JPH0226402B2 - - Google Patents
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- JPH0226402B2 JPH0226402B2 JP59005185A JP518584A JPH0226402B2 JP H0226402 B2 JPH0226402 B2 JP H0226402B2 JP 59005185 A JP59005185 A JP 59005185A JP 518584 A JP518584 A JP 518584A JP H0226402 B2 JPH0226402 B2 JP H0226402B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- patch antenna
- strip
- axis
- conductor
- circuit
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 39
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
- H01Q21/245—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction provided with means for varying the polarisation
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は偏波切換えマイクロストリツプアンテ
ナ回路に関するものである。
ナ回路に関するものである。
第1図に示す円形導体もしくは方形導体のパツ
チアンテナにおいて、X軸上に給電点位置Qが存
在するときの遠方正面での電界の向きは、矢示の
方向となり、偏波の方向はX軸と平行となる(第
1図A,B)。同様にY軸上に給電位置Qが存在
するときの遠方正面での電界の向きは、矢示の方
向となり、偏波の方向はY軸と平行となる(第1
図C,D)。
チアンテナにおいて、X軸上に給電点位置Qが存
在するときの遠方正面での電界の向きは、矢示の
方向となり、偏波の方向はX軸と平行となる(第
1図A,B)。同様にY軸上に給電位置Qが存在
するときの遠方正面での電界の向きは、矢示の方
向となり、偏波の方向はY軸と平行となる(第1
図C,D)。
このようなパツチアンテナのいずれか1個のパ
ツチアンテナを用いて、そのX軸に平行な偏波を
Y軸に平行な偏波に、またY軸に平行な偏波をX
軸に平行な偏波に夫々切換えるには、X軸上に存
在する給電線路とY軸上に存在する給電線路との
2個の給電線路を設け、これらの給電線路を切換
えることで達成できるものである。
ツチアンテナを用いて、そのX軸に平行な偏波を
Y軸に平行な偏波に、またY軸に平行な偏波をX
軸に平行な偏波に夫々切換えるには、X軸上に存
在する給電線路とY軸上に存在する給電線路との
2個の給電線路を設け、これらの給電線路を切換
えることで達成できるものである。
第1図に示した円形導体もしくは方形導体のパ
ツチアンテナを用いて上述の偏波切換えを行なう
には、第2図に示すように、「Multi−Octave、
Milti−Throw PIN−Diode Switches」DR.
PAUL CHORNEY.Microwave J、Sept−
1974の記載のPINダイオードスイツチを応用すれ
ば容易に可能となるものである。
ツチアンテナを用いて上述の偏波切換えを行なう
には、第2図に示すように、「Multi−Octave、
Milti−Throw PIN−Diode Switches」DR.
PAUL CHORNEY.Microwave J、Sept−
1974の記載のPINダイオードスイツチを応用すれ
ば容易に可能となるものである。
第2図において、1は方形導体のパツチアンテ
ナ、2はX軸のストリツプ給電線路、3はY軸の
ストリツプ給電線路、4及び5は給電切換え用の
PINダイオードで、これらダイオード4の負極は
ストリツプ給電線路2に、ダイオード5の正極は
ストリツプ給電線路3に夫々接続され、更にダイ
オード4の正極及びダイオード5の負極は共にス
トリツプRF給電回路6に接続されている。また
ストリツプRF給電回路6には、直流カツトコン
デンサ7を介してストリツプRF給電回路8が接
続され、更にリボン導体チヨークコイル9、バイ
パスコンデンサ10でなるバイアス供給回路11
を介してバイアス電源端子12が接続されてい
る。
ナ、2はX軸のストリツプ給電線路、3はY軸の
ストリツプ給電線路、4及び5は給電切換え用の
PINダイオードで、これらダイオード4の負極は
ストリツプ給電線路2に、ダイオード5の正極は
ストリツプ給電線路3に夫々接続され、更にダイ
オード4の正極及びダイオード5の負極は共にス
トリツプRF給電回路6に接続されている。また
ストリツプRF給電回路6には、直流カツトコン
デンサ7を介してストリツプRF給電回路8が接
続され、更にリボン導体チヨークコイル9、バイ
パスコンデンサ10でなるバイアス供給回路11
を介してバイアス電源端子12が接続されてい
る。
13,14は夫々ストリツプ給電線路2,3と
地気間に接続されたリボン導体でなるRF漏洩防
止用チヨークコイルである。
地気間に接続されたリボン導体でなるRF漏洩防
止用チヨークコイルである。
このように構成された偏波切換えマイクロスト
リツプアンテナ回路を動作させるには、バイアス
電源端子12に印加するバイアス電圧Vをプラス
電圧とすることによりバイアス直流電流は+V〜
端子12〜チヨークコイル9〜ストリツプRF給
電線路6〜PINダイオード4〜ストリツプ給電線
路2〜チヨークコイル13〜地気の閉回路を流
れ、これによりストリツプRF給電線路8〜直流
カツトコンデンサ7〜ストリツプRF給電線路6
の径路よりのRF電力は、正バイアスされたPIN
ダイオード4〜ストリツプ給電線路2の径路より
パツチアンテナ1のX軸に供給されてX軸に並行
な偏波が得られる。
リツプアンテナ回路を動作させるには、バイアス
電源端子12に印加するバイアス電圧Vをプラス
電圧とすることによりバイアス直流電流は+V〜
端子12〜チヨークコイル9〜ストリツプRF給
電線路6〜PINダイオード4〜ストリツプ給電線
路2〜チヨークコイル13〜地気の閉回路を流
れ、これによりストリツプRF給電線路8〜直流
カツトコンデンサ7〜ストリツプRF給電線路6
の径路よりのRF電力は、正バイアスされたPIN
ダイオード4〜ストリツプ給電線路2の径路より
パツチアンテナ1のX軸に供給されてX軸に並行
な偏波が得られる。
この場合、PINダイオード5は逆バイアスさ
れ、更にチヨークコイル13は、直流電流に対し
て低インピーダンスであるもRFに対しては高イ
ンピーダンスとなるので、RF電力をパツチアン
テナ1のX軸に供給することができるものであ
る。
れ、更にチヨークコイル13は、直流電流に対し
て低インピーダンスであるもRFに対しては高イ
ンピーダンスとなるので、RF電力をパツチアン
テナ1のX軸に供給することができるものであ
る。
これに対してパツチアンテナ1のY軸に並行な
偏波を得るには、バイアス電源端子12に印加す
るバイアス電圧Vをマイナス電圧とすることによ
りバイアス直流電流は、地気〜チヨークコイル1
4〜ストリツプ給電線路3〜PINダイオード5〜
ストリツプRF給電線路6〜チヨークコイル9〜
端子12〜−Vの閉回路を流れ、これによりスト
リツプRF給電回路6よりのRF電力は、正バイア
スされたPINダイオード5〜ストリツプ給電線路
3の径路よりパツチアンテナ1のY軸に供給され
てY軸に並行な偏波が得られるものである。この
場合、PINダイオード4は逆バイアスされ、更に
チヨークコイル14は、直流電流に対しては低イ
ンピーダンスであるもRFに対しては高インピー
ダンスであるので、RF電力をパツチアンテナ1
のY軸に供給することができるものである。
偏波を得るには、バイアス電源端子12に印加す
るバイアス電圧Vをマイナス電圧とすることによ
りバイアス直流電流は、地気〜チヨークコイル1
4〜ストリツプ給電線路3〜PINダイオード5〜
ストリツプRF給電線路6〜チヨークコイル9〜
端子12〜−Vの閉回路を流れ、これによりスト
リツプRF給電回路6よりのRF電力は、正バイア
スされたPINダイオード5〜ストリツプ給電線路
3の径路よりパツチアンテナ1のY軸に供給され
てY軸に並行な偏波が得られるものである。この
場合、PINダイオード4は逆バイアスされ、更に
チヨークコイル14は、直流電流に対しては低イ
ンピーダンスであるもRFに対しては高インピー
ダンスであるので、RF電力をパツチアンテナ1
のY軸に供給することができるものである。
以上のように、バイアス電源電圧Vの極性をプ
ラスまたはマイナスにすることによりPINダイオ
ード4または5を切換えてスイツチ動作せしめ、
パツチアンテナ1におけるX軸に並行な偏波をY
軸に並行な偏波に、またはY軸に並行な偏波をX
軸に並行な偏波に必要に応じて容易に切換えるこ
とができるものである。
ラスまたはマイナスにすることによりPINダイオ
ード4または5を切換えてスイツチ動作せしめ、
パツチアンテナ1におけるX軸に並行な偏波をY
軸に並行な偏波に、またはY軸に並行な偏波をX
軸に並行な偏波に必要に応じて容易に切換えるこ
とができるものである。
しかしながらこのように構成された偏波切換え
マイクロストリツプアンテナ回路では、RF漏洩
防止用の2個のチヨークコイル13,14を要
し、このことは一枚の誘電体基板にエツチングに
より第2図と同様のアンテナ回路の多数を例えば
レーダー用アンテナとして設けるとするとパツチ
アンテナ毎に2個のRF漏洩防止用チヨークコイ
ルを要するものであるからアンテナ回路のパター
ン設計が複雑になる等の問題がある。
マイクロストリツプアンテナ回路では、RF漏洩
防止用の2個のチヨークコイル13,14を要
し、このことは一枚の誘電体基板にエツチングに
より第2図と同様のアンテナ回路の多数を例えば
レーダー用アンテナとして設けるとするとパツチ
アンテナ毎に2個のRF漏洩防止用チヨークコイ
ルを要するものであるからアンテナ回路のパター
ン設計が複雑になる等の問題がある。
本発明は、上記のRF漏洩防止用チヨークコイ
ルを除去した新規な偏波切換えマイクロストリツ
プアンテナ回路の提供を目的とし、第2図で示し
たPINダイオードスイツチを用いた偏波切換えマ
イクロストリツプアンテナ回路を基礎とするも、
誘電体基板の一面に設けた円形導体もしくは方形
導体のパツチアンテナをそれらの中心を通して誘
電体基板の他面に設けられた接地導体にスルーホ
ールもしくは金属ピンをもつて短絡する構造とす
ることにより上述の目的を達成せんとするもので
ある。以下本発明を図面により説明する。第3図
は本発明による一実施例の構造を示し、21は誘
電体基板20の一面に例えばエツチングにより設
けられた円形導体パツチアンテナ、22は円形導
体パツチアンテナ21の中心を通して誘電体基板
20の他面に設けられた接地導体23に円形導体
パツチアンテナ21を短絡せしめるスルーホール
もしくは金属ピン、24及び25はパツチアンテ
ナ21の周縁より導出されたパツチアンテナ21
のX軸及びY軸のストリツプ給電線路、26及び
27はPINダイオードで、PINダイオード26の
負極はストリツプ給電線路24に、PINダイオー
ド27の正極はストリツプ給電線路25に夫々接
続され、更にPINダイオード26の正極及びPIN
ダイオード27の負極は共にストリツプRF給電
回路28に接続されている。またストリツプRF
給電回路28は、直流カツトコンデンサ29を介
してストリツプRF給電回路30に接続され、更
にリボン導体チヨークコイル31及び方形導体3
2でなるバイアス供給回路33を介してバイアス
電源端子34に接続されている。
ルを除去した新規な偏波切換えマイクロストリツ
プアンテナ回路の提供を目的とし、第2図で示し
たPINダイオードスイツチを用いた偏波切換えマ
イクロストリツプアンテナ回路を基礎とするも、
誘電体基板の一面に設けた円形導体もしくは方形
導体のパツチアンテナをそれらの中心を通して誘
電体基板の他面に設けられた接地導体にスルーホ
ールもしくは金属ピンをもつて短絡する構造とす
ることにより上述の目的を達成せんとするもので
ある。以下本発明を図面により説明する。第3図
は本発明による一実施例の構造を示し、21は誘
電体基板20の一面に例えばエツチングにより設
けられた円形導体パツチアンテナ、22は円形導
体パツチアンテナ21の中心を通して誘電体基板
20の他面に設けられた接地導体23に円形導体
パツチアンテナ21を短絡せしめるスルーホール
もしくは金属ピン、24及び25はパツチアンテ
ナ21の周縁より導出されたパツチアンテナ21
のX軸及びY軸のストリツプ給電線路、26及び
27はPINダイオードで、PINダイオード26の
負極はストリツプ給電線路24に、PINダイオー
ド27の正極はストリツプ給電線路25に夫々接
続され、更にPINダイオード26の正極及びPIN
ダイオード27の負極は共にストリツプRF給電
回路28に接続されている。またストリツプRF
給電回路28は、直流カツトコンデンサ29を介
してストリツプRF給電回路30に接続され、更
にリボン導体チヨークコイル31及び方形導体3
2でなるバイアス供給回路33を介してバイアス
電源端子34に接続されている。
次にこのように構成された本発明による偏波切
換えマイクロストリツプアンテナの動作について
述べる。
換えマイクロストリツプアンテナの動作について
述べる。
さて周知のとおりパツチアンテナの内部電磁界
の励振モードは、アンテナ形状が円形の場合は
TM11モード、方形の場合はTM01モードまたは
TM10モードであり、パツチアンテナの中心にお
ける励振電磁界は零となる。従つてパツチアンテ
ナを、その中心を通すスルーホールまたは金属ピ
ンをもつて接地しても、上述の励振電磁界は、パ
ツチアンテナの中心に取付けられたスルーホー
ル、金属ピンの影響を何ら受けないものである。
の励振モードは、アンテナ形状が円形の場合は
TM11モード、方形の場合はTM01モードまたは
TM10モードであり、パツチアンテナの中心にお
ける励振電磁界は零となる。従つてパツチアンテ
ナを、その中心を通すスルーホールまたは金属ピ
ンをもつて接地しても、上述の励振電磁界は、パ
ツチアンテナの中心に取付けられたスルーホー
ル、金属ピンの影響を何ら受けないものである。
これによりバイアス電源端子34に印加するバ
イアス電圧Vをプラス電圧とすれば、バイアス直
流電流は+V〜端子34〜リボン導体のチヨーク
コイル31〜ストリツプRF給電回路28〜PIN
ダイオード26〜ストリツプ給電線路24〜円形
導体パツチアンテナ21〜スルーホールもしくは
金属ピン22〜接地導体23の閉回路を流れ、ス
トリツプRF給電回路30〜直流カツトコンデン
サ29〜ストリツプRF給電回路28の径路より
のRF電力は、正バイアスされたPINダイオード
26〜ストリツプ給電線路24の径路を通りパツ
チアンテナ21のX軸に印加されてX軸に並行な
偏波が得られる。
イアス電圧Vをプラス電圧とすれば、バイアス直
流電流は+V〜端子34〜リボン導体のチヨーク
コイル31〜ストリツプRF給電回路28〜PIN
ダイオード26〜ストリツプ給電線路24〜円形
導体パツチアンテナ21〜スルーホールもしくは
金属ピン22〜接地導体23の閉回路を流れ、ス
トリツプRF給電回路30〜直流カツトコンデン
サ29〜ストリツプRF給電回路28の径路より
のRF電力は、正バイアスされたPINダイオード
26〜ストリツプ給電線路24の径路を通りパツ
チアンテナ21のX軸に印加されてX軸に並行な
偏波が得られる。
この場合、PINダイオード27は逆バイアスさ
れているので、RF電力はパツチアンテナ21の
X軸にのみ印加し得るものである。
れているので、RF電力はパツチアンテナ21の
X軸にのみ印加し得るものである。
これに対してパツチアンテナ21のY軸に並行
な偏波を得るには、バイアス電源端子34に印加
するバイアス電圧をマイナス電圧とすることによ
りバイアス直流電流は、接地導体23〜スルーホ
ールもしくは金属ピン22〜円形導体パツチアン
テナ21〜ストリツプ給電線路25〜PINダイオ
ード27〜ストリツプRF給電回路28〜リボン
導体のチヨークコイル31〜端子34〜−Vの閉
回路を流れ、これによりストリツプRF給電回路
28よりのRF電力は、正バイアスされたPINダ
イオード27〜ストリツプ給電線路25の径路を
通り円形導体パツチアンテナ21のY軸に印加さ
れてY軸に並行な偏波が得られる。この場合、
PINダイオード26は逆バイアスされているの
で、RF電力は円形導体パツチアンテナ21のY
軸にのみ印加し得るものである。
な偏波を得るには、バイアス電源端子34に印加
するバイアス電圧をマイナス電圧とすることによ
りバイアス直流電流は、接地導体23〜スルーホ
ールもしくは金属ピン22〜円形導体パツチアン
テナ21〜ストリツプ給電線路25〜PINダイオ
ード27〜ストリツプRF給電回路28〜リボン
導体のチヨークコイル31〜端子34〜−Vの閉
回路を流れ、これによりストリツプRF給電回路
28よりのRF電力は、正バイアスされたPINダ
イオード27〜ストリツプ給電線路25の径路を
通り円形導体パツチアンテナ21のY軸に印加さ
れてY軸に並行な偏波が得られる。この場合、
PINダイオード26は逆バイアスされているの
で、RF電力は円形導体パツチアンテナ21のY
軸にのみ印加し得るものである。
尚、上述においては、パツチアンテナとして円
形導体パツチアンテナ21を用いて述べたが、方
形導体パツチアンテナを用いてもよいことは勿論
である。
形導体パツチアンテナ21を用いて述べたが、方
形導体パツチアンテナを用いてもよいことは勿論
である。
以上述べたように、本発明によれば、PINダイ
オードスイツチを用うるものも、円形導体もしく
は方形導体パツチアンテナのX軸、Y軸の各スト
リツプ給電線路と接地導体に接続する第2図で上
述した2個のRF漏洩防止用チヨークコイルと同
様のRF漏洩防止用チヨークコイルを除去するこ
とができるので、偏波切換えマイクロストリツプ
アンテナ回路の構成が簡単となり、特に一枚の誘
電体基板にエツチングにより多数の偏波切換えマ
イクロスリツプアンテナ回路を形成するのに、そ
のパターン設計が簡易となると共に密にかつ容易
になし得る等の利点がある。
オードスイツチを用うるものも、円形導体もしく
は方形導体パツチアンテナのX軸、Y軸の各スト
リツプ給電線路と接地導体に接続する第2図で上
述した2個のRF漏洩防止用チヨークコイルと同
様のRF漏洩防止用チヨークコイルを除去するこ
とができるので、偏波切換えマイクロストリツプ
アンテナ回路の構成が簡単となり、特に一枚の誘
電体基板にエツチングにより多数の偏波切換えマ
イクロスリツプアンテナ回路を形成するのに、そ
のパターン設計が簡易となると共に密にかつ容易
になし得る等の利点がある。
第1図A,B,C,Dはパツチアンテナにおけ
る給電線路と偏波方向を説明する図、第2図は
PINダイオードスイツチを用いた偏波切換えパツ
チアンテナ回路の構成図、第3図A及びBは本発
明による一実施例の構造を示す平面図及び第3図
AのB−B′線断面を示す断面図である。 1……方形導体パツチアンテナ、2,3,2
4,25……ストリツプ給電線路、4,5,2
6,27……PINダイオード、6,8,28,3
0……ストリツプ給電回路、7,29……直流カ
ツトコンデンサ、11,33……バイアス供給回
路、9,31……リボン導体チヨークコイル、1
3,14……RF漏洩防止用チヨークコイル、2
1……円形導体パツチアンテナ、22……スルー
ホールもしくは金属ピン、23……接地導体、3
2……導体板コンデンサ、12,34……バイア
ス電源端子、20……誘電体基板。
る給電線路と偏波方向を説明する図、第2図は
PINダイオードスイツチを用いた偏波切換えパツ
チアンテナ回路の構成図、第3図A及びBは本発
明による一実施例の構造を示す平面図及び第3図
AのB−B′線断面を示す断面図である。 1……方形導体パツチアンテナ、2,3,2
4,25……ストリツプ給電線路、4,5,2
6,27……PINダイオード、6,8,28,3
0……ストリツプ給電回路、7,29……直流カ
ツトコンデンサ、11,33……バイアス供給回
路、9,31……リボン導体チヨークコイル、1
3,14……RF漏洩防止用チヨークコイル、2
1……円形導体パツチアンテナ、22……スルー
ホールもしくは金属ピン、23……接地導体、3
2……導体板コンデンサ、12,34……バイア
ス電源端子、20……誘電体基板。
Claims (1)
- 1 誘電体基板の一面に設けられた円形導体もし
くは方形導体のパツチアンテナがそれらの中心を
通すスルーホールもしくは金属ピンをもつて上記
誘電体基板の他面に設けられた接地導体に短絡さ
れ、上記パツチアンテナの中心に直交して上記パ
ツチアンテナの周縁より第1、第2のストリツプ
給電線路が導出され、上記第1、第2のストリツ
プ給電線路の上記パツチアンテナ側とは反対側の
夫々の端部とストリツプRF給電回路とが第1、
第2のPINダイオードをもつてそれらの極性が互
に異なるように接続され、上記ストリツプRF給
電回路にバイアス供給回路が接続され、該バイア
ス供給回路と上記接地導体とにバイアス電源が接
続されて構成されたことを特徴とする偏波切換え
マイクロストリツプアンテナ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP518584A JPS611102A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 偏波切換えマイクロストリツプアンテナ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP518584A JPS611102A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 偏波切換えマイクロストリツプアンテナ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS611102A JPS611102A (ja) | 1986-01-07 |
JPH0226402B2 true JPH0226402B2 (ja) | 1990-06-11 |
Family
ID=11604167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP518584A Granted JPS611102A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 偏波切換えマイクロストリツプアンテナ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS611102A (ja) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3628583C2 (de) * | 1986-08-22 | 1993-12-09 | Licentia Gmbh | Empfangseinrichtung für Mikrowellensignale |
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JP2625861B2 (ja) * | 1988-04-19 | 1997-07-02 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
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