JP4662051B2 - 直交偏波アレーアンテナ - Google Patents
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Description
(a)は送受波方向から見た正面図であり、(b)はその断面図である。この例ではアレーアンテナとして導波管型スロットアレーアンテナを用いた例であり、スロットがアンテナ素子となっている。
導波路8が境界壁15に仕切られて多数並行に設けられたベース体9にスロット10やスロット11が設けられたスロット板12を取り付けた構造になっている。直線Cを境として、第1アンテナ部13と第2アンテナ部14が隣り合っている構成となっている。
これにより、第1アンテナ部13による主偏波面と、第2アンテナ部14による主偏波面は直交(交差)することになる。
それ故、1周波数での双方向同時併行送受信が可能となる(例えば、特許文献1参照)。
この例は、導波管の上側広壁面にスロットを切ったものを隣接して平行に並べたものであり、スロット16が管軸方向と直角に切ってある導波管17と、スロット18が管軸方向に切ってある導波管19が1本ずつ交互に並べられている。
従って、直交する偏波を送受信できるアンテナを構成することになる(例えば、特許文献2参照)。
(a)は主偏波の指向性を示す。縦軸は振幅、横軸は方位角を示す。振幅は横軸の上下で極性が反転することを示す。
このため、従来の図4の直交偏波アレーアンテナのような、第1アンテナ部と第2アンテナ部の配置では、互いに方位方向では横並びになっているため、第1アンテナ部を送信アンテナとした場合、真正面方向即ち図の紙面から垂直に手前側の方へは、交差偏波は現れないが、第2アンテナ部寄りの方向では交差偏波が現れる。この交差偏波は第2のアンテナ部の主偏波であるから、結局、第1アンテナから送信した場合、第2アンテナへの回り込みが生ずると言う問題が生ずる。
本発明の第1の構成(基本構成)は、複数のアンテナ素子が、1つの面に沿って平面状に且つ該平面に直交する面に関して対称に配列され前記1つの面の法線方向に特定偏波面で指向性を有する第1のアレーアンテナと、同様に複数のアンテナ素子が前記第1のアレーアンテナとは重ならない延長面又はこの面と平行な面に沿って平面状に且つ前記直交する面に関して対称に配列され前記1つの面の法線方向と同じ方向に第1のアレーアンテナの特定偏波面と直交する偏波面で指向性を有する第2のアレーアンテナが配置されたことを特徴とする直交偏波アレーアンテナである。
このようにアンテナ素子が中心線に関して両側対称に配置されていることから、各アレーアンテナの主偏波指向特性は、図3の(a)に示すように主軸方向に関して左右対称となり、交差偏波指向特性は、(b)に示すように、主軸方向の左右で振幅絶対値は対称であるが極性は反転している。
アンテナは、各アンテナ素子が同相で受信した信号は加算されるように合成されるから、逆相で受信されたもの同士は相殺されてアンテナの出力には現れないということになる。
それには縦、横いずれの場合にも、中心線が定まるようにアンテナ素子の配列を定める必要がある。
また、2つのアレーアンテナを開口面の方向を一致させて1つの構造体に固定するのが最良である。据付け工事において方位設定調整が単純化される。
図1は、アンテナ素子がパッチアンテナである場合のアンテナを開口正面から見た正面図である。
第1アンテナ部1においては、パッチアンテナ7は中心線C−Cに関して対称になるように、且つ平面的に配列されている。給電路は図示を省略してある。
これにより、第1アンテナ部1は特定の主偏波面(例えば水平偏波)で電磁波の送受波を行うことが可能になる。第2アンテナ部6は、第1アンテナ部1の縦方向にパッチアンテナ2つ分だけ長くしたものを90度倒してパッチアンテナ7の配列が中心線C−Cに関して対称になるような位置にして、第1アンテナ部の下方へ配置したものである。90度回転させたことにより、第1アンテナ部1と第2アンテナ部6の偏波面は直交すること(例えば垂直偏波)になる。
今、第1アンテナ部1を送信アンテナとし、第2アンテナ部6を受信アンテナとすると、第1アンテナ部1からは主偏波は図3の(a)に示す指向特性で放射され、交差偏波成分は図3の(b)に示す指向特性で放射される。方位角は中心線C−Cを中心軸とする左右方向の角度である。
第1アンテナ部1と第2アンテナ部6は給電路を中央に通した同じアンテナを縦と横にして、両アンテナ間で直交偏波になるようにしたものである。
そして、第1アンテナ部1、第2アンテナ部6ともにそのアンテナ素子であるスロットの配列が中心線C−Cに関して対称になるように両アンテナを位置決めしている。
この実施例においてはスロットは単純な長方形のものを示したが、これに限られるものではなく、以上の図で1本のスロットに相当するものが複数本の組み合せからなっていてもよいし、長短の直列であってもよいし、また単純な長穴でなくともよい。他の諸々の設計条件から単位スロットの形態は様々なものが考えられる。
図2の実施例の配置において実測された両アンテナ間のアイソレーションは約80dB以上と極めて良好である。
基本的には、アンテナ素子は素子として用い得るものである限り、どのようなものでもよく、特に限定されるものではない。
2 給電路
3 スロット
4 導波路
5 導波路境界
6 第2アンテナ部
7 パッチアンテナ
8 導波路
9 ベース体
10 スロット
11 スロット
12 スロット板
13 第1アンテナ部
14 第2アンテナ部
15 境界壁
16 スロット
17 導波管
18 スロット
19 導波管
20 給電導波管
21 給電導波管
Claims (4)
- 複数のアンテナ素子が、1つの面に沿って平面状に且つ該平面に直交する面に関して対称に配列され前記1つの面の法線方向に特定偏波面で指向性を有する第1のアレーアンテナと、同様に複数のアンテナ素子が前記第1のアレーアンテナとは重ならない延長面又はこの面と平行な面に沿って平面状に且つ前記直交する面に関して対称に配列され前記1つの面の法線方向と同じ方向に第1のアレーアンテナの特定偏波面と直交する偏波面で指向性を有する第2のアレーアンテナが配置されたことを特徴とする直交偏波アレーアンテナ。
- アンテナ素子が方形導波路の幅広面に設けられたスロットであることを特徴とする請求項1記載の直交偏波アレーアンテナ。
- アンテナ素子がパッチアンテナであることを特徴とする請求項1記載の直交偏波アレーアンテナ。
- アンテナ素子が円形導波管開口であることを特徴とする請求項1記載の直交偏波アレーアンテナ。
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JP2005355623A JP4662051B2 (ja) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 直交偏波アレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005355623A JP4662051B2 (ja) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 直交偏波アレーアンテナ |
Publications (2)
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JP2007165948A JP2007165948A (ja) | 2007-06-28 |
JP4662051B2 true JP4662051B2 (ja) | 2011-03-30 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2005355623A Active JP4662051B2 (ja) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 直交偏波アレーアンテナ |
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- 2005-12-09 JP JP2005355623A patent/JP4662051B2/ja active Active
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