JPS62110303A - 全方向性アンテナ - Google Patents
全方向性アンテナInfo
- Publication number
- JPS62110303A JPS62110303A JP61195145A JP19514586A JPS62110303A JP S62110303 A JPS62110303 A JP S62110303A JP 61195145 A JP61195145 A JP 61195145A JP 19514586 A JP19514586 A JP 19514586A JP S62110303 A JPS62110303 A JP S62110303A
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- JP
- Japan
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- lens
- omnidirectional antenna
- reflector
- array
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
- H01Q19/062—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for focusing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/23—Combinations of reflecting surfaces with refracting or diffracting devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/007—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は、特にミリ波に応用されるが、それ以外にも適
用し得る方位角に関して全方向性であるアンテナに関す
る。
用し得る方位角に関して全方向性であるアンテナに関す
る。
この発明に於ける用語゛°全方向性”とは、方位角に於
いて360゛までを含む角度を意味する。
いて360゛までを含む角度を意味する。
[発明の技術的背景とその問題点]
従来は、第1図(C)に示すような、長円状の回転的に
対称な面110が形成されたレンズ・アンテナが使用さ
れている。これは、平行受信光線111を、光線経路と
干渉しない焦点面112で、基部の平面アレイ上に焦点
する。
対称な面110が形成されたレンズ・アンテナが使用さ
れている。これは、平行受信光線111を、光線経路と
干渉しない焦点面112で、基部の平面アレイ上に焦点
する。
しかしながら、レンズ軸に対して優勢に平行に受信され
た光線のみが、上記基部の平面に良く焦点されるという
欠点を、上記配列は有している。
た光線のみが、上記基部の平面に良く焦点されるという
欠点を、上記配列は有している。
故に、高価な、大きな2重い多数のそのようなユニット
を使用することによる以外には、方位角平面で360°
の適用範囲を提供するためには使用されることができな
い。
を使用することによる以外には、方位角平面で360°
の適用範囲を提供するためには使用されることができな
い。
その最も単純な形の全方向性レンズは、第1図(a)に
示すように、方位角に於いて完全な円形のシンメトリイ
を有している。第1図(b)は、垂直断面で見られた配
列を示しており、これによる平行光線の焦点も示してい
る。4より大きい誘電率(ε)のために、光線が、レン
ズの中心を通り抜ける回折されない光線と交差する放射
距離(2)は、次式によって与えられる。即ち、但し、
Rは円の半径であり、dは回折されない光線と所定の光
線との距離である。クロスオーバは常に、レンズの光線
源から離れた側に生じ、さく4のためには幾らかの又は
全ての光線は、レンズの外側でクロスオーバする。ビー
ムが焦点される範囲(即ち、どのくらい接近してクロス
オーバが束ねられるか)は、εの増加と共に増加し、無
限大のεによってレンズの中心に完全に焦点する。
示すように、方位角に於いて完全な円形のシンメトリイ
を有している。第1図(b)は、垂直断面で見られた配
列を示しており、これによる平行光線の焦点も示してい
る。4より大きい誘電率(ε)のために、光線が、レン
ズの中心を通り抜ける回折されない光線と交差する放射
距離(2)は、次式によって与えられる。即ち、但し、
Rは円の半径であり、dは回折されない光線と所定の光
線との距離である。クロスオーバは常に、レンズの光線
源から離れた側に生じ、さく4のためには幾らかの又は
全ての光線は、レンズの外側でクロスオーバする。ビー
ムが焦点される範囲(即ち、どのくらい接近してクロス
オーバが束ねられるか)は、εの増加と共に増加し、無
限大のεによってレンズの中心に完全に焦点する。
・仰角に於いては上記面は、所望なように形作られるこ
とができるが、長円が仰角の範囲を越えて良く焦点され
たビームを提供する故に、長円であることが好ましい。
とができるが、長円が仰角の範囲を越えて良く焦点され
たビームを提供する故に、長円であることが好ましい。
光線図は、第1図(b)に示されている。
第1図に示されたようなレンズは、焦点面がレンズの内
側にあり且つ、光線経路と干渉することなしにアクセス
されることができないので、あまり有用ではない。その
上、焦点面がカーブしており、これはレンズが信号検出
素子の平面アレイと共に直ちに使用されることができな
いということを意味している。
側にあり且つ、光線経路と干渉することなしにアクセス
されることができないので、あまり有用ではない。その
上、焦点面がカーブしており、これはレンズが信号検出
素子の平面アレイと共に直ちに使用されることができな
いということを意味している。
[発明の目的]
本発明は上記の点に鑑みて成されたもので、安価で、小
さな、軽量な一個のレンズから方位角で360°までを
カバーする多数の独立したビームを生成するアンテナを
提供することを目的とする。
さな、軽量な一個のレンズから方位角で360°までを
カバーする多数の独立したビームを生成するアンテナを
提供することを目的とする。
[発明の概要]
本発明に従って、誘電体レンズと、表面アレイを供給す
るように配列された上記レンズと協働するレフレクタ配
列とを具備する電磁放射線用の方位角で360°まで提
供するアンテナが提供される。
るように配列された上記レンズと協働するレフレクタ配
列とを具備する電磁放射線用の方位角で360°まで提
供するアンテナが提供される。
本発明の他の態様に従って、回転的に対称な誘電体レン
ズと、これと協働する回転的に対称な反射面と、上記結
合されたレンズと反射面の表面的な焦点に配列された素
子の表面アレイとを具備する電磁光線用の全方向性アン
テナが提供される。
ズと、これと協働する回転的に対称な反射面と、上記結
合されたレンズと反射面の表面的な焦点に配列された素
子の表面アレイとを具備する電磁光線用の全方向性アン
テナが提供される。
そのようなアンテナは、方位角に於いて360’の適用
範囲を提供することができ、且つ仰角に於いて特定され
た性能を提供することができる。受信信号の到着角度は
、上記アレイの素子の電圧から決定されることができる
。統合されたミキサを有する簡単な素子が使用されるこ
とができるように、付加的な反射面が上記アレイに対す
る局部発振出力の直接的な注入を許すために提供される
ことができる。
範囲を提供することができ、且つ仰角に於いて特定され
た性能を提供することができる。受信信号の到着角度は
、上記アレイの素子の電圧から決定されることができる
。統合されたミキサを有する簡単な素子が使用されるこ
とができるように、付加的な反射面が上記アレイに対す
る局部発振出力の直接的な注入を許すために提供される
ことができる。
重要な態様は、方向的な情報を提供するための素子の平
面アレイを使用する全方向性アンテナを生成するための
屈折及び反射面の配列である。
面アレイを使用する全方向性アンテナを生成するための
屈折及び反射面の配列である。
他の重要な態様は、付加的なレフレクタの使用方法にあ
り、局部発振出力の注入のために供給する。
り、局部発振出力の注入のために供給する。
そのような配列は、ミリ波システムのために特に適当で
ある。
ある。
[発明の実施例1
以下図面を参照して本光明の一実施例を説明する。第2
図は、例えば光学的に平坦な、例えば1/10波長のセ
ラミック又はプラスチック物質でさえある誘電体物質の
アンテナを示している。上記アンテナは、一つの誘電体
ボディ3を構成するレンズ1とレフレクタ2との組合せ
を含む。上記レンズ1は垂直断面で長円であり、レフレ
クタ2は円錐形である。光4!!4は水平イメージ面5
上に焦点し、この面には、ダイポール素子の表面、この
場合平面のアレイが配列されている。光線が図示のよう
にレフレクタ錐面2の内側に入るように光線が十分に下
方に向けられるように、上記仰角長円の軸は傾けられて
いる。上記錐2の角度は、反射された光線4が上記水平
イメージ面5上に焦点されるように選択されている。上
記反射及び屈折面は両方とも、その而5の焦点を最適化
するような仰角で形作られることができる。その上、ε
が適当な焦点を得るために4以上であるべきであるとい
う状態が緩和される。
図は、例えば光学的に平坦な、例えば1/10波長のセ
ラミック又はプラスチック物質でさえある誘電体物質の
アンテナを示している。上記アンテナは、一つの誘電体
ボディ3を構成するレンズ1とレフレクタ2との組合せ
を含む。上記レンズ1は垂直断面で長円であり、レフレ
クタ2は円錐形である。光4!!4は水平イメージ面5
上に焦点し、この面には、ダイポール素子の表面、この
場合平面のアレイが配列されている。光線が図示のよう
にレフレクタ錐面2の内側に入るように光線が十分に下
方に向けられるように、上記仰角長円の軸は傾けられて
いる。上記錐2の角度は、反射された光線4が上記水平
イメージ面5上に焦点されるように選択されている。上
記反射及び屈折面は両方とも、その而5の焦点を最適化
するような仰角で形作られることができる。その上、ε
が適当な焦点を得るために4以上であるべきであるとい
う状態が緩和される。
この配列のさらなる効果は、凹面からの反射が第1図の
基本的な円形レンズ以上に改良された焦点を生じさせる
ということである。これは、(光線の下方への移動では
ない)限定二次元の場合のために簡単な計等から見られ
ることができる。
基本的な円形レンズ以上に改良された焦点を生じさせる
ということである。これは、(光線の下方への移動では
ない)限定二次元の場合のために簡単な計等から見られ
ることができる。
上記レンズの中心からクロスオーバの位@(℃)は、数
値を求められる。d/Rの関数としてのl/Rのプロッ
トが、2つのεの値のため及び種々のR−/Hの値のた
めに第3図に示されている。
値を求められる。d/Rの関数としてのl/Rのプロッ
トが、2つのεの値のため及び種々のR−/Hの値のた
めに第3図に示されている。
但しR−は、反射内の半径である。水平直線が完全な焦
点に対応し、反射を有するプロット(第2図の実施例に
対応する第3図(B))が、反射を有しないそれら(第
1図及び第3図(A))よりも接近した状態に近、付く
。
点に対応し、反射を有するプロット(第2図の実施例に
対応する第3図(B))が、反射を有しないそれら(第
1図及び第3図(A))よりも接近した状態に近、付く
。
幅広い仰角適用範囲を許すために、上記レンズは、仰角
範囲の異なった部分のため分離したアレイ平面を有する
断面で作られることができ、例えば上及び下半分が正の
及び負の仰角を別々に扱うことができる。
範囲の異なった部分のため分離したアレイ平面を有する
断面で作られることができ、例えば上及び下半分が正の
及び負の仰角を別々に扱うことができる。
第4図は、第2図の基本的なレンズに対する改良を示し
ている。改良されたアンテナはカスプ形レフレクタ10
を持っている。このレフレクタは、光線4と干渉せず、
TM01モードのホーン11からの局部発振出力を焦点
する。他の点ではこのアンテナは、第2図に述べられた
ようなアンテナと同祿のものである。これは、局部発振
(LO)出力が素子に供給させることを許す。これは、
LO注入のこの形を使用するアレイの使用を許す・TM
01モードを維持する単一ホーン11は、図示のよう、
な中心円錐形(カスプ状)レフレクタ10を照らすため
に使用される。TMO’1モードは、ボアサイ1−上で
ゼロを有する円形的に対称のパターンを生じさせる。上
記レフレクタ10は、アレイ平面の環状の素子にLOエ
ネルギを向けるように形作られる。
ている。改良されたアンテナはカスプ形レフレクタ10
を持っている。このレフレクタは、光線4と干渉せず、
TM01モードのホーン11からの局部発振出力を焦点
する。他の点ではこのアンテナは、第2図に述べられた
ようなアンテナと同祿のものである。これは、局部発振
(LO)出力が素子に供給させることを許す。これは、
LO注入のこの形を使用するアレイの使用を許す・TM
01モードを維持する単一ホーン11は、図示のよう、
な中心円錐形(カスプ状)レフレクタ10を照らすため
に使用される。TMO’1モードは、ボアサイ1−上で
ゼロを有する円形的に対称のパターンを生じさせる。上
記レフレクタ10は、アレイ平面の環状の素子にLOエ
ネルギを向けるように形作られる。
第5図は、アンテナが長円レンズ30を持っている他の
実施例の垂直断面を示している。この図に於いて、31
及び32は受信平行光線を示しており、X−Xは上記長
円の軸を示している。垂直断面で示された双曲線レフレ
クタ33は、Flで垂直焦点線35(実際には想像上の
円形面)と交差する34(実際には円錐形の想像上の面
)に軸を持っている。
実施例の垂直断面を示している。この図に於いて、31
及び32は受信平行光線を示しており、X−Xは上記長
円の軸を示している。垂直断面で示された双曲線レフレ
クタ33は、Flで垂直焦点線35(実際には想像上の
円形面)と交差する34(実際には円錐形の想像上の面
)に軸を持っている。
双曲線断面レフレクタの機能は、flがflより大きい
ように(fl−fsのための)平面断面を持つだろうも
のよりも、レフレクタからさらに離れたF2を駆動する
ことである。
ように(fl−fsのための)平面断面を持つだろうも
のよりも、レフレクタからさらに離れたF2を駆動する
ことである。
仮想の焦点835は、双曲線軸34に対して直角ではな
い。仰角が走査されるならば、上記配列が選択された仰
角のため、即ち狭い範囲の仰角のために好ましくされる
ような、焦点ぼけが生ずる。
い。仰角が走査されるならば、上記配列が選択された仰
角のため、即ち狭い範囲の仰角のために好ましくされる
ような、焦点ぼけが生ずる。
第6図は、本発明に従ったアンテナの他の実施例を示し
ている。長円であるレンズ40は、双曲線レフレクタ4
2で光線41を屈折させる。双曲線軸43は、45で長
円40の焦点線44と交差し、局部発振注入ホーン46
は、焦点面47に素子アレイと隣接して置かれている。
ている。長円であるレンズ40は、双曲線レフレクタ4
2で光線41を屈折させる。双曲線軸43は、45で長
円40の焦点線44と交差し、局部発振注入ホーン46
は、焦点面47に素子アレイと隣接して置かれている。
この配列の効果は、素子がお互いに接近され、信号接続
が容易に提供されることができるようにレンズ・システ
ムの底に素子があり、且つ局部発振供給が背面供給テク
ニックによって提供されることができるということであ
る。
が容易に提供されることができるようにレンズ・システ
ムの底に素子があり、且つ局部発振供給が背面供給テク
ニックによって提供されることができるということであ
る。
以上のことは、擬光学システムとしてアンテナを考えて
いる。即ち、電磁エネルギの光線が、それらが真の光学
システムに於ける光線であるかのように、考えられてい
る。レンズ直径は、この類推に当はめるためには、約1
0波長以上であることが必要である。
いる。即ち、電磁エネルギの光線が、それらが真の光学
システムに於ける光線であるかのように、考えられてい
る。レンズ直径は、この類推に当はめるためには、約1
0波長以上であることが必要である。
アンテナは普通、光学的に不透明であるだろう。
表面の“光学的”精度は、約1/10波長であることが
必要であるだろう。
必要であるだろう。
参照されたアレイの素子は、異なった素子が異なった方
向からの光線を受信し、この故にアンテナに関して方向
情報を提供するように配列されることが好ましい。従っ
て、20のビームのためには、20の素子があるだろう
。
向からの光線を受信し、この故にアンテナに関して方向
情報を提供するように配列されることが好ましい。従っ
て、20のビームのためには、20の素子があるだろう
。
素子信号即ち受信電磁波と注入局部発振とは、中間周波
数を提供するためにミックスされるだろう。
数を提供するためにミックスされるだろう。
[発明の効果]
以上詳述したように本発明によれば、安価で。
小さな、転位な一個のレンズから方位角で360゜まで
をカバーする多数の独立したビームを生成するアンテナ
を提供することができる。
をカバーする多数の独立したビームを生成するアンテナ
を提供することができる。
第1図(a)乃至(C)はそれぞれ従来のアンテナを説
明するための図、第2図は本発明の一実施例に従った全
方向性アンテナの垂直断面図、第3図(A)及び(B)
はそれぞれ第1図(a)及び第2図のアンテナのそれぞ
れの性能を示す焦点図、第4図は第2図のアンテナの改
良を示す図、第5図及び第6図は本発明の他の実施例を
示す図である。 1.30.40・・・長円レンズ 2,10,33.4
2・・・レフレクタ 11.46・・・ホーン
明するための図、第2図は本発明の一実施例に従った全
方向性アンテナの垂直断面図、第3図(A)及び(B)
はそれぞれ第1図(a)及び第2図のアンテナのそれぞ
れの性能を示す焦点図、第4図は第2図のアンテナの改
良を示す図、第5図及び第6図は本発明の他の実施例を
示す図である。 1.30.40・・・長円レンズ 2,10,33.4
2・・・レフレクタ 11.46・・・ホーン
Claims (7)
- (1)誘電体レンズと、表面アレイを供給するように配
列された上記レンズと協働するレフレクタ配列とを具備
する電磁無線用の全方向性アンテナ。 - (2)上記アレイに局部発振出力を注入するための注入
手段を具備する特許請求の範囲第1項に記載の全方向性
アンテナ。 - (3)前記注入手段は、前記アレイの素子の環に、ソー
スからの局部発振出力を反射するように配列されたカス
プ状レフレクタを具備する特許請求の範囲第2項に記載
の全方向性アンテナ。 - (4)上記レンズは仰角長円と円錐形レフレクタとを具
備し、上記長円の軸は受信光線が上記円錐形レフレクタ
の内側に入るように、上記レンズの真下のレフレクタで
上記受信光線が下方に向けられるように傾かされている
特許請求の範囲第1項に記載の全方向性アンテナ。 - (5)上記レンズは、断面で仰角範囲の異なった部分の
ための分離したアレイ平面を有して作られる特許請求の
範囲第1項に記載の全方向性アンテナ。 - (6)上記レフレクタは、上記レンズの仮想焦点線の前
に置かれた双曲線垂直部を有している特許請求の範囲第
1項に記載の全方向性アンテナ。 - (7)回転的に対称な誘電体レンズと、これと協働する
回転的に対称な反射面と、上記結合されたレンズ及び反
射面の表面的な焦点に配列された素子の表面アレイとを
具備するミリ波電磁光線用の全方向性アンテナ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8520815 | 1985-08-20 | ||
GB8520815 | 1985-08-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62110303A true JPS62110303A (ja) | 1987-05-21 |
Family
ID=10584038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61195145A Pending JPS62110303A (ja) | 1985-08-20 | 1986-08-20 | 全方向性アンテナ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0212963A3 (ja) |
JP (1) | JPS62110303A (ja) |
IL (1) | IL79773A0 (ja) |
Families Citing this family (6)
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---|---|---|---|---|
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CN101427486B (zh) | 2006-05-23 | 2013-06-19 | 英特尔公司 | 具有定向天线和一个或多个毫米波反射器的毫米波通信*** |
EP2025045B1 (en) | 2006-05-23 | 2011-05-11 | Intel Corporation | Chip-lens array antenna system |
US8320942B2 (en) | 2006-06-13 | 2012-11-27 | Intel Corporation | Wireless device with directional antennas for use in millimeter-wave peer-to-peer networks and methods for adaptive beam steering |
EP3352294B1 (en) * | 2009-08-28 | 2020-07-15 | Ericsson WiFi Inc. | Vault antenna for wlan or cellular application |
EP4091215A1 (en) * | 2020-01-17 | 2022-11-23 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Mmwave dielectric waveguide beam former/redirector |
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JPS51144150A (en) * | 1975-06-05 | 1976-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Non-directional antenna |
US4333082A (en) * | 1980-03-31 | 1982-06-01 | Sperry Corporation | Inhomogeneous dielectric dome antenna |
Family Cites Families (4)
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FR2334216A1 (fr) * | 1975-12-05 | 1977-07-01 | Thomson Csf | Antenne omnidirectionnelle a large bandepassante |
DE2614133C3 (de) * | 1976-04-01 | 1978-10-26 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Dielektrische Kugellinsenantenne |
US4682179A (en) * | 1985-05-03 | 1987-07-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Omnidirectional electromagnetic lens |
-
1986
- 1986-08-18 EP EP86306363A patent/EP0212963A3/en not_active Withdrawn
- 1986-08-19 IL IL79773A patent/IL79773A0/xx unknown
- 1986-08-20 JP JP61195145A patent/JPS62110303A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IL79773A0 (en) | 1986-11-30 |
EP0212963A3 (en) | 1988-08-10 |
EP0212963A2 (en) | 1987-03-04 |
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