JPH0697728A - アレイ化アンテナ及びその製造法 - Google Patents

アレイ化アンテナ及びその製造法

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JPH0697728A
JPH0697728A JP24196992A JP24196992A JPH0697728A JP H0697728 A JPH0697728 A JP H0697728A JP 24196992 A JP24196992 A JP 24196992A JP 24196992 A JP24196992 A JP 24196992A JP H0697728 A JPH0697728 A JP H0697728A
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JP
Japan
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antenna
dielectric
ground conductor
antenna units
combining
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Pending
Application number
JP24196992A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironobu Ishizaka
裕宣 石坂
Shigeto Wakushima
重遠 涌嶋
Masaki Suyama
正樹 須山
Kikuo Usukinu
規矩男 薄衣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Original Assignee
Clarion Co Ltd
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成するための構造が単純であり、かつ合成
時の損失の抑制に優れたアレイ化アンテナと、その製造
法を提供すること。 【構成】 地導体8と誘電体10と放射素子4をこの順
に重ねたストリップ放射素子を同一平面に複数個組み合
わせたアンテナユニット2を複数個、それぞれのアンテ
ナユニット2の放射面が同一の平面上にならないように
組み合わせて構成されるアンテナであって、前記複数の
アンテナユニット2を合成する合成部6と、前記複数の
アンテナユニット2にそれぞれ給電するための給電部5
とを一体化したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば衛星放送の受信
や衛星通信の送受信等に用いられるマイクロ波帯のアレ
イ化アンテナとその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記の平面アンテナでは、図3に
示すように、所望の利得に見合った複数の放射素子4を
同一平面に配列したものが一般的である。このような平
面アンテナによって衛星放送を良好に受信するには、放
送衛星から到来する電波の方向に平面アンテナの主ビー
ムの軸を合わせる必要がある。この為、平面アンテナを
壁等に取付けた場合には、図4(d)のように平面アン
テナ1が大幅に壁面から突出する為、積雪やほこり、ご
みによる電波障害や風の影響などを受けやすく、さらに
列車やバス等に搭載される移動体用衛星放送受信装置で
は、図4(b)のように装置の高さhが平面アンテナ1
の寸法に制約され装置の薄型化が困難である等の課題が
あった。これらの課題を改善する方法として、図5
(a)、(b)のように複数の小型平面アンテナ2を、
合成することにより所望の性能を確保する方法が考えら
れ、実用化されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような平面アンテ
ナの合成は、アダプティブアレイアンテナによる電子追
尾等を行わない機械追尾や壁等への固定型の場合には、
RF(radio freguency)帯で行うのが構成やコンバータ
等の電子部品点数の面で経済的である。RF帯での合成
方法としては、図6(a)に示すように、導波管14を
用いる方法や、図6(b)に示すように、コネクタ15
とセミリジットケーブル16を用いる方法が考えられ
る。しかし、導波管14を用いる場合、導波管14自体
は低損失な伝送特性を有するものの、アンテナ2と導波
管14の接続部の構成が複雑になると共に、接続信頼性
に対する十分な配慮も必要とされる。また、コネクタ1
5とセミリジットケーブル16を用いる場合、合成時の
損失が比較的大きくアンテナ効率が低下してしまうと共
に、コネクタ15、セミリジットケーブル16、合成器
17等のコストも高いなどの課題があった。
【0004】本発明は、合成するための構造が単純であ
り、かつ合成時の損失の抑制に優れたアレイ化アンテナ
と、その製造法を提供することを目的とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のアレイ化アンテ
ナは、図1(a)に示すように、地導体8と誘電体10
と放射素子4をこの順に重ねたストリップ放射素子を同
一平面に複数個組み合わせたアンテナユニット2を複数
個、それぞれのアンテナユニット2の放射面が同一の平
面上にならないように組み合わせて構成されるアンテナ
であって、前記複数のアンテナユニット2を合成する合
成部6と、前記複数のアンテナユニット2にそれぞれ給
電するための給電部5とを一体化したことを特徴とす
る。
【0006】また、図1(b)に示すように、第1の地
導体8と第1の誘電体10と放射素子4と第2の誘電体
10’と前記放射素子4に対応する箇所にスロット11
を有する第2の地導体8’とをこの順に重ねたストリッ
プ放射素子を同一平面に複数個組み合わせたアンテナユ
ニット2を複数個、それぞれのアンテナユニット2の放
射面が同一の平面上にならないように組み合わせて構成
されるアンテナであって、前記複数のアンテナユニット
2を合成する合成部6と、前記複数のアンテナユニット
2にそれぞれ給電するための給電部5とを一体化するこ
ともできる。
【0007】このアンテナユニット2の給電部5と、合
成部6とを、地導体と誘電体と導体をこの順に重ねたス
トリップ線路で構成することもできる。
【0008】さらにこのアンテナユニット2の給電部5
と、合成部6とを、第1の地導体と第1の誘電体と導体
と第2の誘電体と第2の地導体とをこの順に重ねたスト
リップ線路とすることにより、不要放射を抑制すること
ができ、好ましい。
【0009】このような図1(a)に示すアレイ化アン
テナを製造する方法としては、図1(c)に示すよう
に、地導体8の表面に、誘電体10と、該誘電体10に
支持される複数のストリップ放射素子4とそれらの放射
素子4へ給電するための給電線路5を組み合わせたアン
テナユニット2を複数形成すると共に、該複数のアンテ
ナユニット2の給電線路5間を接続合成する合成部6
を、同一の平面に形成した後、前記合成部6の一部を折
り曲げることによって、それぞれのアンテナユニットの
放射面が同一の平面上にならないように組み合わせるこ
とができる。
【0010】また、図1(d)に示すように、あらじめ
折り曲げ成形された地導体8の面上に、その折り曲げ形
状に沿うように誘電体10を形成し、その面に複数の放
射素子4や給電線路5のアンテナ回路と合成のための線
路6を同一面に形成したフィルム基板を設置することに
よっても製造できる。
【0011】図1(b)に示すアレイ化アンテナを製造
する方法としては、第1の地導体8の表面に、第1の誘
電体10と、該第1の誘電体10に支持される複数のス
トリップ放射素子4とそれらの放射素子4へ給電するた
めの給電線路5を組み合わせたアンテナユニット2を複
数形成すると共に、該複数のアンテナユニット2の給電
線路5間を接続合成する合成部6を、同一の平面に形成
した後、前記合成部6の一部を折り曲げることによっ
て、それぞれのアンテナユニット2の放射面が同一の平
面上にならないように組み合わせ、さらに、その放射面
に第2の誘電体10’を形成すると共に、あらかじめ前
記折り曲げの形状に沿うように形成され、かつ前記放射
素子4に対応する箇所に対応する数だけ設けたスロット
11を有する第2の地導体8’を重ねることによって製
造することができる。
【0012】また、あらじめ折り曲げ成形された第1の
地導体8の面上に、その折り曲げ形状に沿うように第1
の誘電体10を形成し、その面に複数の放射素子4や給
電線路5のアンテナ回路と合成のための線路6を同一面
に形成したフィルム基板を設置し、その面上に第2の誘
電体10’と、あらかじめ折り曲げ成形された前記放射
素子4に対応するスロット11を有する第2の地導体
8’を、そのスロット11がそれぞれ対応する前記放射
素子4の真上にくるように設置することもできる。
【0013】
【作用】本発明のアレイ化アンテナは、図1に示したよ
うに、複数の小型平面アンテナ2を単純な構造で合成す
ることが可能となり、多数のコネクタを使用せず、コネ
クタ接続による損失が少ない上、接続の信頼性を高める
ことができる。また、ユニットアンテナ2の給電構造と
合成部3の構造をトリプレート線路構造とすることによ
り、線路の放射損失が抑制でき極めて低損失な合成が可
能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図2は、
本発明による平面アンテナの一実施例であり、放射面が
垂直方向に距離H異った、縦2素子、横8素子の2つの
小型平面アンテナ2を合成した例である。まず、2つの
小型平面アンテナ2の垂直距離Hが4λ0(λ0は使用す
る電波の自由空間波長)となるように、厚さ1mmのアル
ミ板を折り曲げ地導体8を製作した。次に、その面上に
沿うように、厚さ2mmの比誘電率εrが約1.1のポリ
エチレンフォームからなる誘電体9をスペーサとして、
2つの小型平面アンテナ2の放射素子4及び給電線路1
0と、これらを合成する給電線路10′をエッチングに
より形成したフィルム基板12を設置した。さらに、そ
の面上に誘電体9′をスペーサとして、厚さ0.5mmの
アルミ板にスロット11を開け折り曲げ加工を行った地
導体8′を、スロット11が放射素子4の真上にくるよ
うに設置し、平面アンテナを構成した。また、給電は給
電線路10′の一部にトリプレート線路−導波管変換部
13を設けて行った。上記の平面アンテナについて、衛
星放送受信周波数(11.7〜12GHz)で試作評価
を行った結果、4素子(2素子+2素子)の面の指向性
のサイドローブレベルが若干乱れたものの、メインビー
ムによる利得は22.8〜23.0dBと、開口効率で
60%前後の良好な特性が得られた。
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によっ
て、給電部と合成部の構造が単純であり、かつ合成時の
損失も小さいアレイ化アンテナを実現することが可能で
あり、移動体用衛星放送受信装置をはじめ、小型、薄
型、軽量、低価格なシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施例を示す概略斜視図、
(b)は本発明の他の実施例を示す概略斜視図、(c)
は本発明の一実施例の製造法を説明するための上面図、
(d)は本発明の一実施例の製造法を説明するための概
略斜視図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図3】従来例を説明するための斜視図である。
【図4】(a)及び(b)は共に従来例の課題を説明す
るための概略図である。
【図5】(a)及び(b)は共に改良された従来例を説
明するための概略図である。
【図6】(a)及び(b)はそれぞれ改良された従来例
の課題を説明するための概略側面図である。
【符号の説明】
1.平面アンテナ 2.小型平面
アンテナ 3.合成部 4.放射素子 5.給電線路 6.合成線路 7.給電点 8,8′.地
導体 10,10′.誘電体 11.スロット 12.フィル
ム基板 13.トリプレート線路−導波管変換部 14.導波管 15.コネクタ 16.セミリ
ジットケーブル 17.合成器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須山 正樹 東京都文京区白山五丁目35番2号 クラリ オン株式会社内 (72)発明者 薄衣 規矩男 東京都文京区白山五丁目35番2号 クラリ オン株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地導体と誘電体と放射素子をこの順に重ね
    たストリップ放射素子を同一平面に複数個組み合わせた
    アンテナユニットを複数個、それぞれのアンテナユニッ
    トの放射面が同一の平面上にならないように組み合わせ
    て構成されるアンテナであって、前記複数のアンテナユ
    ニットを合成する合成部と、前記複数のアンテナユニッ
    トにそれぞれ給電するための給電部とを一体化したこと
    を特徴とするアレイ化アンテナ。
  2. 【請求項2】第1の地導体と第1の誘電体と放射素子と
    第2の誘電体と前記放射素子に対応する箇所にスロット
    を有する第2の地導体とをこの順に重ねたストリップ放
    射素子を同一平面に複数個組み合わせたアンテナユニッ
    トを複数個、それぞれのアンテナユニットの放射面が同
    一の平面上にならないように組み合わせて構成されるア
    ンテナであって、前記複数のアンテナユニットを合成す
    る合成部と、前記複数のアンテナユニットにそれぞれ給
    電するための給電部とを一体化したことを特徴とするア
    レイ化アンテナ。
  3. 【請求項3】アンテナユニットの給電部と、合成部と
    を、地導体と誘電体と導体をこの順に重ねたストリップ
    線路で構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載
    のアレイ化アンテナ。
  4. 【請求項4】アンテナユニットの給電部と、合成部と
    を、第1の地導体と第1の誘電体と導体と第2の誘電体
    と第2の地導体とをこの順に重ねたストリップ線路とし
    たことを特徴とする請求項1又は2に記載のアレイ化ア
    ンテナ。
  5. 【請求項5】地導体の表面に、誘電体と、該誘電体に支
    持される複数のストリップ放射素子とそれらの放射素子
    へ給電するための給電線路を組み合わせたアンテナユニ
    ットを複数形成すると共に、該複数のアンテナユニット
    の給電線路間を接続合成する合成部を、同一の平面に形
    成した後、前記合成部の一部を折り曲げることによっ
    て、それぞれのアンテナユニットの放射面が同一の平面
    上にならないように組み合わせることを特徴とするアレ
    イ化アンテナの製造法。
  6. 【請求項6】第1の地導体の表面に、第1の誘電体と、
    該第1の誘電体に支持される複数のストリップ放射素子
    とそれらの放射素子へ給電するための給電線路を組み合
    わせたアンテナユニットを複数形成すると共に、該複数
    のアンテナユニットの給電線路間を接続合成する合成部
    を、同一の平面に形成した後、前記合成部の一部を折り
    曲げることによって、それぞれのアンテナユニットの放
    射面が同一の平面上にならないように組み合わせ、さら
    に、その放射面に第2の誘電体を形成すると共に、あら
    かじめ前記折り曲げの形状に沿うように形成され、かつ
    前記放射素子に対応する箇所に対応する数だけ設けたス
    ロットを有する第2の地導体を重ねることを特徴とする
    アレイ化アンテナの製造法。
  7. 【請求項7】あらじめ折り曲げ成形された地導体の面上
    に、その折り曲げ形状に沿うように誘電体を形成し、そ
    の面に複数の放射素子や給電線路のアンテナ回路と合成
    のための線路を同一面に形成したフィルム基板を設置し
    たことを特徴とするアレイ化アンテナの製造法。
  8. 【請求項8】あらじめ折り曲げ成形された第1の地導体
    の面上に、その折り曲げ形状に沿うように第1の誘電体
    を形成し、その面に複数の放射素子や給電線路のアンテ
    ナ回路と合成のための線路を同一面に形成したフィルム
    基板を設置し、その面上に第2の誘電体と、あらかじめ
    折り曲げ成形された前記放射素子に対応するスロットを
    有する第2の地導体を、そのスロットがそれぞれ対応す
    る前記放射素子の真上にくるように設置したことを特徴
    とするアレイ化アンテナの製造法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104112910A (zh) * 2013-04-16 2014-10-22 日本皮拉工业株式会社 微带天线

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104112910A (zh) * 2013-04-16 2014-10-22 日本皮拉工业株式会社 微带天线
JP2014212361A (ja) * 2013-04-16 2014-11-13 日本ピラー工業株式会社 マイクロストリップアンテナ

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