、図７の（ａ）に
平面面を、また図７の（ｂ）には図７の（ａ）のＳ1、Ｓ
2 横断面図を示す。図７において、パッチアンテナ６１
〜６Ｎは、銅箔を利用するグランド板８上の誘電体基板
９上に形成され、給電側のパッチアンテナ６１には誘電
体薄膜２０が配設される。グランド板８には、給電用の
同軸コネクタ７と、終端部材としてのダミー１０とが取
り付けられて成形ビームアレイアンテナを構成してい
る。このように、マイクロストリップアンテナとした場
合でも、上述した導波管スロットアレイアンテナに準じ
た成形ビームアレイアンテナを実現することができる。
ムアレイアンテナの構成を示す正面図（ａ）及び部分横
断面図（ｂ）である。図７に示す第５の実施例は、導波
管スロットアレイアンテナに代えてマイクロストリップ
アンテナによって構成した場合であり、図７の（ａ）に
平面面を、また図７の（ｂ）には図７の（ａ）のＳ1、Ｓ
2 横断面図を示す。図７において、パッチアンテナ６１
〜６Ｎは、銅箔を利用するグランド板８上の誘電体基板
９上に形成され、給電側のパッチアンテナ６１には誘電
体薄膜２０が配設される。グランド板８には、給電用の
同軸コネクタ７と、終端部材としてのダミー１０とが取
り付けられて成形ビームアレイアンテナを構成してい
る。このように、マイクロストリップアンテナとした場
合でも、上述した導波管スロットアレイアンテナに準じ
た成形ビームアレイアンテナを実現することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、全て同じ
形状を持つ素子アンテナを等間隔に配列して成る進行波
形アレイアンテナの、給電側の最初の１つの素子アンテ
ナの寸法を含む形状もしくは構造を変えて位相をずらす
構成を有するか、もしくは最初の素子アンテナと隣の素
子アンテナとの間に移相素子を介在させることにより、
次のような効果を確保することができる。第１の効果
は、結合度の調整範囲に狭い素子アンテナによっても成
形ビームアレイアンテナを構成することができることで
ある。その理由は、１種類の結合度の素子アンテナを用
いたコセカント２乗ビームを形成する励振分布を発生す
ることができるためである。第２の効果は、設計及び製
作が容易であることである。その理由は、アレイアンテ
ナを構成する最初の１つの素子の寸法を含む形状もしく
は構造が異なるか、もしくは最初の素子アンテナと隣の
素子アンテナの間に移相素子を設け、全て同じ素子アン
テナで構成できるためである。第３の効果は、製作後の
トリミングが可能である。その理由は、コセカント２乗
ビームの形状を決定する部分は、最初の１つの素子アン
テナの移相と、全ての素子アンテナで同じである結合度
の２つのパラメータのみであるためである。
形状を持つ素子アンテナを等間隔に配列して成る進行波
形アレイアンテナの、給電側の最初の１つの素子アンテ
ナの寸法を含む形状もしくは構造を変えて位相をずらす
構成を有するか、もしくは最初の素子アンテナと隣の素
子アンテナとの間に移相素子を介在させることにより、
次のような効果を確保することができる。第１の効果
は、結合度の調整範囲に狭い素子アンテナによっても成
形ビームアレイアンテナを構成することができることで
ある。その理由は、１種類の結合度の素子アンテナを用
いたコセカント２乗ビームを形成する励振分布を発生す
ることができるためである。第２の効果は、設計及び製
作が容易であることである。その理由は、アレイアンテ
ナを構成する最初の１つの素子の寸法を含む形状もしく
は構造が異なるか、もしくは最初の素子アンテナと隣の
素子アンテナの間に移相素子を設け、全て同じ素子アン
テナで構成できるためである。第３の効果は、製作後の
トリミングが可能である。その理由は、コセカント２乗
ビームの形状を決定する部分は、最初の１つの素子アン
テナの移相と、全ての素子アンテナで同じである結合度
の２つのパラメータのみであるためである。
【図１】本発明の第１の実施例の成形ビームアレイアン
テナの構成を示す斜視図（ａ）及び斜視図（ａ）のスロ
ット１１の部分斜視図（ｂ）並びにスロット１ｎの部分
斜視図（ｃ）である。
テナの構成を示す斜視図（ａ）及び斜視図（ａ）のスロ
ット１１の部分斜視図（ｂ）並びにスロット１ｎの部分
斜視図（ｃ）である。
【図２】本発明の第１の実施例の成形ビームアレイアン
テナの特性図である。
テナの特性図である。
【図３】本発明の第２の実施例の成形ビームアレイアン
テナの構成を示す部分斜視図である。
テナの構成を示す部分斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施例の成形ビームアレイアン
テナの構成を示す部分斜視図である。
テナの構成を示す部分斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施例の成形ビームアレイアン
テナの特性図である。
テナの特性図である。
【図６】本発明の第４の実施例の成形ビームアレイアン
テナの構成を示す部分斜視図である。
テナの構成を示す部分斜視図である。
【図７】本発明の第５の実施例の成形ビームアレイアン
テナの構成を示す正面図（ａ）及び部分横断面図（ｂ）
である。
テナの構成を示す正面図（ａ）及び部分横断面図（ｂ）
である。
【図８】従来の成形ビームアレイアンテナの構成例を示
す斜視図（ａ）及びスロットの配設状態を示す部分斜視
図（ｂ）である。
す斜視図（ａ）及びスロットの配設状態を示す部分斜視
図（ｂ）である。
【図９】従来の成形ビームアレイアンテナの特性図であ
る。
る。
１１〜１Ｎ スロット ２ 導波管 ３ ダミー ４ 誘電体薄膜 ５ ポスト ６１〜６Ｎ パッチアンテナ ７ 同軸コネクタ ８ グランド板 ９ 誘電体基板 １０ ダミー ２０ 誘電体薄膜
Claims (5)
- 【請求項１】 導波管壁にスロットを穿設して形成した
導波管スロットアレイアンテナによる進行波形アレイア
ンテナの全ての素子アンテナの結合度及び素子間隔を適
宜設定して所望の励振振幅分布並びに励振位相分布を確
保し、マイクロ波及びミリ波帯でコセカント２乗ビーム
を形成する成形ビームアレイアンテナにおいて、全ての
同一形状の前記スロットによる素子アンテナを等間隔に
配列した進行波形アレイアンテナのうちの給電側に最近
接する最初の素子アンテナの寸法変更もしくは誘電体被
着に基づいて構造を他の素子アンテナと異なるものとし
て前記最初の素子アンテナの位相をずらし、コセカント
２乗ビームの形成に必要な所望の励振振幅分布と励振位
相分布とを確保することを可能とした構成を有すること
を特徴とする成形ビームアレイアンテナ。 - 【請求項２】 導波管壁にスロットを穿設して形成した
導波管スロットアレイアンテナによる進行波形アレイア
ンテナの全ての素子アンテナの結合度及び素子間隔を適
宜設定して所望の励振振幅分布並びに励振位相分布を確
保し、マイクロ波及びミリ波帯でコセカント２乗ビーム
を形成する成形ビームアレイアンテナにおいて、全ての
同一形状の前記スロットによる素子アンテナを等間隔に
配列した進行波形アレイアンテナのうちの給電側に最近
接する最初の素子アンテナと前記最初の素子アンテナに
続く次なる素子アンテナとの間の空間に移相素子を介在
させて前記最初の素子アンテナの位相をずらし、コセカ
ント２乗ビームの形成に必要な所望の励振分布と励振位
相分布とを確保することを可能とした構成を有すること
を特徴とする成形ビームアレイアンテナ。 - 【請求項３】 誘電体基板上に形成したマイクロストリ
ップアレイアンテナによる進行波形アレイアンテナの含
む全ての素子アンテナの結合度及び素子間隔を適宜設定
して所望の励振振幅分布並びに励振位相分布を確保し、
マイクロ波及びミリ波帯でコセカント２乗ビームを形成
する成形ビームアレイアンテナであって、前記誘電体基
板上に形成した全ての同一形状のパッチアンテナによる
素子アンテナを等間隔に配列して成る進行波形アレイア
ンテナのうちの給電側に最近接する最初の素子アンテナ
の形状もしくは構造を他の素子アンテナと異なるものと
して前記最初の素子アンテナの位相をずらし、コセカン
ト２乗ビームの形成に必要な所望の励振振幅分布と励振
位相分布とを確保する構成を有することを特徴とする成
形ビームアレイアンテナ。 - 【請求項４】 前記給電側に最近接する最初の素子アン
テナに与えるべき他の素子アンテナと異なる構造を、前
記最初の素子アンテナを形成する前記スロットを誘電体
薄膜で被着した構造としたものであることを特徴とする
請求項１記載の成形ビームアレイアンテナ。 - 【請求項５】 前記給電側に最近接する最初の素子アン
テナに与えるべき他の素子アンテナと異なる形状を、前
記最初の素子アンテナを形成する前記スロットの長さ
を、他の素子アンテナを形成するスロットの長さよりも
大とするか、もしくは小とするものとしたものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の成形ビームアレイアンテ
ナ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134314A JP3008891B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 成形ビームアレイアンテナ |
| US09/072,855 US6107964A (en) | 1997-05-08 | 1998-05-05 | Shaped beam array antenna for generating a cosecant square beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134314A JP3008891B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 成形ビームアレイアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10308627A JPH10308627A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3008891B2 true JP3008891B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=15125412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9134314A Expired - Fee Related JP3008891B2 (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 成形ビームアレイアンテナ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6107964A (ja) |
| JP (1) | JP3008891B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006092862A1 (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 導波管スロットアレーアンテナ装置 |
| WO2009107216A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 三菱電機株式会社 | 導波管スロットアレーアンテナ装置 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CO5271697A1 (es) | 2000-01-12 | 2003-04-30 | Pfizer Prod Inc | Composiciones y procedimientos para el tratamiento de afecciones que responden a un aumento de testosterona |
| US6933891B2 (en) * | 2002-01-29 | 2005-08-23 | Calamp Corp. | High-efficiency transparent microwave antennas |
| CN100466380C (zh) * | 2002-02-21 | 2009-03-04 | 松下电器产业株式会社 | 行波组合阵列天线设备 |
| JP2003347843A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | アレーアンテナ装置及び該アレーアンテナ装置を用いた中継装置 |
| US20040100402A1 (en) * | 2002-11-26 | 2004-05-27 | Mccandless Jay | Broadband CSC2 antenna pattern beam forming networks |
| JP3917112B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2007-05-23 | 日本電信電話株式会社 | マルチビームアンテナ |
| JP3995004B2 (ja) * | 2004-07-12 | 2007-10-24 | 日本電気株式会社 | ヌルフィルアンテナ、オムニアンテナ、無線装置 |
| JP2008051560A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Denso Corp | レーダ装置 |
| JP5983089B2 (ja) * | 2012-06-27 | 2016-08-31 | 日本電気株式会社 | アンテナおよびこれを備えた無線通信装置 |
| CZ2013257A3 (cs) * | 2013-04-04 | 2014-08-06 | Univerzita Pardubice | Anténa se stuhovým svazkem |
| PL229431B1 (pl) | 2014-08-26 | 2018-07-31 | Orange Polska Spolka Akcyjna | Sposób zasilania układu antenowego |
| JP6382779B2 (ja) * | 2015-08-25 | 2018-08-29 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | アンテナ装置 |
| JP6175542B1 (ja) * | 2016-06-15 | 2017-08-02 | 有限会社Nazca | アンテナ装置 |
| US10840595B2 (en) | 2017-03-10 | 2020-11-17 | Flir Systems, Inc. | Conjoint beam shaping systems and methods |
| CN110011075B (zh) * | 2019-05-17 | 2023-10-13 | 江苏集萃移动通信技术研究所有限公司 | 一种高性能波束赋形天线及波束赋形方法 |
| CN111769371B (zh) * | 2020-08-03 | 2025-02-25 | 深圳市豪恩汽车电子装备股份有限公司 | 微带功分器 |
| JP7761506B2 (ja) * | 2022-02-14 | 2025-10-28 | 古野電気株式会社 | 導波管アンテナ |
| CN119481686B (zh) * | 2025-01-14 | 2025-04-25 | 南京信息工程大学 | 一种远距离通信的余割平方波束天线阵列及其优化方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3568208A (en) * | 1968-10-22 | 1971-03-02 | Raytheon Co | Varying propagation constant waveguide |
| US4518967A (en) * | 1982-03-05 | 1985-05-21 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Tapered-width leaky-waveguide antenna |
-
1997
- 1997-05-08 JP JP9134314A patent/JP3008891B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-05 US US09/072,855 patent/US6107964A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９８９信学秋全大Ｂ−３２（１９８９年電子情報通信学会秋季全国大会） |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006092862A1 (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 導波管スロットアレーアンテナ装置 |
| WO2009107216A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 三菱電機株式会社 | 導波管スロットアレーアンテナ装置 |
| US8599090B2 (en) | 2008-02-28 | 2013-12-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Waveguide slot array antenna apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6107964A (en) | 2000-08-22 |
| JPH10308627A (ja) | 1998-11-17 |
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