JPH01296703A - 宇宙通信の分野で特に有用な多周波アンテナ - Google Patents

宇宙通信の分野で特に有用な多周波アンテナ

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JPH01296703A
JPH01296703A JP1033504A JP3350489A JPH01296703A JP H01296703 A JPH01296703 A JP H01296703A JP 1033504 A JP1033504 A JP 1033504A JP 3350489 A JP3350489 A JP 3350489A JP H01296703 A JPH01296703 A JP H01296703A
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dipole
difference
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JP1033504A
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Gerard Raguenet
ジエラール・ラグネ
Regis Lenormand
レジス・ルノルマン
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は宇宙通信の分野で特に有用な多周波アンテナに
係る。
通信衛星の分野では現在、全体的な容量の増加が主な技
術的課題となっている。経済性の面から考えると各衛星
が複数の有用負荷を搭載する能力をもっことが必要であ
る。また全体的な情報量の面から考えると、トラフィッ
ク容量が増加しているので高利得アンテナの使用が必要
である。
更に、各衛星（ｍｉｓｓｉｏｎ）は、 −周波数バンド、 一カバー領域、及び、 一全体的な無線電信性能（利得、空間減結合等）のごと
き諸特性に関して固有の特殊性をもつ。
また、１つの衛星本体に複数アンテナが設置されるので
、大形アンテナ（直径約２ｍ以上）の設置数を増加する
ことができない。
一般には、直接放射形アンテナ列を用いるかまたは反射
器形アンテナを用いるかにかかわりなく、同一放射面を
使用できるのが有利である。これにより諸機能の高度な
集積化と表面利用の向上とが期待できる。
本発明の目的は上記のごとき課題に応えることである。
このために本発明は、１つまたは複数の周波数で作動す
るプリントアンテナの形状の第１アンテナを含み、同一
放射面を利用し且つ異なる・周波数で作動する第２アン
テナが第１アンテナの前方に配置されて−いることを特
徴とする多周波アンテナを提供する。
好ましくは、第１アンテナがアース面と誘電性基板とか
ら形成され該誘電性基板に金属性トラックが設けられて
おり、第２アンテナは第１アンテナの金属性トラックの
対称中心に開設された貫通孔を通過する線状アンテナで
あり、線状アンテナのアース面は金属性トラックとプリ
ントアンテナの主アース面とから成る。
第１の実施態様によれば、第１アンテナが平面アンテナ
であり、第２アンテナがダイポールで終結する同軸ケー
ブルから成る。
第２の実施態様によれば、第１アンテナが平面アンテナ
であり、第２アンテナがヘリックスで終結する同軸ケー
ブルから成る。
本発明の特徴及び利点は、添付図面に示す非限定具体例
に基づく以下の詳細な記載より明らかにされるであろう
。
本発明においては、異なる原理、即ち「キャビティ」放
射及び線状放射によって作動する２つ以上の放射素子が
同一放射面に結合されている。即ち、「キャビティ」放
射はマイクロテープまたはプリント型アンテナ（「パッ
チ」アンテナ）によって行なわれ、線状放射は放射ダイ
ポールまたはへリックスによって行なわれる。
本発明の三周波アンテナでは同一有効表面においてプリ
ントアンテナによって１つの周波数の放射が行なわれ、
線状アンテナのバイアスによって別の周波数の放射が行
なわれる。これらの２つのアンテナはその動作の独立性
によって異なる周波数に夫々最適化され得る。放射に寄
与する原理が異なる性質をもつので２つの素子間の減結
合が確保される。
第１図及び第２図に示すごとくアース面１１と誘電性基
板１２と金属性ｌ・ラック１０とをもつマイクロテープ
アンテナの放射の原理及び計算は多数の著者によって発
表されている（特に、八ＮＮ　、置ＥＣＯＭＭＵＮ　。
４０、　Ｎｏ、３〜４．１９８５．　ｐｐ、１８１〜１
８９に収載のＲ１ＭＯＳＩＣ及びＥ、　ＧへＲＤＩＯＬ
の論文ｒＲａｙｏｎｎｅｍｅｎｔ　ｄ’ｕｎｅａｎｔｅ
ｎｎｅ　ｍ１ｃｒｏｒｕｂａｎ　ｄｅ　ｆｏｒｍｅ　ａ
ｒｂｉｔｒａｉｒｅ」参照）。
第１図に示すごとく、方形または円形素子の場合、上部
プリントトラック１０の中点Ａ（２つの対称軸の交点）
は下部アース面１１と同一電位である。
従って第２図に示すごとく、定格プリントアンテナと金
属性スタブ１３によってアース面１２（＾Ｂ）に接続さ
れた上部導体をもつプリントアンテナとの間に特性（整
合、放射）の違いはない。
本発明によれば、この特性を利用してプリントアンテナ
に線状アンテナを挿入する。
この具体例は以下の２つの特徴をもつ。
−線状アンテナがプリントアンテナの整合特性及び放射
特性に影響を与えない。
一異なる放射原理を使用しているので２つの素子間の結
合は極めて小さい値に維持される。
複数の形態の線状アンテナがプリントアンテナに装着可
能である。これらの線状アンテナの形態は、要求性能に
対する最適化が得られるように選択される必要があり、
例えばダイポール、−本線状へソックス、四本線状へソ
ックス等から選択される。このような線状アンテナは多
年にわたって研究されてきたく特に、Ｒｉｃｈａｒｄ　
Ｃ，ＪＯＨＮＳＯＮ及びｔｉｅｎｒｙ　ＪＡＳＩＫ著の
マニュアル「＾ｎｔｅｎｎａ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｌｌａｎｄｂｏｏｋＪ、　ＭｃＧｒａｗ−１１ｉ１１１
３ｏｏｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｅｗ−Ｙｏｒｋ参照）、
この文献で特に開発された計算方法は、放射の積分を算
定するために導体に生じた電流の性質について仮説を立
てている。
定格動作（プリントアンテナ無し）中は、線状素子がア
ース面の前方に適当な間隔を隔てて配置されている。得
られた放射は、例えばダイポール構造に対する像原理を
用いて算定できる。
プリン１−アンテナに挿入された線状アンテナの顕著な
性能変化はない。線状アンテナのアース面はプリント導
体とプリントアンテナの主アース面との全体から形成さ
れる。線状アンテナの動作周波数がプリントアンテナの
共振に対応しないので、プリントアンテナは特殊機能（
場の集中、キャビティ、共振）を果たさない。得られる
グラフを最適化するためにはダイポールの高さを多少整
合させることが常に必要である。
第３図に示す具体例においては、 一第２図と同様の平面プリン）・アンテナの中央に貫通
孔１５が開設されており、 一同軸ケーブル１６がプリントアンテナの平面に垂直に
鎖孔１５を貫通している。該ゲーブルの自由端はダイポ
ールアンテナ１７で終結している。
第３図に示す具体例において、誘電性基板は数＋ｗｍの
厚みをもち、トラックは一辺約８０＋ｍの方形である。
定格動作中は、 −プリントアンテナが１６２８８１（Ｚに共振周波数を
もち（第５図の曲線２０参照）、整合バンド幅は−１０
ｃｌＢで３１Ｍ）Ｉｚ −１５ｄＢで１６ＭＩＩｚ である。
一ダイポール単独は２４４９Ｍ１ｌｚに定義され（第６
図の曲線２１参照）、整きバンド幅は −１０ｄＢで２２７ＭＨｚ −１５ｄＩｔで１１０ＭＨｚ である。
パイバンド動作中にもこれらの結果は殆ど変わらない。
測定の結果、以下の特性値が得られた。
−プリントアンテナにアクセスする場合、同調周波数は
１６３８ＭＩＩｚに得られる（第５図の曲線２２参照）
。
即ち「バッチ」アンテナ単独の場合との差は１％未満で
ある。また、整合バンド幅は −１０ｄＢで３１．５ＭＨｚ −１５ｄＢで１６．９８ＩＩＺ である。
一ダイポールアンテナにアクセスする場合、得られる同
調周波数は２４４６　Ｍ　ＩＩ　ｚである（第６図の曲
線２３参照）、即ち単独素子の場合との差は１％を大き
く下回る。整合バンド幅は −１０ｃｌＢで２３６ＭＨｚ −１５ｄＢで１２２８１１２ である。
いずれの場合にも、 一同調周波数の局在性、及び、 一周波数整合性能の安定性 に関してパイバンド動１ヤと定格動作との間の差は極め
て小さい（同調周波数の局在性に関する差は５１％であ
る）。
更に、素子間減結合Ｄｅが常に２（ＭＢより大きく従っ
て個々のアンテナ間の相互作用が殆どないことが確認さ
れたく第７図参照）。
また、定格素子（個別に考察されるアンテナ）とパイバ
ンド素子との間に大きい偏差または衝撃が全く存在しな
いこともグラフから確認された。
更に、誘電性基板の厚みは比較的小さく誘電性材料の性
質に左右される。　ＫＥＶＬＡＲの「ハニカム」構造の
場合厚みは常に５１０ｍｍであり、より高い定数をもつ
誘電性材料の場合厚みは数Ｉより大きくは第４図に示す
別の具体例においては、開孔１５を貫通する同軸ケーブ
ル１６はへリックスアンテナ１８で終結する。
本発明を非限定具体例に基づいて上記に説明したが、本
発明の範囲内で記載の構成素子を等価の素子で代替でき
ることは勿論理解されよう。
従って、マイクロテープアンテナに別のタイプのアンテ
ナを組み合わせ双方のアンテナが同一放射面を使用する
ように構成することも可能である。
勿論マイクロテープアンテナは必ずしも平面形状でなく
てもよい。設置される構造に従って、例えば凹状表面に
設置する場合にはある程度の湾曲（円筒状、球状等）を
有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は従来技術のアンテナ２つの具体例の
断面図、第３図は本発明のアンテナの具体例の断面図、
第４図は本発明のアンテナの別の具体例の断面図、第５
図及び第６図は第３図の具体例における反射損を周波数
の関数として示す特性曲線のグラフ、第７図は第３図の
具体例における素子間減結合を周波数の関数として示す
曲線のグラフである。 １０・・・・・・Ｉ・ラック、１１・・・・・・アース
面、１２・・・・・・誘電性基板、１３・・・・・・金
属性スタブ、１５・・・・・・開孔、１６・・・・・・
同軸ケーブル、１７・・・・・・ダイポールアンテナ、
１８・・・・・ヘリックスアンテナ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）１つまたは複数の周波数で作動するプリントアン
    テナの形状の第１アンテナを含み、同一放射面を使用し
    且つ異なる周波数で作動する第２アンテナが第１アンテ
    ナの前方に配置されていることを特徴とする多周波アン
    テナ。
  2. （２）第１アンテナがアース面と誘電性基板とから形成
    され該誘電性基板に金属性トラックが設けられており、
    第２アンテナが第１アンテナの金属性トラックの対称中
    心に開設された貫通孔を通過する線状アンテナであり、
    線状アンテナに対するアース面は、金属性トラックとプ
    リントアンテナの主アース面とから成ることを特徴とす
    る請求項１に記載のアンテナ。
  3. （３）第２アンテナがダイポールで終結する同軸ケーブ
    ルから成ることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ
    。
  4. （４）第２アンテナがヘリックスで終結する同軸ケーブ
    ルから成ることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ
    。
  5. （５）第１アンテナが平面アンテナであることを特徴と
    する請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ。
  6. （６）請求項１から５のいずれか一項に記載の基本アン
    テナを複数個組み合わせることによつて形成することを
    特徴とするアンテナ網。
JP1033504A 1988-02-12 1989-02-13 宇宙通信の分野で特に有用な多周波アンテナ Pending JPH01296703A (ja)

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FR8801697 1988-02-12
FR8801697A FR2627330B1 (fr) 1988-02-12 1988-02-12 Antenne multifrequence, utilisable notamment dans le domaine des telecommunications spatiales

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