JPS61174803A - ４ビ−ム空間デユ−プレツクスアンテナ - Google Patents

４ビ−ム空間デユ−プレツクスアンテナ

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JPS61174803A
JPS61174803A JP60261637A JP26163785A JPS61174803A JP S61174803 A JPS61174803 A JP S61174803A JP 60261637 A JP60261637 A JP 60261637A JP 26163785 A JP26163785 A JP 26163785A JP S61174803 A JPS61174803 A JP S61174803A
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q13/206—Microstrip transmission line antennas
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/004—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing two or four symmetrical beams for Janus application

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

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】 （産業上の利用分野〕 本発明はマイクロストリップに関するものであり、更に
詳しくいえば空間デユーブレックス送信アンテナおよび
受信アンテナを有するマイクロストリップアンテナ構造
に関するものである。
〔従来の技術〕
空間デュープレックスアンテナは、送信磯ノイズからの
受信機の分離を大きくすることにより、低価格のＲＦ部
品を使用できるようになっていることが見出されている
。大電力送信握に低ノイズ増幅器を使用して、静かな水
面上の高高度において航空機を飛行させることができる
。従来の空間デュープレックスアンテナは横に並べて装
置されるから、単一アンテナのスペース、重量および価
格のそれぞれ２倍のスペース、重量および価格を必要と
する。横に並べられたアンテナの寸法を２分の１にする
と、１つの向きにおける利得およびビーム幅も同様に２
分の１になる。
本発明者は一平面内で交互に入り交って配置されて単一
アンテナの占有スペースとほぼ同じスペースを占める２
つの別々のマイクロストリップアンテナを利用する従来
の構造のアンテナを開発した。入り交って配置された各
アンテナは自身の給電線を有し、各アンテナの開口面は
それぞれ２本、合わせて４本のビームを発生する。この
アンテナは非空間デユープレックスアンテナ・ドツプラ
ー’＆Ｅに応用できる。本発明は入り交って配置すると
いう技術的思想を空間デユープレックス装置に拡張する
ものである。
〔発明の概要〕
本発明は入り交って独立した４ビーム空間デユーブレッ
クスマイクロスリトップアンテナの単一パネルで構成さ
れる。送信ボートがアンテナの１つに直接給電し、受信
ボートはフィードスルーパッドを介して逆に給電される
。それぞれ４本のビームで動作する独立した送信アンテ
ナと受信アンテナを利用することにより、特定の空間に
対して最高の利得を得ることができる。アンテナのアレ
イを適切に隔てることにより、満足できるレベルの分離
番達成できる。更に、本発明のアンテナを高高度を飛行
している航空機に大電力レベルで組込むことができるよ
うに、高いＳ／Ｎ比を達成できる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図に示されている前述の種類の従来の典型的なマイ
クロストリップアンテナにおいては、複数の放射パッチ
アレイ２に１つの給電線１がとりつけられる。放射パッ
チは半波長放射器であって、パッチの縁部から電力を放
射する。ビーム幅、ビームの形および副ローブのレベル
をＩｂ１Ｊ御するために、各々パッチにより放射される
電力を設定せねばならない。放射される電力はパッチの
導電度に比例し、パッチの導電度は波長と、線のインピ
ーダンスと、パッチの幅とに比例する。それらのパッチ
は位相リンク３により接続される。位相リンクはアレイ
の軸に対するビーム角度を決定する。
パッチおよび位相リンクにより形成されるアレイは２段
トランス４を介して給電線に接続される。
そのトランス４は給電線１からとり出されてアレイへ与
えられる電力の出を調整する。給電線は一連の等しい長
さの位相リンク５で構成される。その位相リンクはアレ
イに垂直な平面内におけるビーム角度を制御する。与え
られた任意の点において利用できる電力は、全入力電力
から先行する全てのアレイによりとり出された電力を差
し引いたものに等しい。この構造のアンテナは広帯域で
あって、帯域幅は伝送媒質および放射器の帯域幅のみに
より制限される。この場合には、パッチ放射器の高いＱ
がアンテナの帯域幅を動作周波数の数％にまで制限する
。
次に、第２Ａ図、第２Ｂ図を参照する。参、照番号６は
本発明の入り交った空間デュープレックスアンテナをエ
ツチングするためのプリント回路を示す。図かられかる
ように、奇数位置にあるアレイは給電線１０．１４に接
続され、それによりそれらの給電線の両端は本発明の送
信アンテナを構成する。給電線８．１２が、後述するフ
ィードスル一端子により、偶数位置にあるアレイに接続
され、それにより独立した受信アンテナを構成する。
送信アンテナと受信アンテナは、プリント回路で定めら
れた領域内で空間デユーブレックスされる。
第２Ａ図において、接続点１６が送信給電線１０を第１
の奇数（１番上）アレイ１７に接続する。アレイ１７は
位相リンク２６により導電的に分離された放射パッチ２
２．２４を含む直列に接続されている放射パッチに給電
線１０を接続する第１段のトランス１８と第２段のトラ
ンス２０を有する。奇数位置に配置されている第１のト
ランス１７は回路点２９を形成する。その回路点は送信
機の給電線１４に接続される。１番下の送信アレイ２７
の左端部が送信機の給電＄２１０の回路点２８に接続さ
れる。そのアレイ２７の他端部は第２の送信機給電線１
４の回路点３０（第２Ｂ図）へ接続され送信機の電力を
送信機の給電線ボート１Ｔ〜４王へ供給することにより
、４本のビームが発生される。
受信給電線８．１２が対応する送信給電線１０゜１４に
対して平行に隔てられるが、回路板から切り離されて、
プリント回路のアレイが設けられている面とは反対側の
面に物理的に配置される。受信給電線と受信アレイの間
の接続は、第３図を参照して後で詳しく説明するフィー
ドスルー接続を用いて行なわれる。受信給電線８を通る
電力の導通は、第１の給電ストリップ３５に沿って２段
トランス３６．３８に直列接続されている回路点３２の
ような一定の間隔をおいて配置されているタップ点で行
なわれる。給電ストリップ３８はフィードスルーパッド
３４で終端する。破線で示されているように、フィード
スルーパッド３４は、゛１番上の偶数位昭に位置されて
いるアレイの左端部へ接続される。したがって、受信さ
れて給電線８に沿って進む受信電力は受信アンテナを構
成する偶数番口のアレイへ直接与えられる。それら偶数
番目のアレイは送信アンテナの奇数番目のアレイと入り
交って配置される。送信アンテナ・アレイ１７の場合に
ように、位相リンク４６．４８などが、直列接続されて
いる受信アレイ・パッチ４２．４４などを相互に接続す
る。アレイ９の右端部が、破線で示されているように、
それぞれフィードスルーパッド５２，５０により第２の
受信給電線１２へ接続される。
４本の給電線と、それらの給電線のそれぞれのアレイの
間の類似の相互接続が分離されて、受信アンテナと送信
アンテナが４本のビームにそれぞれ組合されるようにす
る。
第３図はフィードスルー構造を詳しく示す図である。−
例として、パッド４０と３４の間のフィードスルー接続
が示されている。入り交っているアレイ６の面が上方に
向いているものとしで示され、導電性フィードスルー・
ストリップ３５が下方に向けられ、それらのフィードス
ルーのそれぞれのフィードスルー・パッド４０．３４が
間隔をおいて整列させられる。アンテナ・アレイの基板
「１」とフィードスルー・ストリップの基板「２」に開
口部５４．５６がそれぞれ形成される。アンブナ構造体
とフィードスルー・ストリップにそれぞれとりつけられ
ているアルミニウム製基板「１」「２」に細長い開口部
６０が形成される。２つのエツチングされたフィードス
ルー・パッド４０゜３４の間に配置されているビン５８
ははんだづけすることによりフィードスルーが完成され
る。
送信アンテナと受信アンテナを分離することが主な関心
事であるから、隣接するアレイの間の相互結合を減少さ
せるように注意せねばならない。
アレイの間隔（フィード間隔）が広いほど分離が良くな
ることは明らかである。しかし、高次のローブが発生さ
れないようにするために、フィード間隔は基板の波長（
典型的には約１．５α（０，５９インチ））を大幅にこ
えてはならない。
分離を最適にし、望ましくないビームを抑制するために
は約１．６α（０，６１インチ）という典型的な間隔を
選択できる。この間隔において予測されるパターンは２
５ｄＢ以下の高次ローブを生ずることがある。
相互結合は隣接パッチ整列の関数でもある。送信アンテ
ナのパッチが受信アンテナのパッチに対して整列させら
れた時に、最大の分離が達成されることが実験により判
明している。したがって、両方のアンテナに対するアレ
イ間隔は約１．２ｃｍ（０，４８５インチ）という典型
的な値に選択できる。
水面上誤差修正のために適切なビーム間隔を得るために
、本発明はガンマ−プサイ分離可能振幅関数を採用する
。このアンテナへは四隅から給電せねばならないから、
それらの関数を折り曲げてビームの形を対称的にする。
それらの振幅関数はアンテナの最初の半分において入力
電力のほとんどを放射して、折り曲げの影響を最少限に
抑えるように構成される。
以上説明したように、Ｓ／Ｎ比を高くして、固定領域内
での電力取扱い性能を最適にするためにそれぞれ４本の
ビームが組合される独立した受信アンテナと送信アンテ
ナを含む入り交ったマイクロストリップ空間デブレック
ス・アンテナが本発明により得られることがわかる。受
信と送信の各アンテナをアンテナ構造体の定められた領
域に存在させることにより十分な利得を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は従来のアンテナの構造を示す概略断面図、第２
Ａ図は本発明のアンテナ構造の半分を示す概略断面図、
第２Ｂ図は本発明のアンテナ構造の残りの半分を示す概
略断面図、第３図は本発明において用いられるフィード
スルー接続の詳細図て゛ある。 ８．１０，１２．１４・・・給電線、１７．２７゜３９
・・・アレイ、１８．２０，３６．３８・・・トランス
、２２．２４・・・放射パッチ、３４．４０，５０゜５
２・・・フィードスルー・パッド、３５・・・フィード
スルー・ストリップ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 Ｆ／θ／ Ｆ／６３

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、予め選択された領域内に分布され、送信アンテナを
    形成するマイクロストリップアレイとして配置された第
    １の複数の相互に接続された放射パッチと、 予め選択された領域内に送信アレイとの間で交互に入り
    交って分布され、受信アンテナを形成するマイクロスト
    リップアレイとして配置された第２の複数の相互に接続
    された放射パッチと、送信アレイまたは受信アレイに対
    応する第１のアレイセットの対応する端部に接続するた
    めに長手方向に沿って設けられた複数のタップ点を有す
    る第１の給電線と、 第１のアレイセットの対応する第２の端部に接続するた
    めに長手方向に沿って設けられた複数のタップ点を有す
    る第２の給電線と、 送信アレイまたは受信アレイの残りのセットの対応する
    第１の端部に接続するために長手方向に沿って設けられ
    た複数のタップ点を有する第３の給電線と、 第２のアレイセットの対応する第２の端部に接続するた
    めに長手方向に沿って設けられた複数のタップ点を有す
    る第４の給電線とを備え、 送信アンテナと受信アンテナは４本の電磁エネルギー・
    ビームで動作することを特徴とする４ビーム空間デュー
    プレックスアンテナ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のアンテナにおいて、送
    信アレイと受信アレイは互いに平行で同平面関係で配置
    されていることを特徴とする４ビーム空間デュープレッ
    クスアンテナ。 ３、特許請求の範囲第１項記載のアナテナにおいて、第
    １、第２、第３および第４の給電線は互いにそれぞれ平
    行で、送信アレイおよび受信アレイと交差して配置され
    ていることを特徴とする４ビーム空間デュープレックス
    アンテナ。 ４、特許請求の範囲第１項記載のアンテナにおいて、送
    信アレイと受信アレイはプリント回路上に同平面関係で
    配置され、第１のアレイセットに給電線が組合されてい
    ることを特徴とする４ビーム空間デュープレックスアン
    テナ。 ５、特許請求の範囲第１項記載のアンテナにおいて、第
    １のアレイセットに接続されている給電線は平行であり
    、かつ送信アレイおよび受信アレイに対して隔てられて
    交わる関係で配置され、第１のアレイ群に接続されてい
    る給電線は平行で、アレイの平面に平行で、その平面か
    ら隔てられた平面内に配置されていることを特徴とする
    ４ビーム空間デュープレックスアンテナ。 ６、予め選択された領域内に分布され、送信アンテナを
    形成するマイクロストリップアレイとして配置された第
    １の複数の相互に接続された放射パッチと、 予め選択された領域内に送信アレイとの間で交互に入り
    交って分布され、受信アンテナを形成するマイクロスト
    リップアレイとして配置された第２の複数の相互に接続
    された放射パッチと、送信アレイまたは受信アレイに対
    応する第１のアレイセットの対応する端部に接続するた
    めに長手方向に沿って設けられた複数のタップ点を有す
    る同平面の第１の給電線と、 第１のアレイセットの対応する第２の端部に接続するた
    めに長手方向に沿って設けられた複数のタップ点を有す
    る同平面の第２の給電線と、第３の給電線と、 第４の給電線とを備え、 前記第３の給電線は、その第３の給電線に隔てられた平
    面関係で位置させられた送信アレイまたは受信アレイの
    残りのセットの対応する第１の端部に接続するために、
    長手方向に沿って設けられる複数のタップ点を有し、 前記第４の給電線は、その第４の給電線に隔てられた平
    面関係で位置させられた第２のアレイセットの対応する
    第２の端部に接続するために長手方向に沿って設けられ
    る複数のタップ点を有し、送信アンテナと受信アンテナ
    は４本の電磁エネルギー・ビームで動作することを特徴
    とする４ビーム空間デュープレックスアンテナ。 ７、特許請求の範囲第６項記載のアンテナにおいて、第
    ２のセットを構成するアレイの各端部にはフィードスル
    ーパッドが接続され、第３の給電線と第４の給電線のタ
    ップ点には、両者の間でのフィードスルー接続を容易に
    するためにフィードスルーパッドが接続されていること
    を特徴とする４ビーム空間デュープレックスアンテナ。 ８、特許請求の範囲第７項記載のアンテナにおいて、ア
    レイのパッドと給電線の間の接続を完成するために、そ
    れらの間にフィードスルーピンが接続されていることを
    特徴とする４ビーム空間デュープレックスアンテナ。 ９、特許請求の範囲第８項記載のアンテナにおいて、ア
    レイの放射パッチが位相リンクにより相互に接続されて
    いることを特徴とする４ビーム空間デュープレックスア
    ンテナ。 １０、特許請求の範囲第９項記載のアンテナにおいて、
    各給電線は繰返し曲りくねった部分の導電部を備えたこ
    とを特徴とする４ビーム空間デュープレックスアンテナ
    。
JP60261637A 1985-01-28 1985-11-22 ４ビ−ム空間デユ−プレツクスアンテナ Granted JPS61174803A (ja)

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US06/695,773 US4644360A (en) 1985-01-28 1985-01-28 Microstrip space duplexed antenna
US695773 1985-01-28

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JPS61174803A true JPS61174803A (ja) 1986-08-06
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FR (1) FR2576717B1 (ja)
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