JPH07505018A - Dielectric material technology for antennas - Google Patents

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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 アンテナ用誘電体材料技術 本発明は、ルーネベルグ型レンズアンテナのような誘電体アンテナに適当な誘電 体材料の製造方法に、そして関連するアンテナに、関する。[Detailed description of the invention] Dielectric material technology for antennas The present invention provides a suitable dielectric antenna for a dielectric antenna such as a Luneberg lens antenna. The present invention relates to a method of manufacturing a body material and a related antenna.

誘電体アンテナは、例えば米国特許第　４５３１１２９号から、よく知られてい る。この特許においては、マイクロウェーブ信号受信用の衛星放送受信機装置に 使用するためのルーネベルグアンテナの使用と、そして適切なフィードとが説明 されている。そのようなアンテナはまた送信機装置の一部としても使用されるこ とができる。Dielectric antennas are well known, for example from US Pat. No. 4,531,129. Ru. This patent describes a satellite broadcast receiver device for receiving microwave signals. The use of a Luneberg antenna and the appropriate feed for use are explained has been done. Such antennas may also be used as part of transmitter equipment. I can do it.

異なる種類のフィーダーを持つ誘電体アンテナの幾つかの組み合わせは、ヨーロ ッパ特許出願第９１４００１７９．９号において説明されている。Some combinations of dielectric antennas with different types of feeders are Patent Application No. 91400179.9.

ルーネベルグ型レンズの製法の幾つかはヨーロッパ特許出願第９０４０３０５１ ．７号および第９１４０１４４４．４号の中で説明されている。Some of the methods for manufacturing Luneberg type lenses are described in European Patent Application No. 90403051. ．． No. 7 and No. 91401444.4.

例えばルーネベルグ型アンテナのようなパーチャル誘電体アンテナは、１９５４ 年７月号のＩＲＥ会報−アンテナおよび伝搬のＧ、Ｄ、Ｍ、ピーラ−ほかの論文 「パーチャルソースルーネペルグレンズ」から知られている。この文献の中では 、１つまたはそれ以上の反射器として実現されている反射装置が配置されている パーチャルソースレンズもまた説明されている。For example, a virtual dielectric antenna such as the Luneberg type antenna was developed in 1954. July issue of IRE Bulletin - Papers by G, D, M, Peeler et al. on antennas and propagation Known from ``Partial Sournepelglens.'' In this literature , a reflecting device realized as one or more reflectors is arranged. Partial source lenses have also been described.

誘電体レンズは、例えば垂直に積み重ねられた、そして互いに固定されたプラス チックシート内の半球形のぎざぎざによって固形のプラスチック材料として作ら れた、例えば中空の、誘電体材料によって製造されることができる。そのような 方法は前述のＩＲＥ誌１９５６年の第４４巻１７１頁−１７４頁の論文「円筒形 および中空の球形を用いる人工誘電体」から知られ製造コストを節減させた、誘 電体アンテナの新しい製造方法を提供することが、本発明の目的である。Dielectric lenses are stacked vertically and fixed to each other, e.g. Made as a solid plastic material by hemispherical knurling inside the tick sheet It can be made of a dielectric material, for example hollow. like that The method is described in the article "Cylindrical known as ``artificial dielectric materials using hollow spheres'' and reducing manufacturing costs. It is an object of the present invention to provide a new method of manufacturing an electric antenna.

これは請求の範囲第１項に記載の方法によって実現することができる。This can be realized by the method according to claim 1.

誘電体アンテナは例えば、ルーネベルグ型レンズアンテナ、均質型レンズアンテ ナ、イートン−リップマンレンズアンテナ、または類似のものがある。前記アン テナは例えば球形、半球形、４分球形、円筒形または類似のものがある。Examples of dielectric antennas include Luneberg type lens antennas and homogeneous type lens antennas. an Eaton-Lippmann lens antenna, or something similar. Said Ann The tena may be, for example, spherical, hemispherical, quarter-spherical, cylindrical, or the like.

本発明は、次の原理に基づいている。The invention is based on the following principle.

個々のピースからなる誘電体材料は、それらの波長がピースの寸法よりも大きい ような周波数を持つ信号に対しては基本的には均質（連続的）として現れる。Dielectric materials consisting of individual pieces have wavelengths larger than the dimensions of the pieces For signals with such frequencies, they basically appear as homogeneous (continuous).

このことは、普通には衛星からの直接放送に使用されている約１０ＧＨｚのマイ クロウェーブ周波数（波長は約２．５ｃｍの範囲）においては、寸法的に数ミリ メーターのピースは誘電体材料を製造するのに使用できるということを意味して いる。This is true for the approximately 10 GHz microphones normally used for direct broadcasting from satellites. At the chromowave frequency (wavelength range of approximately 2.5 cm), the size is several millimeters. This means that the meter pieces can be used to manufacture dielectric materials. There is.

ピース形状を調節することによって、それらのバッキング密度を変化させること により、結果的に得られる材料の（生成）誘電体定数は変化する。相対的な誘電 体定数Ｅｒは材料の密度に次のように関係しているＥ　ｒ　＝　０　、４　＊　 Ｅ　ｒ　Ｏ″””　＋　０　、６　＊　（１＋（ＥｒＯ−１）＊ｄ／ｄｏ）　（ １） ここで、 ｄｏはピースを製造するのに使用された材料の密度であり、 ｄは結果的に得られる材料の密度であり、ＥｒＯピースの誘電体定数である。Varying their backing density by adjusting the piece shape , the dielectric constant of the resulting material changes. relative dielectric The field constant Er is related to the density of the material as follows: E r = 0, 4 * E r O″”” + 0, 6 * (1 + (ErO-1) * d/do) ( 1) here, do is the density of the material used to make the piece, d is the density of the resulting material and is the dielectric constant of the ErO piece.

本発明によれば、誘電体材料のピースは所定の形状にパックされ、それによって 望ましい結果的な誘電体定数を持つ、製造されるべき誘電体アンテナを形成する 、またはアンテナの一部をなす、誘電体ボディが製作される。According to the invention, pieces of dielectric material are packed into a predetermined shape, thereby forming a dielectric antenna to be manufactured with a desired resulting dielectric constant; , or a dielectric body forming part of the antenna.

それらの対称的な球形によって、ピースはどの方向から？Ｊ達する信号に対して も同じように見える。このため複数衛星用途に関しては、球形が望ましい形状で あり、そして約０．６の関連するバッキング密度を持っている。例えばこの球形 がポリスチレン（ｄｏは約１．０５ｇ／ａｍ’　）から作られると仮定すれば、 結果的な材料は０．６３ｇ／ａｍ’　の密度を有しているより軽い密度は、中空 の球形を用いるが、またはそれらの表面上にぎざぎざを付けることによって得ら れる。Due to their symmetrical spherical shape, which direction do the pieces come from? For the signal that reaches J looks the same. Therefore, for multi-satellite applications, a spherical shape is preferable. , and has an associated backing density of approximately 0.6. For example, this spherical Assuming that is made from polystyrene (do is about 1.05 g/am'), The resulting material has a density of 0.63 g/am'.The lighter density is hollow by using spherical shapes, or by adding indentations on their surface. It will be done.

ピースはプラスチックモールディング技術を用いて正確に形成することができる ので、誘電体定数値はこの方法によって正確に達成できる。Pieces can be precisely formed using plastic molding techniques Therefore, the dielectric constant value can be accurately achieved by this method.

誘電体ピースの寸法が波長に対して極めて小さい（そのことは、波長の約１／１ ０よりも小さいことを意味している）ならば、それらの対称はそれほど重要では なくなり、そしてこの球形は、例えば固形または中空形状いずれかの筒形のよう な、他の形で置換されることが可能になる。これは、インジェクションモールデ ィングのための未加工のプラスチック材料が、棟準的には長さ３ミリメーターお よび直径３ミリメーターの小さなほぼ丸形形状のピースとして普通は供給される ので、利点である。それらの未加工形状は、中位の密度材料を作るために直ちに 使用される実とが可能である。The dimensions of the dielectric piece are extremely small relative to the wavelength (about 1/1 of the wavelength). (meaning less than 0), then their symmetry is not that important. and this spherical shape is, for example, a cylindrical shape, either solid or hollow. This allows for other forms of substitution. This is an injection mold model. The raw plastic material for Usually supplied as small approximately round shaped pieces with diameters of 3 mm and 3 mm. So that is an advantage. Their raw shape is immediately It is possible to use fruit.

例えば、平坦な側に設けられた反射プレートを持つ、半球形の、４分球形のルー ネベルグ形アンテナ、または類似の、パーチャルレンズアンテナが存在すると仮 定すれば、入射波のロスは入射角度の増加に伴って増加する。For example, a hemispherical, quarter-spherical loop with a reflective plate on the flat side. Hypothetically, a Kneberg-shaped antenna or similar partial lens antenna exists. If the angle of incidence increases, the loss of the incident wave increases as the angle of incidence increases.

例えばレンズの境界の外側に延びた反射用金属プレートのような反射装置を使用 したバーチャル誘電体レンズアンテナの望ましい種蹟の使用は５反射装置の１つ に垂直でない入射角度を持つ、利得におけるロスが減少するという利点を有して いる。Using reflective devices, such as reflective metal plates that extend outside the boundaries of the lens The preferred use of a virtual dielectric lens antenna is as one of the five reflector devices. has the advantage of reduced loss in gain with an angle of incidence not perpendicular to There is.

その波を受信するために、フィーダーホーンまたはエンドファイヤーまたはパッ クファイヤーへりカルアンテナまたは類似のものが使用できる。レンズの境界の 外側のアンテナを使用すると、装置はさらに幾つかの方向からの波を受信するの にフレキシブルとなるのは、フィードはより大きな物理的セパｌノーシコンを持 ち、そして開口ブロックを生じさせないからである。A feeder horn or endfire or pad is used to receive the waves. A bow-fire helical antenna or similar can be used. of the lens border Using an external antenna allows the device to receive waves from several more directions. The feed is more flexible because it has a larger physical separation. This is because no aperture block occurs.

レンズ内に集約されたアンテナを用いると、アンテナ装置はさらにコンパクトに なる。By using antennas concentrated within the lens, the antenna device can be made even more compact. Become.

さらに、本発明の特質、利点および詳細は引き続〈実施例と添付図面の助けを得 て説明され、第１図は、集合的に誘電体ボディを形成した、幾つかの誘電体ピー スを示す図であり、 第２図は、別の種類の誘電体ピースを示す図であり、第３図は、誘電体ピースを 含むランダムカバーを示す図であり、 第４図は、本技術のスタートである半球形ルーネベルグ形アンテナを示す図であ り、 第５図は、製造されるべきレンズアンテナの第１の望ましい実施例による阪急形 ルーネベルグ形アンテナを示す図であり、 第６図は、製造されるべきレンズアンテナのさらに別の望ましい実施例による４ 分球形ルーネベルグ形アンテナを示す図であり、 第７図は、異なる種類の誘電体レンズの上面図と、入射波の進行状態の原理とを 示す図である。Furthermore, the characteristics, advantages and details of the invention can be further explained with the aid of the examples and accompanying drawings. Figure 1 shows several dielectric pieces that collectively form a dielectric body. FIG. FIG. 2 is a diagram showing another type of dielectric piece, and FIG. 3 is a diagram showing a dielectric piece of another type. It is a diagram showing a random cover including, Figure 4 is a diagram showing a hemispherical Luneberg antenna, which is the starting point for this technology. the law of nature, FIG. 5 shows a Hankyu-type lens antenna according to a first preferred embodiment to be manufactured. FIG. 2 is a diagram showing a Luneberg antenna; FIG. 6 shows 4 according to yet another preferred embodiment of the lens antenna to be manufactured. FIG. 2 is a diagram illustrating a spherical Luneberg antenna; Figure 7 shows top views of different types of dielectric lenses and the principle of the progress state of an incident wave. FIG.

第１図は、集合的に誘電体ブロック、これはそれ自体が製造されるべき誘電体ア ンテナの形状を持ち、こ、二からそのようなアンテナが分離（カット）されるか 、またはこれは前記アンテナの一部である、を形成する幾つかの誘電体ピース１ ０を示している。ピースｌＯは、例えば接着剤によって互いに他に固定されてい るか、または接近して置かれているか、または互いの上にあるかしている。Figure 1 collectively represents a dielectric block, which is itself a dielectric assembly to be manufactured. It has the shape of an antenna, and can such an antenna be separated (cut) from the two? , or this is part of said antenna. It shows 0. The pieces lO are fixed to each other, e.g. by adhesive. or placed close together or on top of each other.

この実施例においては、ピースｌＯは受信されるべき、または送信されるべき放 射の波長よりも小さな直径ｄを持つ中空の球形として形作られている。In this example, the piece lO is the radio signal to be received or transmitted. It is shaped as a hollow sphere with a diameter d smaller than the wavelength of the radiation.

等式（１）から得られるように、結果としての（生成）誘電体定数Ｅｒはピース １０を形成する誘電体材料１１の誘電体定数、および密度ｄおよびｄＯの関係に 依存している。この実施例においてはｄＯは中空の内部１２の直径りに比較され る誘電体材料１１の厚さｔによって与えられる。As obtained from equation (1), the resulting (generated) dielectric constant Er is a piece The relationship between the dielectric constant of the dielectric material 11 forming the dielectric material 10 and the density d and dO dependent. In this example, dO is compared to the diameter of the hollow interior 12. is given by the thickness t of the dielectric material 11.

ルーネベルグ形アンテナの製造においては、ルーネベルブレンズの直径に依存し ない、結果的に得られる誘電体定数の変化が必要とされる。この変化は例えば、 集合的にレンズを形成するのに異なるａｌｌのピースｌＯを使用することによっ て、または集合的にレンズを形成するのにシェルまたは類似のような異なる種類 のブロックを製造することによって、達成される。それらブロックの各々は、各 ブロックの内側が等しい、または厚さｔ、直径ｄにおいて変化を持つピースｌＯ によって、または非球形形状を持っピース１０を使用することによって、製造す ることができる。In the production of Luneberg-shaped antennas, the diameter of the Luneberg lens depends No resulting change in dielectric constant is required. This change, for example, By using all different pieces lO to collectively form a lens. or different types such as shells or similar to collectively form a lens. This is achieved by manufacturing blocks of Each of those blocks A piece lO with the inside of the block being equal or varying in thickness t and diameter d or by using a piece 10 having a non-spherical shape. can be done.

第２図は、誘電体ピース１０′の別の型を示している。この実施例ではピース１ ０’　の形状はいくらかのぎざぎざを示している。それらのぎざぎざの数または 寸法によって、結果としての誘電体定数Ｅｒを変化させることができる。FIG. 2 shows another version of the dielectric piece 10'. In this example, piece 1 The shape of 0' shows some jaggedness. their jagged number or Depending on the dimensions, the resulting dielectric constant Er can be varied.

第３図を参照すると、普通はマイクロウェーブレンズアンテナは、レンズ表面に おいて反射される信号の量を減少させるために整合層としても働くランダムカバ ーによって保護されなくてはならないことに注目することができる。普通はこの ランダムカバーはプラスチックで作られ、そして自由なプラスチックピースｌＯ ，１０’　それぞれを含むような容器１３として使用されることができる。第３ 図に示されている容１！１３は、半球形レンズの製造に使用される。Referring to Figure 3, microwave lens antennas are usually placed on the lens surface. A random cover that also acts as a matching layer to reduce the amount of signal reflected at It can be noted that it must be protected by Usually this Random cover is made of plastic, and free plastic pieces lO , 10', respectively. Third The vessel 1!13 shown in the figure is used for the production of hemispherical lenses.

ランダムカバー１３の形成以外に大きな体積の形状特表平７−５０５０１８　（ ４） を製造するのに何の熱形成処理も必要でないため、大きな体積のレンズが、長い 冷却サイクルなしで、この方法によって製造できることは明らかである。In addition to the formation of the random cover 13, the shape of the large volume Special Table Hei 7-505018 ( 4) Because no thermoforming process is required to produce the large-volume lenses, long It is clear that it can be produced by this method without a cooling cycle.

後にランダムカバーとして使用することができる球形または半球形形状の容器を 使用する代わりに、他の種類の容器も可能である。他の望ましい型は４分球形ま たはピラミッド形の形状を有している。それらピラミッド形の幾つかは、集合的 に、製造されるべき誘電体アンテナを形成することができる。A spherical or hemispherical shaped container that can later be used as a random cover Instead of using other types of containers are also possible. Other preferred shapes are quarter sphere or or has a pyramidal shape. Some of these pyramids are collectively The dielectric antenna to be manufactured can then be formed.

各ブロックの内側における誘電体定数の変化のためには、アイスクリームすくい （スクープ）と同様の機能を持つツールが使用される。For the change of dielectric constant inside each block, the ice cream scoop (scoop) and a tool with similar functionality is used.

拡張として、異なる密度のピースの帯域を分離するために幾つかの薄い固形のシ ェルを使用することによって、マルチプルシェルレンズを作ることができる。As an extension, several thin solid slivers can be used to separate bands of pieces of different densities. By using shells, multiple shell lenses can be made.

前記シェルはピースを位置決めした後に除去することも可能である。The shell can also be removed after positioning the pieces.

１〜２．５の範囲の誘電体定数が標準的に必要とされる、ルーネベルグおよび均 質レンズ用途には、中位の密度のプラスチック材料は必要であるということもま た、注目すべきである。おおよそ２から２．５に近い値のためには、固形のプラ スチック材料を使用することができる。原理的には、約１．８から２の範囲の値 は、低密度ポリプロピレンを使用して実現でき、そして最後に約１から１．５の 範囲の値は、泡状プラスチック材料を用いて実現できる。Luneberg and uniform It is also true that medium density plastic materials are necessary for high quality lens applications. It is also worth noting. For values close to approximately 2 to 2.5, solid plastic Stick material can be used. In principle, values in the range of approximately 1.8 to 2 can be achieved using low density polypropylene and finally about 1 to 1.5 A range of values can be achieved using foamed plastic materials.

本発明の強調点は、大がかりな冷却サイクルを必要としない約１．１５から１． ８の範囲の誘電体定数を持つ誘電体材料の正確な大きな体積を得るための方法を 提供することである。The emphasis of the present invention is on the order of 1.15 to 1.5 mm without the need for extensive cooling cycles. A method for obtaining accurate large volumes of dielectric materials with dielectric constants in the range of 8 It is to provide.

説明された実施例の変化の中では、ピース１０，１０゛それぞれがセラミック材 料、強誘電性セラミック、または類似物のような高い誘電体定数を持つ第１材料 と、そして例えばポリエチレンの泡状プラスチック材料のような低い誘電体定数 を持つ第２材料との混合物から作ることができる。これによって、より軽量の誘 電体材料が製造できる。付加的には、結果として得られる誘電体定数はより正確 に変化させることができる。In a variation of the embodiment described, each piece 10, 10' is made of ceramic material. a first material with a high dielectric constant, such as a dielectric material, a ferroelectric ceramic, or the like; and low dielectric constants, such as polyethylene foam plastic materials. can be made from a mixture with a second material having a This allows for lighter weight Electrical materials can be manufactured. Additionally, the resulting dielectric constants are more accurate can be changed to

ピースのラインまたはシートが形成される方法で。In the way lines or sheets of pieces are formed.

誘電体ピース１０，１０’　それぞれを接続し、または形成することは、前記実 施例の別の変形である。それらラインまたはシートは、同じ誘電体定数を持つ、 または別の誘電体定数を持つ、ピースを含んでいる。Connecting or forming the dielectric pieces 10, 10' respectively Another variation of the example. The lines or sheets have the same dielectric constant, or contains pieces with different dielectric constants.

拡張としては、中空球形ぎざぎざを含むシートは、第１図に示される材料に類似 の球形中空を含む材料を形成するために集合的に使用されることができる。As an extension, sheets containing hollow spherical knurls can be similar to the material shown in Figure 1. can be used collectively to form a material containing spherical hollows.

それらラインまたはシートは、製造されるべきアンテナまたはブロックの形が形 成され、そして誘電体定数の変化が望まれるとおりに実施されるように配置する ことができる。These lines or sheets are shaped like the antenna or block to be manufactured. and arranged so that the change in dielectric constant is carried out as desired. be able to.

半球形ルーネベルグアンテナの製造に関しては、最初に約２，０の実効誘電体定 数Ｅｒｌを持つ小さな丸いシートが取り上げられ、そしてレンズの中心に設けら れたコア上に置かれる。この第１シートの上に、（Ｅｒｌよりも小さな）誘電体 定数Ｅｒ２を持つ第２のそれが置かれ、ここで寸法は最初のシートのそれよりも わずかに大ぎい、この方法は約１．０の実効誘電体定数Ｅｒｎを持ち、そしてま ったく大きな寸法の最後のシート（ｎ）まで継続される。Regarding the fabrication of a hemispherical Luneberg antenna, the first step is to obtain an effective dielectric constant of approximately 2.0. A small round sheet with a number Erl is taken up and placed in the center of the lens. placed on the core. On top of this first sheet, a dielectric (smaller than Erl) A second one with constant Er2 is placed, where the dimensions are less than that of the first sheet. Slightly larger, this method has an effective dielectric constant Ern of about 1.0, and This continues until the last sheet (n) of very large size.

ピースのラインが用いられるのであれば、各ラインの内部実効誘電体定数は一定 であるか、または変化しても良い、適切な変化のためには、各ラインは（半）球 形ルーネベルグレンズの中心点においてスタートし、そしてその表面で終了する 。そのようなラインは、製造されるべきレンズを集合的に形成する、ピラミッド のような、他の部品の製造のためにも使用することができる。If piece lines are used, the internal effective dielectric constant of each line is constant. or may vary; for appropriate variation, each line is a (hemisphere) Starts at the center point of the shaped Luneberg lens and ends at its surface . Such lines form a pyramid, collectively forming the lens to be manufactured. It can also be used for the manufacture of other parts, such as.

ラインまたはシートを使用することによって、誘電体ピースを取り扱うことが容 易となり、そして中空球形が同時に実現可能となる。Handling the dielectric pieces is easier by using lines or sheets. This makes it possible to realize a hollow spherical shape at the same time.

製造方法に関する実施例の変更は、少なくとも以下の変更の１つを含むことであ ろう。Modifications to the embodiments regarding the manufacturing method shall include at least one of the following modifications: Dew.

−半径を持つ誘電体定数Ｅの変化は、球形の中心における反射係数（Ｅ＝ｎ’　 ）の値ｎがｎ＝１．　７　・・・　１　、３５ のようなスロープを持っている。- The variation of the dielectric constant E with radius is the reflection coefficient at the center of the sphere (E = n' ) is n=1. 7...1, 35 It has a slope like .

これによ−フて平行な入力波は球形型レンズの表面の外側に焦点合わせされる。This causes the parallel input waves to be focused outside the surface of the spherical lens.

一部品ＩＯ間の距離は受信されるべき波の波長よりも小さくできる。The distance between one component IO can be smaller than the wavelength of the wave to be received.

第４図は、製造されるべきパーチャル誘電体レンズの原理を示している６半径Ｒ を持つ半球形ルーネベルグレンズ１１０は反射用プレー１−１１１を有している 。Figure 4 shows the principle of the partial dielectric lens to be manufactured. A hemispherical Luneberg lens 110 with a reflective plate 1-111 .

受信されるべきビーム１１２の第１の部分＋　１２ａはレンズ１１０によって屈 折され、そしてプレート１１１によって、これが焦点１１３に焦点あわせされる ように反射されるつこの焦点の場所はプレート１１１の垂線１　］、　４に対す る入射の角度によって、そしてレンズ１．１０の屈折係数によって決められる。The first part of the beam 112+12a to be received is deflected by the lens 110. and is focused by plate 111 to focal point 113 The location of the focus of the reflected beam is relative to the perpendicular lines 1 and 4 of the plate 111. is determined by the angle of incidence and by the refractive index of the lens 1.10.

このレンズが半径Ｒを持つルーネベルグ型レンズであるから、屈折係数ｎは、 ｎ’＝２−（ｒ／Ｒ）’（２） によって与えられ、ここでｒは実際の点である。Since this lens is a Luneberg type lens with radius R, the refractive coefficient n is n'=2-(r/R)'(2) where r is the actual point.

レンズ１１０の境界の内側または外側のいずれであってもよいが焦点１１３の近 くには、示されていないアンテナが設けられており、これは例えばフィーダーホ ーンまたはヘリカルアンテナとして実現することが可能である。It can be either inside or outside the boundary of the lens 110, but near the focal point 113. In most cases, an antenna (not shown) is provided, which is e.g. It can be realized as a circular or helical antenna.

＠４図から理解できるように、受信されるべきビー′１存＠　１Ｚ′フー５０５ ０１８　（５）ムｌ　１．２の第２部分１１．２　ｂはレンズ１１０の外側を通 過する。ビームの第１部分ｔ１２ａの部分は、角度が増加するにつれて確少し、 そして第２部分１１２ｂの部分は角度の増加につれて増加する。このことは、角 度によって実効アンテナ領域のロスが、このためアンテナ利得においてのロスが 、存在することを示している。@ As can be understood from Figure 4, B'1 existence @1Z' Fu505 to be received 018 (5) The second portion 11.2 b of the mulch 1.2 passes through the outside of the lens 110. pass The portion of the first portion t12a of the beam becomes smaller as the angle increases; The portion of the second portion 112b increases as the angle increases. This means that the corner Depending on the degree, the loss in the effective antenna area and therefore the loss in antenna gain , shows that it exists.

第５図は、第４図のアンテナ装置の第１の発展を示している。第４図と同様の機 能を持つ装置には、同じ参照番号が付されており、そしてそれらは単に理解のた めに必要なだけ説明される。FIG. 5 shows a first development of the antenna arrangement of FIG. 4. Machine similar to Figure 4 The capable devices are given the same reference numerals and are only for the sake of understanding. will be explained as much as necessary.

第４図の装置に比較して、この実施例の主な差異は、反射用プレー１−１１１が 長さ１だけレンズ１１０の境界の外側に延びていることである。これによって、 ビームの第２部分１１２ｂもまた、プレート１１１によって反射され、そしてレ ンズ１１０によって屈折されて、基本的にはこれもまた焦点１１３内に焦点あわ せされる。The main difference in this embodiment compared to the apparatus of FIG. 4 is that the reflective plate 1-111 It extends outside the boundary of lens 110 by a length of 1. by this, A second portion 112b of the beam is also reflected by the plate 111 and is refracted by the lens 110 and is basically also focused within the focal point 113. be forced to

走査角の範囲に依存することが必要な、プレート１１１の延長長さ１は、 １＝Ｒ＊　（（１／ｃｏｓ　ｂｅ）−１）によることが必要である。The extension length 1 of the plate 111, which needs to depend on the range of scanning angles, is It is necessary that 1=R*((1/cos be)-1).

１つの実施例は１５ｃｍの半径Ｒと、そして１５ｃｍの延長長さを持つ半球形ル ーネベルグ型レンズとして実現される。　１２　ＧＨｚの波に対する測定は、こ の延長を用いた利得が、約６２．５度の入射の角度において約２ｄＢだ（）増加 することを示している。One example is a hemispherical loop with a radius R of 15 cm and an extended length of 15 cm. - realized as a Neberg type lens. Measurements for 12 GHz waves are as follows: The gain using the extension is about 2 dB at an angle of incidence of about 62.5 degrees (). It shows that.

第６図は、製造されるべきアンテナの別の実施例の３次元的スケッチを示してい る。第５図のアンテナ装置に比較した主な差異は、オレンジスライスのような形 状の４分球形レンズが使用されていることである。FIG. 6 shows a three-dimensional sketch of another embodiment of the antenna to be manufactured. Ru. The main difference compared to the antenna device shown in Figure 5 is that it is shaped like an orange slice. A quarter-spherical lens is used.

受信されるべきビーム＋１２が衛星１１５から送信され、そして４分球形レンズ １１６によって焦点１１３内に焦点合わせされるが、そこにはフィーダーホーン １１７が設けられている。このレンズ１１６は２つの反射用プレー１−１１１お よびｌ１ｌａそれぞれを持っている。それらの反射器１１１，１ｌｌａは４分球 形レンズ＋１６の隣接する平坦サイドに従って同じ寸法を持つことができるが、 しかしそれらはまた水平方向において、および／または垂直方向において、延長 されることもできる。これによって、ロスが減少されることが可能となり、そし て第５図の構造と同様、走査角度をもってアンテナ利得は維持される。Beam +12 to be received is transmitted from satellite 115 and quarter spherical lens 116 into focal point 113, where there is a feeder horn. 117 is provided. This lens 116 consists of two reflective plates 1-111 and and l1la respectively. Those reflectors 111 and 1lla are quarter spheres can have the same dimensions according to the adjacent flat sides of the shaped lens +16, But they also extend horizontally and/or vertically. It can also be done. This allows losses to be reduced and Similarly to the structure shown in FIG. 5, the antenna gain is maintained depending on the scanning angle.

アンテナの下半分よりも上半分においてさらに反射器を拡張することが望ましい 、これは受信されるべき衛星の仰角は０度に等しいわけではなく、標準的には約 ３０度だからである。It is preferable to extend the reflector further in the upper half of the antenna than in the lower half. , which means that the elevation angle of the satellite to be received is not equal to 0 degrees, but is typically around This is because it is 30 degrees.

第７図は、球形レンズ１２０、半球形レンズ１１０および４分球形レンズ１１６ の上面図を、そして原理的に入射線＋１２の進行を、示している。FIG. 7 shows a spherical lens 120, a hemispherical lens 110, and a quarter spherical lens 116. shows a top view of and, in principle, the progression of the incident line +12.

ルーネベルグをレンズとなりうる完全な球形レンズ＋２０を持っているので、ど のような反射器１１１および１ｌｌａをも用いることなく、波１１２は、波ｌ１ ２の入射方向に関して反対便にある焦点１１３ａに焦点あわせされる。I have a perfect spherical lens +20 that can be used as a lens for Runeberg. Without using reflectors 111 and 1lla such as The focal point 113a is located opposite to the direction of incidence of the two beams.

１ノンズ１２０の半分、すなわち反射器１１１を含む半球形レンズ１１０、の使 用によって、波１２０は焦点１１．３　ｂに焦点あわせされる。The use of half of the lens 120, i.e. the hemispherical lens 110 containing the reflector 111. Depending on the application, the wave 120 is focused at the focal point 11.3b.

レンズ］、　２０の４分の１、すなわち反射器１１．１および１ｌｌａを含む４ 分球形レンズ１１６の使用によって、波１１２は焦点１１３ｃに焦点あわせされ る。lens], 20 quarters, i.e. 4 including reflectors 11.1 and 1lla Through the use of spherical lens 116, wave 112 is focused to focal point 113c. Ru.

相対的な誘電体定数Ｅｒ ここで、Ｅｒは約２であるか、または２よりも小さい、を持つ均質型レンズを用 いるときには、または等式（２）によって与えられるような、半径ｒを持つ屈折 係数ｎの変更された変化を持つ、ルーネベルグ型レンズを用いるときには、 焦点１１３はレンズ１２０．Ｉ　ｔｏ、１．１６の境界の外側にあるということ を注目することができる。Relative dielectric constant Er Here, a homogeneous lens with Er of approximately 2 or less than 2 is used. When there is a refraction with radius r, or as given by equation (2) When using a Luneberg type lens with a modified variation of the coefficient n, The focal point 113 is the lens 120. I to, being outside the boundary of 1.16 can be noticed.

製造されるべきアンテナの変化は、少なくとも以下の変化の１つを含んでいる。Variations in the antenna to be manufactured include at least one of the following variations:

一半球形または４分球形レンズの使用の代わりに、円錐またはピラミッド状形状 を持つレンズが使用される。この場合、その反射装置の形状は、これが受信され るべき波によって貫通されることのないＬ／ンズの側の少なくとも１つを覆うよ うな方法に変化させることが望ましい。Conical or pyramidal shapes instead of using monohemispheric or quarter sphere lenses A lens with In this case, the shape of that reflector is such that this is received cover at least one side of the L/ns that will not be penetrated by the waves. It is desirable to change the method to something like this.

一均質レンズ、これは屈折係数が基本的にレンズ全体を通して一定であることを 意味している、を用いることもできる。A homogeneous lens, which means that the refractive index is essentially constant throughout the lens. You can also use ``meaning''.

一本発明によるアンテナ装置はまた、送信アンテナとしても使用可能である。An antenna device according to the invention can also be used as a transmitting antenna.

一本特許出願によって提示されたアンテナはまた、例えばヨーロッパ特許出願筒 ９０４０３０５１゜７号および第９１４０１４４４．４号によって提示されてい るような、他の製造方法によっても製造することができる。The antenna presented by the patent application can also be used for example in the European patent application No. 90403051゜7 and No. 91401444.4. It can also be manufactured by other manufacturing methods, such as

本発明によって、誘電体レンズアンテナに関する製造方法およびそのアンテナ装 置が提示され、ここにおいて前記レンズは反射用装置を用いることによってバー チャルソースレンズとして実現される。それら反射用装置はレンズの境界の外側 に延長されることが望ましく、それによってアンテナ装置の利得を増加すること が可能である。According to the present invention, a manufacturing method for a dielectric lens antenna and its antenna equipment are provided. A configuration is proposed in which the lens is illuminated by a reflective device. Realized as a Charu Source lens. Those reflective devices are outside the boundaries of the lens. It is desirable to increase the gain of the antenna device by increasing the gain of the antenna device. is possible.

望ましい実施例のアンテナに間する最大動作周波数は１２．７５ＧＨｚであり、 そして８ｍｎの中空直径と１Ｃ１１の分離が選択されている。使用されるプラス チック材料は２．４４の誘電体定数を持つポリスチレンである。この結果、実効 誘電体定数は１．５２であった。The maximum operating frequency for the preferred embodiment antenna is 12.75 GHz; A hollow diameter of 8 mm and a separation of 1C11 are then selected. used plus The tick material is polystyrene with a dielectric constant of 2.44. As a result, the effective The dielectric constant was 1.52.

４分球形レンズは、これが最少の体積で必要な走査範囲を提供できるために、複 数衛星受信には適当である。A quarter-sphere lens is a complex lens because it provides the required scanning range in the smallest volume. Suitable for receiving several satellites.

ＦＩＧ、　３ Ｆ／　Ｇ、５ Ｆ／Ｇ、６ Ｆ／Ｇ、７ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　６年　５月１９日FIG.3 F/G, 5 F/G, 6 F/G, 7 Submission of translation of written amendment (Article 184-8 of the Patent Law) May 19, 1994

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] １．誘電体アンテナ用に好適な誘電体材料の製造方法であって、前記誘電体材料 の生成誘電体定数は一定または可変であるようにした製造方法において、受信さ れるべき、または送信されるべき放射の波長よりも小さな直径および／または相 互間の距離を持つ複数誘電体ピース（１０）によって構成されることを特徴とす る方法。1. A method for producing a dielectric material suitable for a dielectric antenna, the method comprising: In a manufacturing method such that the dielectric constant produced by the received diameter and/or phase smaller than the wavelength of the radiation to be transmitted or It is characterized by being composed of a plurality of dielectric pieces (10) having a distance between them. How to do it. ２．誘電体ピースのサイズの変化によって生成誘電体定数を変化させるような、 請求の範囲第１項記載の方法。2. Such as changing the generated dielectric constant by changing the size of the dielectric piece, The method according to claim 1. ３．前記誘電体ピースは異なる誘電体定数を持つ材料から作られるような、請求 の範囲第１項または第２項記載の方法。3. Claims such that said dielectric pieces are made from materials with different dielectric constants. The method according to item 1 or 2. ４．セラミック状の第１材料が用いられ、そしてプラスチック状の第２材料が用 いられるような、請求の範囲第３項記載の方法。4. A ceramic-like first material is used and a plastic-like second material is used. 4. The method according to claim 3, wherein ５．誘電体ピースが中空であるような、請求の範囲第１項から第４項までのいず れか１項記載の方法。5. Any of claims 1 to 4, wherein the dielectric piece is hollow. The method described in item 1. ６．少なくとも、使用される誘電体ピースの幾つかはぎざぎざを示す形状を持つ ような、請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の方法。6. At least some of the dielectric pieces used have a knurled shape. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein: ７．少なくとも製造工程の間は、前記誘電体ピースが容器内にあるような、請求 の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の方法。7. Claims such that said dielectric piece is within a container at least during the manufacturing process. The method according to any one of the ranges 1 to 6. ８．関連する反射用装置（１１）を持つバーチャルソース誘導体レンズ（１１０ ）を含む誘電体レンズアンテナ装置において、 反射用装置（１１１）がレンズ（１１０）の境界の外側に延びていることを特徴 とするアンテナ装置。8. a virtual source dielectric lens (110) with an associated reflection device (11); ) in a dielectric lens antenna device including characterized in that the reflective device (111) extends outside the boundary of the lens (110) antenna device. ９．バーチャルソース誘電体レンズ（１１０）がルーネベルグ型または均質型レ ンズであるような、請求の範囲第８項記載のアンテナ装置。9. The virtual source dielectric lens (110) is a Luneberg type or homogeneous type lens. 9. The antenna device according to claim 8, which is a lens. １０．バーチャルソース誘電体レンズ（１０）の形状が半球形状、４分球形状、 ピラミッド状、または円錐状であるような、請求の範囲第８項または第９項の１ つに記載のアンテナ装置。10. The virtual source dielectric lens (10) has a hemispherical shape, a quarter sphere shape, 1 of claim 8 or 9, which is pyramidal or conical. The antenna device described in. １１．受信用および／または送信用として使用されることができるような、請求 の範囲第７項から第１０項までのいずれか１項記載のアンテナ装置。11. Requests that can be used for receiving and/or sending The antenna device according to any one of the ranges 7 to 10.