JPH11205033A - アレーアンテナ - Google Patents
アレーアンテナInfo
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- JPH11205033A JPH11205033A JP1488598A JP1488598A JPH11205033A JP H11205033 A JPH11205033 A JP H11205033A JP 1488598 A JP1488598 A JP 1488598A JP 1488598 A JP1488598 A JP 1488598A JP H11205033 A JPH11205033 A JP H11205033A
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- Japan
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- antenna
- array antenna
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のトップロードアンテナを用いるアレー
アンテナの素子間相互結合に関する問題を解決するため
になされたもので、アンテナ寸法(配列半径)を大きくす
ることなく素子間相互結合を低減でき、もってアンテナ
利得の劣化を防止することが可能なアレーアンテナを提
供することを目的とする。 【解決手段】 線状導体からなるアンテナ素子部の頂部
に負荷装荷用金属板を備えたトップロードアンテナを、
金属ベース上に予め設定した閉曲線上に前記負荷装荷用
金属板の中心が位置するように複数個配列したアレーア
ンテナにおいて、前記アンテナ素子部を前記閉曲線の外
側に位置せしめたことを特徴とするアレーアンテナであ
る。
アンテナの素子間相互結合に関する問題を解決するため
になされたもので、アンテナ寸法(配列半径)を大きくす
ることなく素子間相互結合を低減でき、もってアンテナ
利得の劣化を防止することが可能なアレーアンテナを提
供することを目的とする。 【解決手段】 線状導体からなるアンテナ素子部の頂部
に負荷装荷用金属板を備えたトップロードアンテナを、
金属ベース上に予め設定した閉曲線上に前記負荷装荷用
金属板の中心が位置するように複数個配列したアレーア
ンテナにおいて、前記アンテナ素子部を前記閉曲線の外
側に位置せしめたことを特徴とするアレーアンテナであ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアレーアンテナに関
し、特にトップロードアンテナを用いたアレーアンテナ
における素子間相互結合低減の手段に関する。
し、特にトップロードアンテナを用いたアレーアンテナ
における素子間相互結合低減の手段に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、航空交通の高速化と交通量の増大
に伴って航空機同士の衝突危険性が増大しており、この
危険を回避するため航空機に無線機器の一種である航空
機衝突防止装置が搭載されるなど種々の目的のため移動
体に無線機器を搭載する機会が増えている。このような
移動体通信に用いられる無線機器に不可欠なアンテナ
は、航空機など高速移動体の外部表面に設置される場合
が多いので、空気抵抗低減のため小形且つ低姿勢である
ことが要求される。
に伴って航空機同士の衝突危険性が増大しており、この
危険を回避するため航空機に無線機器の一種である航空
機衝突防止装置が搭載されるなど種々の目的のため移動
体に無線機器を搭載する機会が増えている。このような
移動体通信に用いられる無線機器に不可欠なアンテナ
は、航空機など高速移動体の外部表面に設置される場合
が多いので、空気抵抗低減のため小形且つ低姿勢である
ことが要求される。
【0003】このような要求に対して、例えば、アンテナ素
子部の頂部にインピーダンス負荷としての金属板を装荷
してアンテナ素子の長さを短縮したトップロードアンテ
ナを用いたアレーアンテナが提案されている。図2
(a)は、従来のトップロードアンテナを用いたアレー
アンテナの構造例を示す上面図であり、同図(b)は
(a)図のA−A´断面図である。この図に示すアレー
アンテナは、半径r1の金属ベース1上に高さhの線状
導体からなるアンテナ素子部2、3、4、5の頂部に半
径r2の負荷装荷用金属板6、7、8、9を備えたトッ
プロードアンテナ10、11、12、13を、前記金属
ベース1上に予め設定された半径aの線上に前記負荷装荷
用金属板6、7、8、9の中心点に接続された前記アン
テナ素子部2、3、4、5が位置するように円形配列され
る。更に、アンテナ素子部2、3、4、5は前記金属ベ
ース1に設けた貫通孔(14a、)14b、(14
c、)14dを介して同軸ケーブル(15a、)15
b、(15c、)15dの中心導体(16a、)16
b、(16c、)16dに接続されている。
子部の頂部にインピーダンス負荷としての金属板を装荷
してアンテナ素子の長さを短縮したトップロードアンテ
ナを用いたアレーアンテナが提案されている。図2
(a)は、従来のトップロードアンテナを用いたアレー
アンテナの構造例を示す上面図であり、同図(b)は
(a)図のA−A´断面図である。この図に示すアレー
アンテナは、半径r1の金属ベース1上に高さhの線状
導体からなるアンテナ素子部2、3、4、5の頂部に半
径r2の負荷装荷用金属板6、7、8、9を備えたトッ
プロードアンテナ10、11、12、13を、前記金属
ベース1上に予め設定された半径aの線上に前記負荷装荷
用金属板6、7、8、9の中心点に接続された前記アン
テナ素子部2、3、4、5が位置するように円形配列され
る。更に、アンテナ素子部2、3、4、5は前記金属ベ
ース1に設けた貫通孔(14a、)14b、(14
c、)14dを介して同軸ケーブル(15a、)15
b、(15c、)15dの中心導体(16a、)16
b、(16c、)16dに接続されている。
【0004】また、各同軸ケーブル(15a、)15b、(1
5c、)15dは、アレーアンテナが所望の方向に放射
パターンを指向するために必要な図示していない移相
器、電力分配合成器などから構成されるビーム成形回路
に接続される。尚、トップロードアンテナ10、11、
12、13を円形に配列している理由は、アレーアンテ
ナの放射パターンを全方位角360゜の任意方向に指向
できるようにするためである。
5c、)15dは、アレーアンテナが所望の方向に放射
パターンを指向するために必要な図示していない移相
器、電力分配合成器などから構成されるビーム成形回路
に接続される。尚、トップロードアンテナ10、11、
12、13を円形に配列している理由は、アレーアンテ
ナの放射パターンを全方位角360゜の任意方向に指向
できるようにするためである。
【0005】上述した低姿勢化要求のためアンテナ素子部
2、3、4、5の高さはλ/4より短縮されているが、
前記アンテナ素子部2、3、4、5が等価的にλ/4と
見なせるように負荷装荷用金属板6、7、8、9を容量
素子として作用させているので、各トップロードアンテ
ナ10、11、12、13はλ/4モノポールアンテナ
として動作する。
2、3、4、5の高さはλ/4より短縮されているが、
前記アンテナ素子部2、3、4、5が等価的にλ/4と
見なせるように負荷装荷用金属板6、7、8、9を容量
素子として作用させているので、各トップロードアンテ
ナ10、11、12、13はλ/4モノポールアンテナ
として動作する。
【0006】上記ビーム成形回路と各同軸ケーブル(15
a、)15b、(15c、)15dとを介して高周波信号
がアンテナ素子部2、3、4、5に入力すると、各トッ
プロードアンテナ10、11、12、13はそれぞれ外
部空間に高周波エネルギーを放射すると共にアレーアン
テナとして所望の方向に放射パターンが合成される。こ
のとき各トップロードアンテナは、外部空間以外に隣接
するトップロードアンテナにもエネルギーを放射するの
で、各アンテナ間で相互干渉を引き起こす。この現象は
素子間相互結合と呼ばれており、素子間相互結合が大き
いと各トップロードアンテナから本来空間に放射される
べき高周波エネルギーの一部が隣接のトップロードアン
テナに引き込まれることになるので、アレーアンテナと
して空間に放射される高周波エネルギーが減少し、その
結果、アンテナ利得の劣化等を引き起す。従って、アレ
ーアンテナにおける素子間相互結合の低減は重要な問題
である。
a、)15b、(15c、)15dとを介して高周波信号
がアンテナ素子部2、3、4、5に入力すると、各トッ
プロードアンテナ10、11、12、13はそれぞれ外
部空間に高周波エネルギーを放射すると共にアレーアン
テナとして所望の方向に放射パターンが合成される。こ
のとき各トップロードアンテナは、外部空間以外に隣接
するトップロードアンテナにもエネルギーを放射するの
で、各アンテナ間で相互干渉を引き起こす。この現象は
素子間相互結合と呼ばれており、素子間相互結合が大き
いと各トップロードアンテナから本来空間に放射される
べき高周波エネルギーの一部が隣接のトップロードアン
テナに引き込まれることになるので、アレーアンテナと
して空間に放射される高周波エネルギーが減少し、その
結果、アンテナ利得の劣化等を引き起す。従って、アレ
ーアンテナにおける素子間相互結合の低減は重要な問題
である。
【0007】上述した理由により各アンテナ素子間の距離が
短いと隣接アンテナへの高周波エネルギーの漏洩が大き
くなり、従って、素子間相互結合が増加する。そのた
め、従来のアレーアンテナは、アンテナ搭載条件(設置
スペース)を考慮しつつ可能な限り配列半径aを大きくし
てアンテナ素子間距離を長くとり素子間相互結合を低減
する構成としていた。
短いと隣接アンテナへの高周波エネルギーの漏洩が大き
くなり、従って、素子間相互結合が増加する。そのた
め、従来のアレーアンテナは、アンテナ搭載条件(設置
スペース)を考慮しつつ可能な限り配列半径aを大きくし
てアンテナ素子間距離を長くとり素子間相互結合を低減
する構成としていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のアレーアンテナにおいては、以下に示す
ような問題点があった。つまり、設置スペースに制限の
ある移動体にアレーアンテナを取り付ける場合には、配
列半径aを小さく構成する必要があるのでアンテナ素子
間距離が短くなることを避けられず、従って、素子間相
互結合の低減には限界があり、その結果、所望のアンテ
ナ利得が得られないという問題があった。本発明は、上
述した従来のアレーアンテナに関する問題を解決するた
めになされたもので、配列半径(アレーアンテナ寸法)を
大きくすることなく素子間相互結合を低減でき、もって
アンテナ利得の劣化を防止することが可能なアレーアン
テナを提供することを目的とする。
たような従来のアレーアンテナにおいては、以下に示す
ような問題点があった。つまり、設置スペースに制限の
ある移動体にアレーアンテナを取り付ける場合には、配
列半径aを小さく構成する必要があるのでアンテナ素子
間距離が短くなることを避けられず、従って、素子間相
互結合の低減には限界があり、その結果、所望のアンテ
ナ利得が得られないという問題があった。本発明は、上
述した従来のアレーアンテナに関する問題を解決するた
めになされたもので、配列半径(アレーアンテナ寸法)を
大きくすることなく素子間相互結合を低減でき、もって
アンテナ利得の劣化を防止することが可能なアレーアン
テナを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わるアレーアンテナの請求項1記載の発
明は、線状導体からなるアンテナ素子部の頂部に負荷装
荷用金属板を備えたトップロードアンテナを、金属ベー
ス上に予め設定した閉曲線上に前記負荷装荷用金属板の
中心が位置するように複数個配列したアレーアンテナに
おいて、前記アンテナ素子部を前記閉曲線の外側に位置
せしめるように構成する。本発明に係わるアレーアンテ
ナの請求項2記載の発明は、請求項1記載のアレーアン
テナにおいて、前記閉曲線が円形であるように構成す
る。
に、本発明に係わるアレーアンテナの請求項1記載の発
明は、線状導体からなるアンテナ素子部の頂部に負荷装
荷用金属板を備えたトップロードアンテナを、金属ベー
ス上に予め設定した閉曲線上に前記負荷装荷用金属板の
中心が位置するように複数個配列したアレーアンテナに
おいて、前記アンテナ素子部を前記閉曲線の外側に位置
せしめるように構成する。本発明に係わるアレーアンテ
ナの請求項2記載の発明は、請求項1記載のアレーアン
テナにおいて、前記閉曲線が円形であるように構成す
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態例に基
づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係わる
アレーアンテナの実施の形態例を示す構造図であり、図
1(a)はこの構造の上面を示す図、同図(b)は
(a)図のA−A´断面を示す図である。なお、本発明
においては、トップロードアンテナに用いる負荷装荷用
金属板の形状とアンテナ配列の形状は任意でよいが、一
例として、負荷装荷用として円形の金属板(円板)、配
列形状として円形配列を用いる場合について説明する。
づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係わる
アレーアンテナの実施の形態例を示す構造図であり、図
1(a)はこの構造の上面を示す図、同図(b)は
(a)図のA−A´断面を示す図である。なお、本発明
においては、トップロードアンテナに用いる負荷装荷用
金属板の形状とアンテナ配列の形状は任意でよいが、一
例として、負荷装荷用として円形の金属板(円板)、配
列形状として円形配列を用いる場合について説明する。
【0011】この例に示すアレーアンテナは、半径r1の金
属ベース1上に高さhの線状導体からなるアンテナ素子
部2、3、4、5と該アンテナ素子部の頂部に配置され
る半径r2の負荷装荷用金属板6、7、8、9とからな
るトップロードアンテナ10、11、12、13を前記
金属ベース1上に予め設定された半径aの線上に前記負荷
装荷用金属板6、7、8、9の中心点が位置するように
円形配列すると共に、アンテナ素子部2、3、4、5を
金属ベース1の貫通孔(14a、)14b、(14
c、)14dを介して同軸ケーブル(15a、)15
b、(15c、)15dの中心導体(16a、)16
b、(16c、)16dに接続する。また、各同軸ケー
ブル(15a、)15b、(15c、)15dをアレー
アンテナが所望の方向に放射パターンを指向するために
必要な図示していない移相器、電力分配合成器などから
構成されるビーム成形回路に接続すること従来技術と同
様である。
属ベース1上に高さhの線状導体からなるアンテナ素子
部2、3、4、5と該アンテナ素子部の頂部に配置され
る半径r2の負荷装荷用金属板6、7、8、9とからな
るトップロードアンテナ10、11、12、13を前記
金属ベース1上に予め設定された半径aの線上に前記負荷
装荷用金属板6、7、8、9の中心点が位置するように
円形配列すると共に、アンテナ素子部2、3、4、5を
金属ベース1の貫通孔(14a、)14b、(14
c、)14dを介して同軸ケーブル(15a、)15
b、(15c、)15dの中心導体(16a、)16
b、(16c、)16dに接続する。また、各同軸ケー
ブル(15a、)15b、(15c、)15dをアレー
アンテナが所望の方向に放射パターンを指向するために
必要な図示していない移相器、電力分配合成器などから
構成されるビーム成形回路に接続すること従来技術と同
様である。
【0012】本発明に係わるアレーアンテナの特徴は、前記
アンテナ素子部2、3、4、5を配列半径aの外側の位
置で前記負荷装荷用金属板6、7、8、9に接続させた
ことにある。このような構造を採用することにより、配
列半径aが従来のアレーアンテナと同じであっても後述
する理由により素子間相互結合を減少させることができ
る。
アンテナ素子部2、3、4、5を配列半径aの外側の位
置で前記負荷装荷用金属板6、7、8、9に接続させた
ことにある。このような構造を採用することにより、配
列半径aが従来のアレーアンテナと同じであっても後述
する理由により素子間相互結合を減少させることができ
る。
【0013】つまり、素子間相互結合は、主に負荷装荷用金
属板6、7、8、9部分からの放射が他のアンテナと干
渉して発生する要因と、アンテナ素子部2、3、4、5
からの放射が他のアンテナと干渉して発生する要因とに
分離できるので、負荷装荷用金属板6、7、8、9の位
置が従来と同じであっても、各アンテナ素子部2、3、
4、5間の距離を大きく取ることができれば素子間相互
結合を低減することができる。この点をアレーアンテナ
に応用したことが本発明の着想点である。しかも、本発
明に係わるアレーアンテナは、配列半径が従来と同じで
よいので、アレーアンテナ全体の寸法も従来と変わるこ
とがない。
属板6、7、8、9部分からの放射が他のアンテナと干
渉して発生する要因と、アンテナ素子部2、3、4、5
からの放射が他のアンテナと干渉して発生する要因とに
分離できるので、負荷装荷用金属板6、7、8、9の位
置が従来と同じであっても、各アンテナ素子部2、3、
4、5間の距離を大きく取ることができれば素子間相互
結合を低減することができる。この点をアレーアンテナ
に応用したことが本発明の着想点である。しかも、本発
明に係わるアレーアンテナは、配列半径が従来と同じで
よいので、アレーアンテナ全体の寸法も従来と変わるこ
とがない。
【0014】なお、上述したように低姿勢化要求のためアン
テナ素子部2、3、4、5の高さはλ/4より短縮され
ているが、前記アンテナ素子部2、3、4、5が等価的
にλ/4と見なせるように負荷装荷用金属板6、7、
8、9を容量素子として作用させているので、各トップ
ロードアンテナ10、11、12、13はλ/4モノポ
ールアンテナとして動作する。
テナ素子部2、3、4、5の高さはλ/4より短縮され
ているが、前記アンテナ素子部2、3、4、5が等価的
にλ/4と見なせるように負荷装荷用金属板6、7、
8、9を容量素子として作用させているので、各トップ
ロードアンテナ10、11、12、13はλ/4モノポ
ールアンテナとして動作する。
【0015】図3は、本発明に係わるアレーアンテナ(図1)と
従来のアレーアンテナ(図2)における素子間相互結合の
実測値を示す図である。図3において、実線の特性は本
発明に係わるアレーアンテナの、また、破線の特性は従
来のアレーアンテナのそれぞれの素子間相互結合を示し
ている。実験に使用した各アレーアンテナの寸法は、設
計周波数をf=1.06GHz(λ=283mm)として、
金属ベースの半径r1=0.272λ(77mm)、配列半径a=
0.129λ(37mm)、負荷装荷用金属板の半径r2=0.069λ
(20mm)、アンテナ素子部の高さh=0.078λ(22mm)にそ
れぞれ設定した。また、本発明に係わるアレーアンテナ
においては、図1に示したように負荷装荷用金属板の中
心点から0.062λ(18mm)ずらした位置においてアンテナ
素子部を負荷装荷用金属板と接続した。図3からも明ら
かなように、本発明に係わるアレーアンテナは、従来の
アレーアンテナと同じ配列半径でありながら上述した理
由により素子間相互結合を約5dB低減することができ
る。
従来のアレーアンテナ(図2)における素子間相互結合の
実測値を示す図である。図3において、実線の特性は本
発明に係わるアレーアンテナの、また、破線の特性は従
来のアレーアンテナのそれぞれの素子間相互結合を示し
ている。実験に使用した各アレーアンテナの寸法は、設
計周波数をf=1.06GHz(λ=283mm)として、
金属ベースの半径r1=0.272λ(77mm)、配列半径a=
0.129λ(37mm)、負荷装荷用金属板の半径r2=0.069λ
(20mm)、アンテナ素子部の高さh=0.078λ(22mm)にそ
れぞれ設定した。また、本発明に係わるアレーアンテナ
においては、図1に示したように負荷装荷用金属板の中
心点から0.062λ(18mm)ずらした位置においてアンテナ
素子部を負荷装荷用金属板と接続した。図3からも明ら
かなように、本発明に係わるアレーアンテナは、従来の
アレーアンテナと同じ配列半径でありながら上述した理
由により素子間相互結合を約5dB低減することができ
る。
【0016】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、閉曲線上
にトップロードアンテナの負荷装荷用金属板の中心が位
置するように配列すると共にアンテナ素子部を前記閉曲
線の外側に位置させて構成するので、配列半径(アレー
アンテナ寸法)を大きくすることなく素子間相互結合を
低減したアレーアンテナを実現する上で著効を奏す。
にトップロードアンテナの負荷装荷用金属板の中心が位
置するように配列すると共にアンテナ素子部を前記閉曲
線の外側に位置させて構成するので、配列半径(アレー
アンテナ寸法)を大きくすることなく素子間相互結合を
低減したアレーアンテナを実現する上で著効を奏す。
【図1】(a)は本発明に係わるアレーアンテナの実施
の形態例を説明する構造上面図、(b)は(a)の断面
図
の形態例を説明する構造上面図、(b)は(a)の断面
図
【図2】(a)は従来のアレーアンテナの構造例を説明
する上面図、(b)は(a)の断面図
する上面図、(b)は(a)の断面図
【図3】素子間相互結合の実測値を示す図
1・・金属ベース 2、3、4、5・・アンテナ素子部 6、7、8、9・・負荷装荷用金属板 10、11、12、13・・トップロードアンテナ 14a、14b、14c、14d・・貫通孔 15a、15b、15c、15d・・同軸ケーブル 16a、16b、16c、16d・・同軸ケーブルの中
心導体
心導体
Claims (2)
- 【請求項1】 線状導体からなるアンテナ素子部の頂部
に負荷装荷用金属板を備えたトップロードアンテナを、
金属ベース上に予め設定した閉曲線上に前記負荷装荷用
金属板の中心が位置するように複数個配列したアレーア
ンテナにおいて、 前記アンテナ素子部を前記閉曲線の外側に位置せしめた
ことを特徴とするアレーアンテナ。 - 【請求項2】 前記閉曲線が円形であることを特徴とす
る請求項1記載のアレーアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1488598A JPH11205033A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | アレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1488598A JPH11205033A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | アレーアンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11205033A true JPH11205033A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11873480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1488598A Pending JPH11205033A (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | アレーアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11205033A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011120107A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Samsung Electronics Co Ltd | アンテナ装置 |
-
1998
- 1998-01-08 JP JP1488598A patent/JPH11205033A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011120107A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Samsung Electronics Co Ltd | アンテナ装置 |
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