JP3960701B2 - グリッドアレイアンテナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グリッドアレイアンテナに係わり、特に、例えば、平面形状で、低サイドローブ特性が要求される固定通信用または移動通信用基地局アンテナ、あるいは、通信・放送衛星からの電波を受信するための開口形アンテナのサブアレイ素子に適用して有効なグリッドアレイアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の、衛星通信受信用に使用されているグリッドアレイアンテナの概略構成を示す斜視図である。
同図（ａ）に示すように、従来のグリッドアレイアンテナは、誘電体基板２０上に、複数個の長方形の基本素子１０が、基本素子１０の短辺方向に矩形形状に多段に配置されて構成される。
この場合に、各段の基本素子１０の短辺は、次段の基本素子１０の長辺の中心部と交差するようにされる。
ここで、基本素子１０の長方形の短辺と長辺との比を、ほぼ１：２とすることにより、放射ビームの最大放射方向として、矩形面に対して垂直の方向を得ることができる。
なお、図９に示すグリッドアレイアンテナにおいては、基本素子１０は、誘電体基板（プリント配線板、または絶縁体シート）２０上に、エッチング手法により作成された金属箔で構成するようにしたが、この基本素子１０は、例えば、金属等の線、状、帯等の導電体で構成することもできる。
基本素子１０の周囲長は、基本素子１０の周辺の比誘電率によって、その最適値が変化するが、比誘電率が１の場合には、設計周波数の自由空間波長（λｏ）の約３倍、またはこれより僅かに大きい値とした時に、放射ビームの最大放射方向として、矩形面に対して垂直の方向得ることができる。
【０００３】
グリッドアレイアンテナでは、通常、単一方向にビームを放射させる目的から、基本素子１０の形成される面（以下、グリッドアレイ面と称する。）に平行な反射板３０が配置される。
この反射板３０は、導電体の板、または格子やパンチングメタル等で構成される。
反射板３０とグリッドアレイ面との間隔（図９のｈ）は、長方形の基本素子１０の配列数によって調整し、基本素子１０の配列数を多くして、その間隔を狭めることで、放射ビームの放射効率を高めることができる。
なお、図９に示すグリッドアレイアンテナにおいては、誘電体基板２０により、反射面３とグリッドアレイ面との間隔を維持するようにしているが、反射面３とグリッドアレイ面との間隔を維持するために、発泡させたプラスチック樹脂を介在させるか、あるいは、局所的に絶縁体から成る樹脂スペーサ等で支えるようにしてもよい。
仮に、グリッドアレイ面が樹脂板上に形成されている場合には、基本素子１０を形成する導体に触れることなく樹脂板を支えることができるのであれば、金属棒などの導電性スペーサを使用することもできる。
【０００４】
グリッドアレイアンテナへの給電は、同軸線路のようなＴＥＭ伝送線路を用いる。
【０００５】
図９（ａ）に示すグリッドアレイアンテナでは、図９（ｂ）に示すように、グリッドアレイ面の中心付近で、基本素子１０の交点Ｃに同軸線路３１の芯線を電気的に接続させて給電点を形成している。
この場合に、反射板３０のＣ点に対応する位置に穴３２を設け、当該穴３２を通して同軸線路３１の芯線を交点Ｃに電気的に接続させ、また、同軸線路３１の外部導体を反射板３０と電気的に接続させる。
給電点Ｃに印加された励振電力により、基本素子１０の長辺および短辺から電磁波が放射されるが、基本素子１０の長辺からの電磁波は打ち消されるため、基本素子１０から放射されるビームは、短辺から放射される電磁波に依存する。
【０００６】
したがって、基本素子１０の長辺は、もっぱら基本素子１０の短辺方向に多段に配置される複数の基本素子１０に励振電力を供給するための伝送線路として機能する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は、図９に示すグリッドアレイアンテナの指向特性を示すグラフであり、同図（ａ）は、基本素子１０の長辺に平行な面（図９のＸ−Ｚ平面）の指向特性を、同図（ｂ）は、基本素子１０の短辺に平行な面（図９のＹ−Ｚ平面）の指向特性を示す。
この図１０のグラフから分かるように、いずれの面においても、目立ったサイドローブが存在し、第１サイドローブレベルは約−１３ｄＢとなっている。
誘電体基板２０上に、複数の基本素子１０が、基本素子１０の短辺方向に矩形形状に多段に配置されて構成される従来のグリッドアレイアンテナは、構成が簡単で、グリッドアレイ面に対して直角な方向に効率の良くビームを放射することができる。
しかしながら、近年の衛星通信、または衛星放送のように、一定の衛星軌道から送られる複数の電波を受信する場合には、従来のグリッドアレイアンテナの指向特性では、サイドローブレベルが高いために、干渉により伝送情報が劣化してしまうという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、サイドローブレベルを低減した指向特性を有するグリッドアレイアンテナを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の一辺と、前記第２の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の１辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１ないし第４の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、前記第３の基本素子群と第４の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、前記第１の基本素子群と、第３および第４の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の二辺と、前記第３および第４の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の一辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の一辺と、前記第２の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の１辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１ないし第４の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、前記第３の基本素子群と第４の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、前記第１の基本素子群と、第３および第４の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の二辺と、前記第３および第４の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の一辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
同図（ａ）に示すように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナでは、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部（１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ）を結ぶ線が、二等辺三角形の相等しい２辺（１１ａ，１１ｂ）を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置される。この場合に、複数個の基本素子１０は、各段の基本素子１０の短辺が、次段の基本素子１０の長辺の中心部と交差するように、基本素子１０の短辺方向に多段に配置される。
図１（ｂ）に示すように、単体の長方形の基本素子１０は、例えば、線状の導体が長方形に形成されて構成される。
ここで、基本素子１０の長方形の短辺（Ｌ２）と、基本素子１０の長方形の長辺（Ｌ１）との比（Ｌ１：Ｌ２）を、ほぼ１：２とすることにより、放射ビームの最大放射方向として、長方形の基本素子１０の矩形面に対して垂直の方向を得ることができる。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、複数個の基本素子１０を、誘電体基板（誘電体基板または誘電体シート）上に、エッチング手法または導電体印刷手法を用いて形成して作成される。なお、金型を用いプレス機によって金属薄板を打ち抜いて長方形の基本素子１０を形成し、当該基本素子１０を、誘電体基板（誘電体基板または誘電体シート）上に張り付けて、本実施の形態のグリッドアレイアンテナを作成するようにしてもよい。
本実施の形態においても、長方形の基本素子１０の周囲長は、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、基本素子１０の周辺の比誘電率によって、その最適値が変化するが、比誘電率が１の場合には設計周波数の自由空間波長（λｏ）の約３倍、またはこれより僅かに大きい値をした時に、放射ビームの最大方向として、長方形の基本素子の矩形面に対して垂直の方向を得ることができる。
【００１０】
また、反射板と、グリッドアレイ面（基本素子１０の形成される面）との関係は、長方形からなる基本素子１０の配列数により調整し、基本素子１０の配列数を多くして、その間隔を狭めることが望ましく、放射ビームの放射効率を高めることができる。
また、本実施の形態においても、前記図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、誘電体基板により、反射面とグリッドアレイ面との間隔を維持するようにしているが、反射面とグリッドアレイ面との間隔を維持するために、発泡させたプラスチック樹脂を介在させるか、あるいは、局所的に絶縁体からなる樹脂スペーサ等で支えるようにしてもよい。
仮に、グリッドアレイ面が樹脂板上に形成されている場合には、基本素子１０を形成する導体に触れることなく樹脂板を支えることができるのであれば、金属棒などの導電性スペーサを使用することもできる。
反射板は、対応するグリッドアレイ面の大きさより大きいことが望ましく、これを構成する材料としては、反射係数の大きなものであれば、金属のみならず炭素繊維で形成された導体面であってもよく、また、反射板の反射面は、格子状や、反射面の一部に間隙がある所謂パンチングメタルを用いてもよい。
【００１１】
本実施の形態においても、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、給電には同軸線路のようなＴＥＭ伝送線路を用いる。
そして、前記二等辺三角形の相等しい２辺（１１ａ，１１ｂ）に挟まれる角を二等分する二等分線を表す仮想線上と、長方形の基本素子との交点を、給電点とする。
この場合に、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、反射板の給電点に対応する位置に穴を設け、当該穴を通して同軸線路の芯線を給電点に電気的接続させるとともに、当該穴に同軸線路の外部導体を電気的に接続させる。
なお、給電点の一例を、図１に黒丸で示す。
この給電点に印加された励振電力により、基本素子１０の長辺および短辺から電磁波が放射されるが、基本素子１０の長辺からの電磁波は打ち消されるため、基本素子１０から放射されるビームは、短辺から放射される電磁波に依存する。したがって、基本素子１０の長辺は、もっぱら基本素子１０の短辺方向に多段に配置される複数の基本素子１０に励振電力を供給するための伝送線路として機能することは、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様である。
【００１２】
図２は、本実施の形態のグリッドアレイアンテナの一例の指向特性を示すグラフであり、長方形の基本素子１０の長辺に平行な面の指向特性を示すグラフである。
この図２に示すグラフは、基本素子１０の短辺、並びに頂点（ＴＯ）から基本素子１０に延びる導体の長さを０．５４λｏ、基本素子の長辺を１．０８λｏに選び、反射板とグリッドアレイ面との間隔を０．０５λｏとした時の、基本素子１０の長辺に平行な面（図９に示すＸ−Ｚ平面）の指向特性を測定した結果を示すグラフである。
なお、λｏは、設計中心周波数ｆｏにおける自由空間波長である。
このグラフから分かるように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナでは、サイドローブレベルが−２０ｄＢ以下と良好な値になっている。
このように、本実施の形態では、長方形の基本素子１０を、三角形状に配置したので、アンテナ全体としての開口電力分布をテーパー状とすることができるので、サイドローブレベルを低減することができる。
【００１３】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、前記実施の形態１のグリッドアレイアンテナを２個組み合わせて、直交する二つの直線偏波を共用する偏波共用アンテナを構成したものである。
同図に示すように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、第１の基本素子群（Ｇ１）と、第２の基本素子群（Ｇ２）とを有する。
第１および第２の基本素子群（Ｇ１，Ｇ２）は、それぞれ、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部（１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ）を結ぶ線が、二等辺三角形の相等しい２辺（１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ）を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されて構成される。
ここで、第１の基本素子群（Ｇ１）と、第２の基本素子群（Ｇ２）とは、互いに直交するように、即ち、第１の基本素子群（Ｇ１）の、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の一辺（１１ａ）と、第２の基本素子群（Ｇ２）の、格段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の１辺（１２ｂ）とが互いに向かい合うように配置されている。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナにおいて、図３に示す黒丸Ｈに励振電力を供給したときに得られる放射電界の偏波面を水平偏波としたとき、図３の黒丸Ｖに励振電力を供給したときに得られる放射電界の偏波面は垂直偏波となる。
【００１４】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナでは、高利得化のために、前記実施の形態１のグリッドアレイアンテナを２個線対称に配置したものである。
即ち、同図に示すように、それぞれ、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線が、二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置される第１の基本素子群（Ｇ１）および第２の基本素子群（Ｇ２）とを、頂点（ＴＯ）が互いに向かい合うように、線対称に配置したものである。
給電点は、図１で説明した条件下であれば、任意の場所を選ぶことができるが、対称軸に対して対称に配置し、各々の給電点の位相が逆相となるようにすることで、グリッドアレイアンテナが作る面に対して直角方向に交叉偏波成分の少ない最大放射がなされる。
なお、本実施の形態においても、前記実施の形態２に同様に、本実施の形態のグリッドアレイアンテナを組み合わせて、直交する二つの直線偏波を共用する偏波共用アンテナを実現することもできる。
【００１５】
［実施の形態４］
図５は、本発明の実施の形態４のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、長方形の基本素子を菱形形状に配置した点で、前記実施の形態１のグリッドアレイアンテナと相違する。
即ち、同図に示すように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナでは、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部（１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ，５ｃ〜９ｃ，５ｄ〜９ｄ）を結ぶ線が、菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置される。
図６は、本実施の形態の菱形形状グリッドアレイの一例の指向特性を示すグラフである。
この図６に示すグラフは、長方形の基本素子１０が菱形形状に配置されている以外は、前記図２と同様、長方形の基本素子１０の短辺、並びに頂点（ＴＯ）から長方形の基本素子１０に延びる導体の長さを０．５４λｏ、長方形の基本素子１０の長辺を１．０８λｏに選び、反射板とグリッドアレイ面との間隔を０．０５λｏとした時の指向特性を測定した結果を示すグラフである。
同図（ａ）は、長方形の基本素子１０の長辺に平行な面（図９のＸ−Ｚ平面）の指向特性を、同図（ｂ）は、長方形の基本素子１０の短辺に平行な面（図９のＹ−Ｚ平面）の指向特性を示している。
この図６のグラフから分かるように、いずれの面においても、サイドローブレベルが−２０ｄＢ以下と良好な値になっている。
これは、ビームの放射に寄与する長方形の基本素子１０の短辺の数の分布が、中心付近で最大となるテーパー状となっているためであり、図中のＸ軸、Ｙ軸いずれの方向に対しても良好な低サイドローブ特性となる。
図７は、本発明の実施の形態４のグリッドアレイの一例の、アンテナ面に垂直な方向における利得の周波数特性を示すグラフである。
なお、この図７に示すグラフは、図６の指向特性測定と同じ条件で、アンテナ面に垂直な方向における利得の周波数特性を、設計中心周波数ｆｏで正規化して示すグラフである。
この図７から分かるように、本実施の形態のグリッドアレイは、比較的広い周波数にわたって、アンテナ面に垂直な方向に２０ｄＢｉ以上の利得を有している。
なお、本実施の形態においても、前記実施の形態３と同様、頂点（ＴＯ）が互いに向かい合うように、二つの菱形形状グリッドアレイアンテナを線対称に配置することにより、高利得化を達成することができる。
【００１６】
［実施の形態５］
図８は、本発明の実施の形態５のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、前記実施の形態４のグリッドアレイアンテナを２個組み合わせて、直交する二つの直線偏波を共用する偏波共用アンテナを構成したものである。
同図に示すように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、第１の基本素子群（Ｇ１）と、第２の基本素子群（Ｇ２）とを有する。
第１および第２の基本素子群（Ｇ１，Ｇ２）は、それぞれ、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部（１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ，５ｃ〜９ｃ，５ｄ〜９ｄ）を結ぶ線が、菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されて構成される。
ここで、第１の基本素子群（Ｇ１）と、第２の基本素子群（Ｇ２）とは、互いに直交するように、即ち、第１の基本素子群（Ｇ１）の、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱型の一辺（１３）と、第２の基本素子群（Ｇ２）の、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱型の一辺（１４）とが互いに向かい合うように配置されている。
図８に示す黒丸Ｈに励振電力を供給したときに得られる放射電界の偏波面を水平偏波としたとき、図３の黒丸Ｖに励振電力を供給したときに得られる放射電界の偏波面は垂直偏波となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範図において種々変更可能であることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）本発明によれば、指向特性におけるサイドローブレベルを低減することができるので、過密な無線回線の干渉を軽減することが可能となる。
（２）本発明によれば、長方形の各基本素子に励振電力を給電するための給電点の設定に自由度があり、また、長方形の各基本素子に損失なく励振電力を供給するための伝送線路を別途設ける必要がないので、簡単な構造で、平面形状のアンテナを安価に作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１のグリッドアレイアンテナの一例の指向特性を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態２のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態３のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態４のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態４のグリッドアレイの一例の指向特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態４のグリッドアレイの一例の、アンテナ面に垂直な方向における利得の周波数特性を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態５のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図９】従来の、衛星通信受信用に使用されているグリッドアレイアンテナの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示すグリッドアレイアンテナの指向特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ，５ｃ〜９ｃ，５ｄ〜９ｄ…基本素子の角部、１０…長方形の基本素子、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ…二等辺三角形の相等しい２辺、１３，１４…菱形の２辺、２０…誘電体基板、３０…反射板、３１…同軸線路、３２…穴、ＴＯ…頂点、Ｇ１，Ｇ２…基本素子群。
【発明の属する技術分野】
本発明は、グリッドアレイアンテナに係わり、特に、例えば、平面形状で、低サイドローブ特性が要求される固定通信用または移動通信用基地局アンテナ、あるいは、通信・放送衛星からの電波を受信するための開口形アンテナのサブアレイ素子に適用して有効なグリッドアレイアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の、衛星通信受信用に使用されているグリッドアレイアンテナの概略構成を示す斜視図である。
同図（ａ）に示すように、従来のグリッドアレイアンテナは、誘電体基板２０上に、複数個の長方形の基本素子１０が、基本素子１０の短辺方向に矩形形状に多段に配置されて構成される。
この場合に、各段の基本素子１０の短辺は、次段の基本素子１０の長辺の中心部と交差するようにされる。
ここで、基本素子１０の長方形の短辺と長辺との比を、ほぼ１：２とすることにより、放射ビームの最大放射方向として、矩形面に対して垂直の方向を得ることができる。
なお、図９に示すグリッドアレイアンテナにおいては、基本素子１０は、誘電体基板（プリント配線板、または絶縁体シート）２０上に、エッチング手法により作成された金属箔で構成するようにしたが、この基本素子１０は、例えば、金属等の線、状、帯等の導電体で構成することもできる。
基本素子１０の周囲長は、基本素子１０の周辺の比誘電率によって、その最適値が変化するが、比誘電率が１の場合には、設計周波数の自由空間波長（λｏ）の約３倍、またはこれより僅かに大きい値とした時に、放射ビームの最大放射方向として、矩形面に対して垂直の方向得ることができる。
【０００３】
グリッドアレイアンテナでは、通常、単一方向にビームを放射させる目的から、基本素子１０の形成される面（以下、グリッドアレイ面と称する。）に平行な反射板３０が配置される。
この反射板３０は、導電体の板、または格子やパンチングメタル等で構成される。
反射板３０とグリッドアレイ面との間隔（図９のｈ）は、長方形の基本素子１０の配列数によって調整し、基本素子１０の配列数を多くして、その間隔を狭めることで、放射ビームの放射効率を高めることができる。
なお、図９に示すグリッドアレイアンテナにおいては、誘電体基板２０により、反射面３とグリッドアレイ面との間隔を維持するようにしているが、反射面３とグリッドアレイ面との間隔を維持するために、発泡させたプラスチック樹脂を介在させるか、あるいは、局所的に絶縁体から成る樹脂スペーサ等で支えるようにしてもよい。
仮に、グリッドアレイ面が樹脂板上に形成されている場合には、基本素子１０を形成する導体に触れることなく樹脂板を支えることができるのであれば、金属棒などの導電性スペーサを使用することもできる。
【０００４】
グリッドアレイアンテナへの給電は、同軸線路のようなＴＥＭ伝送線路を用いる。
【０００５】
図９（ａ）に示すグリッドアレイアンテナでは、図９（ｂ）に示すように、グリッドアレイ面の中心付近で、基本素子１０の交点Ｃに同軸線路３１の芯線を電気的に接続させて給電点を形成している。
この場合に、反射板３０のＣ点に対応する位置に穴３２を設け、当該穴３２を通して同軸線路３１の芯線を交点Ｃに電気的に接続させ、また、同軸線路３１の外部導体を反射板３０と電気的に接続させる。
給電点Ｃに印加された励振電力により、基本素子１０の長辺および短辺から電磁波が放射されるが、基本素子１０の長辺からの電磁波は打ち消されるため、基本素子１０から放射されるビームは、短辺から放射される電磁波に依存する。
【０００６】
したがって、基本素子１０の長辺は、もっぱら基本素子１０の短辺方向に多段に配置される複数の基本素子１０に励振電力を供給するための伝送線路として機能する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は、図９に示すグリッドアレイアンテナの指向特性を示すグラフであり、同図（ａ）は、基本素子１０の長辺に平行な面（図９のＸ−Ｚ平面）の指向特性を、同図（ｂ）は、基本素子１０の短辺に平行な面（図９のＹ−Ｚ平面）の指向特性を示す。
この図１０のグラフから分かるように、いずれの面においても、目立ったサイドローブが存在し、第１サイドローブレベルは約−１３ｄＢとなっている。
誘電体基板２０上に、複数の基本素子１０が、基本素子１０の短辺方向に矩形形状に多段に配置されて構成される従来のグリッドアレイアンテナは、構成が簡単で、グリッドアレイ面に対して直角な方向に効率の良くビームを放射することができる。
しかしながら、近年の衛星通信、または衛星放送のように、一定の衛星軌道から送られる複数の電波を受信する場合には、従来のグリッドアレイアンテナの指向特性では、サイドローブレベルが高いために、干渉により伝送情報が劣化してしまうという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、サイドローブレベルを低減した指向特性を有するグリッドアレイアンテナを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の一辺と、前記第２の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の１辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１ないし第４の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、前記第３の基本素子群と第４の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、前記第１の基本素子群と、第３および第４の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の二辺と、前記第３および第４の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の一辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の一辺と、前記第２の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の１辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１ないし第４の基本素子群を有し、前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、前記第３の基本素子群と第４の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、前記第１の基本素子群と、第３および第４の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の二辺と、前記第３および第４の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の一辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
同図（ａ）に示すように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナでは、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部（１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ）を結ぶ線が、二等辺三角形の相等しい２辺（１１ａ，１１ｂ）を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置される。この場合に、複数個の基本素子１０は、各段の基本素子１０の短辺が、次段の基本素子１０の長辺の中心部と交差するように、基本素子１０の短辺方向に多段に配置される。
図１（ｂ）に示すように、単体の長方形の基本素子１０は、例えば、線状の導体が長方形に形成されて構成される。
ここで、基本素子１０の長方形の短辺（Ｌ２）と、基本素子１０の長方形の長辺（Ｌ１）との比（Ｌ１：Ｌ２）を、ほぼ１：２とすることにより、放射ビームの最大放射方向として、長方形の基本素子１０の矩形面に対して垂直の方向を得ることができる。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、複数個の基本素子１０を、誘電体基板（誘電体基板または誘電体シート）上に、エッチング手法または導電体印刷手法を用いて形成して作成される。なお、金型を用いプレス機によって金属薄板を打ち抜いて長方形の基本素子１０を形成し、当該基本素子１０を、誘電体基板（誘電体基板または誘電体シート）上に張り付けて、本実施の形態のグリッドアレイアンテナを作成するようにしてもよい。
本実施の形態においても、長方形の基本素子１０の周囲長は、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、基本素子１０の周辺の比誘電率によって、その最適値が変化するが、比誘電率が１の場合には設計周波数の自由空間波長（λｏ）の約３倍、またはこれより僅かに大きい値をした時に、放射ビームの最大方向として、長方形の基本素子の矩形面に対して垂直の方向を得ることができる。
【００１０】
また、反射板と、グリッドアレイ面（基本素子１０の形成される面）との関係は、長方形からなる基本素子１０の配列数により調整し、基本素子１０の配列数を多くして、その間隔を狭めることが望ましく、放射ビームの放射効率を高めることができる。
また、本実施の形態においても、前記図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、誘電体基板により、反射面とグリッドアレイ面との間隔を維持するようにしているが、反射面とグリッドアレイ面との間隔を維持するために、発泡させたプラスチック樹脂を介在させるか、あるいは、局所的に絶縁体からなる樹脂スペーサ等で支えるようにしてもよい。
仮に、グリッドアレイ面が樹脂板上に形成されている場合には、基本素子１０を形成する導体に触れることなく樹脂板を支えることができるのであれば、金属棒などの導電性スペーサを使用することもできる。
反射板は、対応するグリッドアレイ面の大きさより大きいことが望ましく、これを構成する材料としては、反射係数の大きなものであれば、金属のみならず炭素繊維で形成された導体面であってもよく、また、反射板の反射面は、格子状や、反射面の一部に間隙がある所謂パンチングメタルを用いてもよい。
【００１１】
本実施の形態においても、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、給電には同軸線路のようなＴＥＭ伝送線路を用いる。
そして、前記二等辺三角形の相等しい２辺（１１ａ，１１ｂ）に挟まれる角を二等分する二等分線を表す仮想線上と、長方形の基本素子との交点を、給電点とする。
この場合に、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様、反射板の給電点に対応する位置に穴を設け、当該穴を通して同軸線路の芯線を給電点に電気的接続させるとともに、当該穴に同軸線路の外部導体を電気的に接続させる。
なお、給電点の一例を、図１に黒丸で示す。
この給電点に印加された励振電力により、基本素子１０の長辺および短辺から電磁波が放射されるが、基本素子１０の長辺からの電磁波は打ち消されるため、基本素子１０から放射されるビームは、短辺から放射される電磁波に依存する。したがって、基本素子１０の長辺は、もっぱら基本素子１０の短辺方向に多段に配置される複数の基本素子１０に励振電力を供給するための伝送線路として機能することは、図９に示すグリッドアレイアンテナと同様である。
【００１２】
図２は、本実施の形態のグリッドアレイアンテナの一例の指向特性を示すグラフであり、長方形の基本素子１０の長辺に平行な面の指向特性を示すグラフである。
この図２に示すグラフは、基本素子１０の短辺、並びに頂点（ＴＯ）から基本素子１０に延びる導体の長さを０．５４λｏ、基本素子の長辺を１．０８λｏに選び、反射板とグリッドアレイ面との間隔を０．０５λｏとした時の、基本素子１０の長辺に平行な面（図９に示すＸ−Ｚ平面）の指向特性を測定した結果を示すグラフである。
なお、λｏは、設計中心周波数ｆｏにおける自由空間波長である。
このグラフから分かるように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナでは、サイドローブレベルが−２０ｄＢ以下と良好な値になっている。
このように、本実施の形態では、長方形の基本素子１０を、三角形状に配置したので、アンテナ全体としての開口電力分布をテーパー状とすることができるので、サイドローブレベルを低減することができる。
【００１３】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、前記実施の形態１のグリッドアレイアンテナを２個組み合わせて、直交する二つの直線偏波を共用する偏波共用アンテナを構成したものである。
同図に示すように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、第１の基本素子群（Ｇ１）と、第２の基本素子群（Ｇ２）とを有する。
第１および第２の基本素子群（Ｇ１，Ｇ２）は、それぞれ、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部（１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ）を結ぶ線が、二等辺三角形の相等しい２辺（１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ）を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されて構成される。
ここで、第１の基本素子群（Ｇ１）と、第２の基本素子群（Ｇ２）とは、互いに直交するように、即ち、第１の基本素子群（Ｇ１）の、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の一辺（１１ａ）と、第２の基本素子群（Ｇ２）の、格段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の１辺（１２ｂ）とが互いに向かい合うように配置されている。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナにおいて、図３に示す黒丸Ｈに励振電力を供給したときに得られる放射電界の偏波面を水平偏波としたとき、図３の黒丸Ｖに励振電力を供給したときに得られる放射電界の偏波面は垂直偏波となる。
【００１４】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナでは、高利得化のために、前記実施の形態１のグリッドアレイアンテナを２個線対称に配置したものである。
即ち、同図に示すように、それぞれ、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線が、二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置される第１の基本素子群（Ｇ１）および第２の基本素子群（Ｇ２）とを、頂点（ＴＯ）が互いに向かい合うように、線対称に配置したものである。
給電点は、図１で説明した条件下であれば、任意の場所を選ぶことができるが、対称軸に対して対称に配置し、各々の給電点の位相が逆相となるようにすることで、グリッドアレイアンテナが作る面に対して直角方向に交叉偏波成分の少ない最大放射がなされる。
なお、本実施の形態においても、前記実施の形態２に同様に、本実施の形態のグリッドアレイアンテナを組み合わせて、直交する二つの直線偏波を共用する偏波共用アンテナを実現することもできる。
【００１５】
［実施の形態４］
図５は、本発明の実施の形態４のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、長方形の基本素子を菱形形状に配置した点で、前記実施の形態１のグリッドアレイアンテナと相違する。
即ち、同図に示すように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナでは、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部（１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ，５ｃ〜９ｃ，５ｄ〜９ｄ）を結ぶ線が、菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置される。
図６は、本実施の形態の菱形形状グリッドアレイの一例の指向特性を示すグラフである。
この図６に示すグラフは、長方形の基本素子１０が菱形形状に配置されている以外は、前記図２と同様、長方形の基本素子１０の短辺、並びに頂点（ＴＯ）から長方形の基本素子１０に延びる導体の長さを０．５４λｏ、長方形の基本素子１０の長辺を１．０８λｏに選び、反射板とグリッドアレイ面との間隔を０．０５λｏとした時の指向特性を測定した結果を示すグラフである。
同図（ａ）は、長方形の基本素子１０の長辺に平行な面（図９のＸ−Ｚ平面）の指向特性を、同図（ｂ）は、長方形の基本素子１０の短辺に平行な面（図９のＹ−Ｚ平面）の指向特性を示している。
この図６のグラフから分かるように、いずれの面においても、サイドローブレベルが−２０ｄＢ以下と良好な値になっている。
これは、ビームの放射に寄与する長方形の基本素子１０の短辺の数の分布が、中心付近で最大となるテーパー状となっているためであり、図中のＸ軸、Ｙ軸いずれの方向に対しても良好な低サイドローブ特性となる。
図７は、本発明の実施の形態４のグリッドアレイの一例の、アンテナ面に垂直な方向における利得の周波数特性を示すグラフである。
なお、この図７に示すグラフは、図６の指向特性測定と同じ条件で、アンテナ面に垂直な方向における利得の周波数特性を、設計中心周波数ｆｏで正規化して示すグラフである。
この図７から分かるように、本実施の形態のグリッドアレイは、比較的広い周波数にわたって、アンテナ面に垂直な方向に２０ｄＢｉ以上の利得を有している。
なお、本実施の形態においても、前記実施の形態３と同様、頂点（ＴＯ）が互いに向かい合うように、二つの菱形形状グリッドアレイアンテナを線対称に配置することにより、高利得化を達成することができる。
【００１６】
［実施の形態５］
図８は、本発明の実施の形態５のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、前記実施の形態４のグリッドアレイアンテナを２個組み合わせて、直交する二つの直線偏波を共用する偏波共用アンテナを構成したものである。
同図に示すように、本実施の形態のグリッドアレイアンテナは、第１の基本素子群（Ｇ１）と、第２の基本素子群（Ｇ２）とを有する。
第１および第２の基本素子群（Ｇ１，Ｇ２）は、それぞれ、長方形の基本素子１０が、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部（１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ，５ｃ〜９ｃ，５ｄ〜９ｄ）を結ぶ線が、菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されて構成される。
ここで、第１の基本素子群（Ｇ１）と、第２の基本素子群（Ｇ２）とは、互いに直交するように、即ち、第１の基本素子群（Ｇ１）の、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱型の一辺（１３）と、第２の基本素子群（Ｇ２）の、各段の基本素子１０における次段の基本素子１０と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱型の一辺（１４）とが互いに向かい合うように配置されている。
図８に示す黒丸Ｈに励振電力を供給したときに得られる放射電界の偏波面を水平偏波としたとき、図３の黒丸Ｖに励振電力を供給したときに得られる放射電界の偏波面は垂直偏波となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範図において種々変更可能であることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）本発明によれば、指向特性におけるサイドローブレベルを低減することができるので、過密な無線回線の干渉を軽減することが可能となる。
（２）本発明によれば、長方形の各基本素子に励振電力を給電するための給電点の設定に自由度があり、また、長方形の各基本素子に損失なく励振電力を供給するための伝送線路を別途設ける必要がないので、簡単な構造で、平面形状のアンテナを安価に作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１のグリッドアレイアンテナの一例の指向特性を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態２のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態３のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態４のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態４のグリッドアレイの一例の指向特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態４のグリッドアレイの一例の、アンテナ面に垂直な方向における利得の周波数特性を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態５のグリッドアレイアンテナの基本素子の配置を説明するための図である。
【図９】従来の、衛星通信受信用に使用されているグリッドアレイアンテナの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示すグリッドアレイアンテナの指向特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ａ〜５ａ，１ｂ〜５ｂ，５ｃ〜９ｃ，５ｄ〜９ｄ…基本素子の角部、１０…長方形の基本素子、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ…二等辺三角形の相等しい２辺、１３，１４…菱形の２辺、２０…誘電体基板、３０…反射板、３１…同軸線路、３２…穴、ＴＯ…頂点、Ｇ１，Ｇ２…基本素子群。
Claims (8)
- 各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、
前記複数個の基本素子は、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されていることを特徴とするグリッドアレイアンテナ。 - 各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、
前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、
前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置されていることを特徴とするグリッドアレイアンテナ。 - 各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、
前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、
前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の一辺と、前記第２の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の１辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とするグリッドアレイアンテナ。 - 各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、
前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が二等辺三角形の相等しい２辺を構成するように、二等辺三角形形状に多段に配置されている第１ないし第４の基本素子群を有し、
前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、
前記第３の基本素子群と第４の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、
前記第１の基本素子群と、第３および第４の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の二辺と、前記第３および第４の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される二等辺三角形の一辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とするグリッドアレイアンテナ。 - 各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、
前記複数個の基本素子は、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されていることを特徴とするグリッドアレイアンテナ。 - 各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、
前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、
前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置されていることを特徴とするグリッドアレイアンテナ。 - 各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、
前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１および第２の基本素子群を有し、
前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の一辺と、前記第２の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の１辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とするグリッドアレイアンテナ。 - 各段の基本素子の短辺が、次段の基本素子の長辺の中心部と交差するように、基本素子の短辺方向に多段に配置される複数個の長方形の基本素子を有するグリッドアレイアンテナであって、
前記複数個の基本素子が、各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線が菱形を構成するように、菱形形状に多段に配置されている第１ないし第４の基本素子群を有し、
前記第１の基本素子群と第２の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、
前記第３の基本素子群と第４の基本素子群とは、第１段の基本素子同志が、互いに向かい合って配置され、
前記第１の基本素子群と、第３および第４の基本素子群とは、前記第１の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の二辺と、前記第３および第４の基本素子群の、前記各段の基本素子における次段の基本素子と接触しない角部を結ぶ線で構成される菱形の一辺とが、互いに向かい合うように配置されていることを特徴とするグリッドアレイアンテナ。
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