JP2001267835A - Circularly polarized wave microstrip antenna and cross polarization component reducing method to be used for the antenna - Google Patents
Circularly polarized wave microstrip antenna and cross polarization component reducing method to be used for the antennaInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パッチ素子に給電
線を介してハイブリッドカップラ回路が接続された円偏
波マイクロストリップアンテナに係り、特に交差偏波成
分を低減するのに好適な円偏波マイクロストリップアン
テナ及び同アンテナに適用される交差偏波成分低減方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circularly polarized microstrip antenna in which a hybrid coupler circuit is connected to a patch element via a feed line, and more particularly to a circularly polarized wave suitable for reducing cross-polarized components. The present invention relates to a microstrip antenna and a cross-polarization component reduction method applied to the antenna.
【0002】[0002]
【従来の技術】円偏波を放射する従来の円偏波マイクロ
ストリップアンテナ(円偏波パッチアンテナ)につい
て、図1を参照して説明する。なお、図1は後述するよ
うに本発明の一実施形態に係る円偏波マイクロストリッ
プアンテナを示したものであるが、従来の円偏波マイク
ロストリップアンテナと基本構成は変わらないため、当
該従来の円偏波マイクロストリップアンテナの説明に図
1を援用している。2. Description of the Related Art A conventional circularly polarized microstrip antenna (circularly polarized patch antenna) that radiates circularly polarized waves will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a circularly polarized microstrip antenna according to an embodiment of the present invention as described later. However, since the basic configuration is the same as that of a conventional circularly polarized microstrip antenna, FIG. 1 is referred to for the description of the circularly polarized microstrip antenna.
【0003】一般に円偏波マイクロストリップアンテナ
は、基板10上に、円偏波を放射するパッチ素子11
と、当該パッチ素子11と第1の給電点A′で接続され
る第1の給電線12Aと、当該パッチ素子11と第2の
給電点B′で接続される第2の給電線12Bと、一端側
に第1のポートA及び第2のポートBを有し、他端側で
給電線12A,12Bと接続されるハイブリッドカップ
ラ回路13とを備えて構成される。[0003] Generally, a circularly polarized microstrip antenna is provided on a substrate 10 with a patch element 11 for radiating circularly polarized waves.
A first power supply line 12A connected to the patch element 11 at a first power supply point A ', a second power supply line 12B connected to the patch element 11 at a second power supply point B', One end has a first port A and a second port B, and the other end has a hybrid coupler circuit 13 connected to the power supply lines 12A and 12B.
【0004】図1の円偏波マイクロストリップアンテナ
では、送信信号が(送信ポートとしての)例えばポート
Aより入力された場合、当該送信信号はハイブリッドカ
ップラ回路13によって給電点A′,B′に振幅比1:
1、位相差0゜:90゜に分配されてパッチ素子11を
励振し、送信電波が右旋円偏波として放射されるのが一
般的である。ここでは、送信信号が上記とは逆にポート
Bより入力された場合には、送信電波が左旋円偏波とし
て放射される。また、図1の円偏波マイクロストリップ
アンテナでは、パッチ素子11での受信電波が送信電波
と逆方向に回転する円偏波の場合、その受信信号は、ポ
ートA,Bのうち送信信号の入力ポート(送信ポート)
とは異なるポート(受信ポート)から出力される。In the circularly polarized microstrip antenna shown in FIG. 1, when a transmission signal is input from, for example, port A (as a transmission port), the transmission signal is amplified by the hybrid coupler circuit 13 to feed points A 'and B'. Ratio 1:
1, the phase difference is distributed to 0 °: 90 ° to excite the patch element 11, and the transmission radio wave is generally radiated as right-handed circularly polarized wave. Here, when the transmission signal is input from the port B, contrary to the above, the transmission radio wave is radiated as a left-handed circularly polarized wave. In the case of the circularly polarized microstrip antenna shown in FIG. 1, when the radio wave received by the patch element 11 is a circularly polarized wave that rotates in the opposite direction to the transmitted radio wave, the received signal is the input signal of the port A or B which is the input of the transmitted signal. Port (transmission port)
Output from a different port (reception port).
【0005】上記したように、従来の円偏波マイクロス
トリップアンテナでは、2つの給電点での振幅比と位相
差とが、1:1と0゜:90゜となるように設定される
のが一般的であった。[0005] As described above, in the conventional circularly polarized microstrip antenna, the amplitude ratio and the phase difference at the two feeding points are set to be 1: 1 and 0 °: 90 °. Was common.
【0006】ところが、このような従来の円偏波マイク
ロストリップアンテナ構成では、パッチ素子の2つの給
電点間に電気的結合が生じて、交差偏波成分の増加を招
いていた。このため、送信及び受信利得を低下させる原
因となっていた。また、異なる受信チャンネルに交差偏
波を用いる偏波共用を行う場合、不要なチャンネルの受
信信号を増加させていた。更に、この信号を阻止するフ
ィルタの阻止量を増加させるため、フィルタ設計を困難
なものとしていた。However, in such a conventional circularly polarized microstrip antenna configuration, electrical coupling occurs between the two feeding points of the patch element, causing an increase in the cross polarization component. For this reason, transmission and reception gains have been reduced. In addition, when performing polarization sharing using cross polarization for different reception channels, the number of reception signals of unnecessary channels is increased. Further, since the amount of rejection of the filter that blocks this signal is increased, designing the filter is difficult.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の円偏波マイクロストリップアンテナでは、2つの給電
点での振幅比と位相差とが、1:1と0゜:90゜とな
るように設定していても、送信及び受信利得が低下する
問題と、偏波共用を行う場合に不要なチャンネルの受信
信号を阻止するフィルタの設計を困難とする問題とがあ
った。As described above, in the conventional circularly polarized microstrip antenna, the amplitude ratio and the phase difference at the two feeding points are 1: 1 and 0 °: 90 °. However, there is a problem that the transmission and reception gains are reduced even if the setting is made, and that it is difficult to design a filter that blocks a reception signal of an unnecessary channel when performing polarization sharing.
【0008】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
でその目的は、2つの給電点での所定のパラメータを変
更するだけで交差偏波成分を低減して、送信及び受信利
得の改善を図ることができる円偏波マイクロストリップ
アンテナ及び同アンテナに適用される交差偏波成分低減
方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce the cross-polarization component only by changing predetermined parameters at two feeding points to improve transmission and reception gains. An object of the present invention is to provide a circularly polarized microstrip antenna which can be achieved and a method for reducing cross polarized components applied to the antenna.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、パッチ素子
と、このパッチ素子と第1の給電点で接続される第1の
給電線と、このパッチ素子と第2の給電点で接続される
第2の給電線と、一端側に第1及び第2のポートを有
し、他端側で上記第1及び第2の給電線と接続されるハ
イブリッドカップラ回路とを備えた円偏波マイクロスト
リップアンテナにおいて、上記第1及び第2の給電点で
の入力振幅比が交差偏波成分の電力を相殺する方向に
1:1からずらして設定される構造を備えたことを特徴
とする。ここで、入力振幅比を1:1からずらすには、
上記第1及び第2の給電線の形状、例えば太さまたは長
さの少なくとも一方が、交差偏波成分の電力を相殺する
分だけ非対称な構造を適用すればよい。According to the present invention, a patch element, a first feed line connected to the patch element at a first feeding point, and a patch element connected to the patch element at a second feeding point. A circularly polarized microstrip comprising: a second feeder line; and a hybrid coupler circuit having first and second ports on one end and connected to the first and second feeders on the other end. The antenna is characterized in that the input amplitude ratio at the first and second feed points is shifted from 1: 1 in a direction to cancel out the power of the cross-polarization component. Here, to shift the input amplitude ratio from 1: 1
What is necessary is just to apply the structure in which the shape of the said 1st and 2nd feeder lines, for example, at least one of a thickness or a length, is asymmetrical by the amount which offsets the electric power of a cross polarization component.
【0010】このような構成の円偏波マイクロストリッ
プアンテナでは、2つの給電点での入力振幅比(つまり
電力の分配比)が、従来の1:1から、交差偏波成分の
電力を相殺する方向に、つまり交差偏波成分の電力に相
当する分だけずらされることから、交差偏波成分を減少
することが可能となる。これにより、漏れ込んだ信号を
阻止するフィルタの阻止量を減少させることが可能とな
るため、フィルタ設計が容易となる。In the circularly polarized microstrip antenna having such a configuration, the input amplitude ratio (that is, the power distribution ratio) at the two feeding points cancels the cross-polarized component power from the conventional 1: 1 ratio. Since it is shifted in the direction, that is, by an amount corresponding to the power of the cross polarization component, it becomes possible to reduce the cross polarization component. This makes it possible to reduce the amount of rejection of the filter that blocks the leaked signal, thereby facilitating filter design.
【0011】また、入力振幅比が交差偏波成分の電力を
相殺する方向に1:1からずらして設定される構造に代
えて、上記第1及び第2の給電点での位相差が交差偏波
成分の電力を相殺する方向に0゜:90゜からずらして
設定される構造を適用することも可能である。ここで、
位相差を0゜:90゜からずらすには、上記パッチ素子
の中心と上記第1の給電点とを結ぶ線と上記パッチ素子
の中心と上記第2の給電点とを結ぶ線とのなす角度が交
差偏波成分の電力を相殺する分だけ、上記第1及び第2
の給電点での位相差が0゜:90゜からずれる位置に、
上記第1及び第2の給電点が設定される構造を適用する
ばよい。Further, instead of the structure in which the input amplitude ratio is set to be shifted from 1: 1 in the direction to cancel the power of the cross polarization component, the phase difference between the first and second feed points is changed to the cross polarization. It is also possible to apply a structure that is set so as to be shifted from 0 °: 90 ° in a direction to cancel the power of the wave component. here,
To shift the phase difference from 0 °: 90 °, an angle formed by a line connecting the center of the patch element and the first feeding point and a line connecting the center of the patch element and the second feeding point. Cancels the power of the cross-polarization component, the first and second
At a position where the phase difference at the feeding point of
What is necessary is just to apply the structure in which the said 1st and 2nd feeding point is set.
【0012】なお、以上の装置(円偏波マイクロストリ
ップアンテナ)に係る本発明は方法(円偏波マイクロス
トリップアンテナに適用される交差偏波成分低減方法)
に係る発明としても成立する。The present invention relating to the above apparatus (circularly polarized microstrip antenna) is a method (cross polarized component reduction method applied to a circularly polarized microstrip antenna).
The invention also holds as the invention according to the above.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に
係る円偏波マイクロストリップアンテナの外観を示す斜
視図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a circularly polarized microstrip antenna according to one embodiment of the present invention.
【0014】図1において、導電性の地板10aに重ね
られた絶縁性基板10上には、例えば円形のパッチ素子
11と、当該パッチ素子11と第1の給電点A′で接続
される第1の給電線12Aと、当該パッチ素子11と第
2の給電点B′で接続される第2の給電線12Bと、一
端側に第1のポートA及び第2のポートBを有し、他端
側で給電線12A,12Bと接続されるハイブリッドカ
ップラ回路13とが形成されている。パッチ素子11、
給電線12A,12B及びハイブリッドカップラ回路1
3は、基板10上に積層された銅箔の該当部分以外をマ
スク技術とエッチング技術とにより除去することで形成
される。ここでは、耐食性と導電性の向上のため、上記
該当部分に金メッキを施してある。In FIG. 1, for example, a circular patch element 11 and a first power supply point A 'connected to the patch element 11 are formed on an insulating substrate 10 superposed on a conductive ground plate 10a. , A second power supply line 12B connected to the patch element 11 at a second power supply point B ′, a first port A and a second port B on one end side, and the other end. A hybrid coupler circuit 13 connected to the power supply lines 12A and 12B on the side is formed. Patch element 11,
Power supply lines 12A, 12B and hybrid coupler circuit 1
3 is formed by removing portions other than the corresponding portions of the copper foil laminated on the substrate 10 by a mask technique and an etching technique. Here, in order to improve the corrosion resistance and the conductivity, the above-mentioned portions are plated with gold.
【0015】図1の円偏波マイクロストリップアンテナ
の特徴は、後述するように、給電点A′,B′での信号
の振幅比が1:1からずれている点にある。The feature of the circularly polarized microstrip antenna shown in FIG. 1 is that the signal amplitude ratio at the feeding points A 'and B' deviates from 1: 1 as described later.
【0016】ここで図1の円偏波マイクロストリップア
ンテナでの円偏波発生の原理について、特公平1−29
082号公報の記載(第2頁左欄第12行〜同頁右欄第
19行)を参考に、図2を参照して説明する。Here, the principle of circularly polarized wave generation in the circularly polarized microstrip antenna shown in FIG.
The description will be made with reference to FIG. 2 with reference to the description in JP 082 (page 12, left column, line 12 to the same page, right column, line 19).
【0017】まず、図2(a)に示す円偏波マイクロス
トリップアンテナのパッチ素子11の給電点A′,B′
にそれぞれ90゜の位相差(0゜:90゜)を有する等
振幅(つまり入力振幅比が1:1)電力を供給して、当
該アンテナのパッチ素子11から円偏波を得るものとす
る。図中、Cはアンテナ中心点(パッチ素子11の中
心)であり、CA′線とCB′線とのなす角度は90゜
である。First, feed points A 'and B' of the patch element 11 of the circularly polarized microstrip antenna shown in FIG.
Are supplied with equal-amplitude (that is, an input amplitude ratio of 1: 1) power having a phase difference of 90 ° (0 °: 90 °) to obtain a circularly polarized wave from the patch element 11 of the antenna. In the figure, C is the antenna center point (the center of the patch element 11), and the angle between the CA ′ line and the CB ′ line is 90 °.
【0018】ここで、最低次モード(第1次モード)を
所望モードとし、当該最低次モードで給電点A′を励振
した場合、パッチ素子11の表面電流分布は図2(b)
に示すようになる。また上記最低次モードで励振した場
合、最も影響力の大きい不要モード、即ち上記最低次モ
ードの固有共振周波数に最も近い固有共振周波数を有す
る不要モードは第2次高次モードであり、パッチ素子1
1はこの第2次高次モードによっても励振を受ける。こ
の第2次高次モードに基づくパッチ素子11の表面電流
分布は図2(c)のようになる。更にパッチ素子11は
上記不要高次モード(ここでは第2次高次モード)によ
って励振されることにより、2次的に逆起電力を誘起
し、当該逆起電力によって図2(d)に示すような表面
電流分布を発生する。Here, when the lowest-order mode (first-order mode) is set to a desired mode and the feeding point A 'is excited in the lowest-order mode, the surface current distribution of the patch element 11 is shown in FIG.
It becomes as shown in. When excited in the lowest-order mode, the unnecessary mode having the greatest influence, that is, the unnecessary mode having the natural resonance frequency closest to the natural resonance frequency of the lowest-order mode is the second higher-order mode.
1 is also excited by this second higher mode. FIG. 2C shows the surface current distribution of the patch element 11 based on the second higher-order mode. Further, the patch element 11 is excited by the unnecessary higher-order mode (here, the second higher-order mode) to induce a second back electromotive force, and the back electromotive force causes the back electromotive force to be shown in FIG. Such a surface current distribution is generated.
【0019】次に、上述した最低次モードで給電点B′
を励振した場合(但し、給電点A′の励振条件に対して
+90゜の位相差を持たせる)、パッチ素子11の表面
電流分布は図2(e)に示すようになる。ここで図2
(f)に、上記給電点B′の励振に基づいてパッチ素子
11に生じる(図2(c)に対応する)第2次高次モー
ドの表面電流分布を示し、図2(g)に、当該第2次高
次モードによって誘起(2次誘起)された(図2(d)
に対応する)最低次モードの表面電流分布を示す。Next, the feeding point B 'in the lowest order mode described above.
(However, a phase difference of + 90 ° is provided for the excitation condition of the feeding point A ′), the surface current distribution of the patch element 11 becomes as shown in FIG. Here, FIG.
FIG. 2F shows the surface current distribution of the second-order higher-order mode (corresponding to FIG. 2C) generated in the patch element 11 based on the excitation of the feed point B ′, and FIG. Induced (secondary induced) by the second higher-order mode (FIG. 2D)
2 shows the surface current distribution of the lowest mode.
【0020】上記給電点A′及びB′に対して上述した
励振を同時に施すことにより、パッチ素子11は原理的
には円偏波を発生する。By simultaneously applying the above-described excitation to the feeding points A 'and B', the patch element 11 generates a circularly polarized wave in principle.
【0021】ところが、上述の各表面電流分布の方向性
に着目した場合、図1(b)乃至(g)から明らかなよ
うに、所望モード(最低次モード)の表面電流分布(図
1(b),(e)参照)に基づく偏波(主偏波)の回転
方向と不要モード(第2次高次モード)によって誘起さ
れた所望モード(最低次モード)の表面電流分布(図1
(d),(g)参照)に基づく偏波の回転方向とは逆方
向になることが分かる。この逆方向に回転している偏波
成分が交差偏波成分であり、当該交差偏波成分が上記主
偏波成分(正円偏波成分)に障害を及ぼす。具体的に
は、交差偏波成分だけ正円偏波からずれて楕円偏波とな
る。However, when focusing on the directionality of each surface current distribution described above, as is apparent from FIGS. 1B to 1G, the surface current distribution in the desired mode (lowest mode) (FIG. 1B ), (E)), the surface current distribution of the desired mode (lowest mode) induced by the rotation direction of the polarization (main polarization) based on the unnecessary mode (second higher mode) (see FIG. 1).
It can be seen that the rotation direction is opposite to the rotation direction of the polarization based on (d) and (g)). The polarization component rotating in the opposite direction is the cross polarization component, and the cross polarization component affects the main polarization component (circular polarization component). Specifically, the polarization is shifted from the circular polarization by the cross-polarization component and becomes the elliptical polarization.
【0022】本実施形態では、この交差偏波成分に相当
する電力分、つまり不要モード(第2次高次モード)に
よって誘起された逆起電力分だけ、給電点A′,B′で
の入力振幅比を1:1からずらすことで、交差偏波成分
の電力を相殺して、正円偏波が得られるようにしてい
る。In the present embodiment, only the power corresponding to the cross-polarized component, that is, the back electromotive force induced by the unnecessary mode (second higher-order mode), is input at the feeding points A 'and B'. By shifting the amplitude ratio from 1: 1, the power of the cross-polarization component is canceled, and a circular polarization can be obtained.
【0023】図3(b)に、上記した本実施形態に係る
円偏波マイクロストリップアンテナとは異なって、給電
点A′,B′での入力振幅比が従来と同様に1:1とな
るようにした場合の円偏波マイクロストリップアンテナ
のビームパターン(放射パターン)例を示す。つまり図
3(b)は、送信信号を例えばポートAより入力し、そ
の入力送信信号をハイブリッドカップラ回路13と給電
線12A,12Bとによって給電点A′,B′に対して
振幅比1:1、位相差0゜:90゜に分配した場合にパ
ッチ素子11から放射されるビームパターン(放射パタ
ーン)を示している。図3(b)から明らかなように、
アンテナ正面方向(0゜方向)に−20dB程度の交差
偏波成分が存在する。FIG. 3B shows that, unlike the circularly polarized microstrip antenna according to the present embodiment, the input amplitude ratio at the feeding points A 'and B' is 1: 1 as in the conventional case. An example of a beam pattern (radiation pattern) of the circularly polarized microstrip antenna in such a case will be described. That is, in FIG. 3B, a transmission signal is input from, for example, a port A, and the input transmission signal is applied to the feeding points A ′ and B ′ by the hybrid coupler circuit 13 and the feeding lines 12A and 12B at an amplitude ratio of 1: 1. , And a beam pattern (radiation pattern) radiated from the patch element 11 when the light beam is distributed at a phase difference of 0 °: 90 °. As is clear from FIG.
There is a cross-polarization component of about −20 dB in the antenna front direction (0 ° direction).
【0024】このように従来の円偏波マイクロストリッ
プアンテナでは、比較的大きいレベルの交差偏波成分が
存在する。そこで本実施形態では、この交差偏波成分の
電力を相殺する方向に(交差偏波成分の電力に相当する
分だけ)給電点A′,B′での入力振幅比を1:1から
ずらすようにしている。As described above, the conventional circularly polarized microstrip antenna has a relatively large level of cross-polarized component. Therefore, in the present embodiment, the input amplitude ratios at the feeding points A ′ and B ′ are shifted from 1: 1 in a direction to offset the power of the cross polarization component (by an amount corresponding to the power of the cross polarization component). I have to.
【0025】図4に、給電点A′,B′での入力振幅比
を変化させた場合の、当該入力振幅比とアンテナ正面方
向(0゜方向)の交差偏波成分との関係を示す。なお、
給電点A′,B′での位相差は従来と同じ0゜:90゜
となるように設定されている。FIG. 4 shows the relationship between the input amplitude ratio and the cross polarization component in the antenna front direction (0 ° direction) when the input amplitude ratio at the feeding points A ′ and B ′ is changed. In addition,
The phase difference between the feeding points A 'and B' is set to be 0 °: 90 ° as in the conventional case.
【0026】同図から明らかなように、入力振幅比には
最適値が存在し、1:0.8の場合に交差偏波成分が最
も減少し、約−40dB程度となる。As can be seen from the figure, there is an optimum value for the input amplitude ratio, and when the input amplitude ratio is 1: 0.8, the cross polarization component is reduced most, and is about -40 dB.
【0027】そこで、給電点A′,B′での入力振幅比
を従来の1:1から1:0.8にずらし、位相差を従来
と同じ0゜:90゜とした場合にパッチ素子11から放
射されるビームパターン(放射パターン)を図3(a)
に示す。図3(b)と比較すれば明らかなように、アン
テナ正面方向(0゜方向)の交差偏波成分が、従来の入
力振幅比1:0.8の場合と比べて著しく減少している
(最も低い部分で−40dB以下)。Therefore, when the input amplitude ratio at the feeding points A 'and B' is shifted from 1: 1 in the prior art to 1: 0.8 and the phase difference is set to 0 °: 90 ° which is the same as in the prior art, the patch element 11 Fig. 3 (a) shows the beam pattern (radiation pattern) emitted from
Shown in As is clear from comparison with FIG. 3B, the cross-polarization component in the antenna front direction (0 ° direction) is significantly reduced as compared with the conventional input amplitude ratio of 1: 0.8 ( -40 dB or less at the lowest part).
【0028】ここで、給電点A′,B′での入力振幅比
を任意の値に設定するには、 (1)給電線12A,12Bの幅または長さの少なくと
も一方を変える、つまり給電線12A,12Bの形状を
非対称にする (2)給電線12A,12Bの一方(例えば給電線12
B側)に減衰器を設ける等の手法が適用可能である。Here, in order to set the input amplitude ratio at the feeding points A 'and B' to an arbitrary value, (1) Change at least one of the width and length of the feeding lines 12A and 12B, that is, the feeding lines (2) One of the power supply lines 12A and 12B (for example, the power supply line 12
A method such as providing an attenuator on the B side) is applicable.
【0029】なお、給電点A′,B′での入力振幅比を
変える(1:1からずらす)代わりに、位相差を0゜:
90゜から変えるようにしても、交差偏波成分を減らす
ことが可能である。また、入力振幅比と位相差の両方を
変えても構わない。ここで位相差を変える最も簡便な手
法は、給電点A′またはB′の位置を例えばパッチ素子
11の円周上で移動して、パッチ素子11の中心と給電
点A′とを結ぶ線とパッチ素子11の中心と給電点B′
とを結ぶ線とのなす角度を変えることである。Instead of changing the input amplitude ratio at the feeding points A 'and B' (shifting from 1: 1), the phase difference is changed to 0 °:
Even if the angle is changed from 90 °, the cross polarization component can be reduced. Further, both the input amplitude ratio and the phase difference may be changed. Here, the simplest method of changing the phase difference is to move the position of the feeding point A 'or B' on, for example, the circumference of the patch element 11, and to set a line connecting the center of the patch element 11 and the feeding point A '. Center of patch element 11 and feeding point B '
Is to change the angle between the line and the line connecting.
【0030】なお、以上に述べた実施形態では、パッチ
素子11が円形である場合について説明したが、本発明
は、他の形状(例えば正方形)のパッチ素子を用いた構
成の円偏波マイクロストリップアンテナでも、同様に適
用可能である。またパッチ素子11が1個の場合に限ら
ず、2個目のパッチ素子をスタックした構造の円偏波マ
イクロストリップアンテナにも適用可能である。但し、
交差偏波成分の低減に最適な入力振幅比は、前記実施形
態における1:0.8となるとは限らず、それぞれの形
状の円偏波マイクロストリップアンテナ毎に最適な入力
振幅比を設定する必要がある。このことは最適位相差に
ついても同様である。In the embodiment described above, the case where the patch element 11 is circular has been described. However, the present invention relates to a circularly polarized microstrip having a configuration using a patch element having another shape (for example, a square). The same applies to antennas. Further, the present invention is not limited to the case where the number of the patch elements 11 is one, and is also applicable to a circularly polarized microstrip antenna having a structure in which a second patch element is stacked. However,
The optimum input amplitude ratio for reducing the cross-polarization component is not always 1: 0.8 in the above embodiment, and it is necessary to set the optimum input amplitude ratio for each circularly polarized microstrip antenna of each shape. There is. This is the same for the optimum phase difference.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、円
偏波マイクロストリップアンテナにおける2つの給電点
での入力振幅比、或いは位相差などの所定のパラメータ
が交差偏波成分の電力に相当する分だけ変更設定された
構成を適用するだけで、交差偏波成分を低減することが
できる。As described above in detail, according to the present invention, a predetermined parameter such as an input amplitude ratio or a phase difference at two feeding points in a circularly polarized microstrip antenna is used to control the power of the cross polarization component. The cross-polarization component can be reduced only by applying the configuration changed and set by a corresponding amount.
【図1】本発明の一実施形態に係る円偏波マイクロスト
リップアンテナの外観を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a circularly polarized microstrip antenna according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の円偏波マイクロストリップアンテナでの
円偏波発生の原理と交差偏波成分とを説明するための
図。FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of generation of circularly polarized waves and cross-polarized components in the circularly polarized microstrip antenna of FIG. 1;
【図3】同実施形態における円偏波マイクロストリップ
アンテナの放射パターンを、従来の円偏波マイクロスト
リップアンテナの放射パターンと対比して示す図。FIG. 3 is a view showing a radiation pattern of the circularly polarized microstrip antenna according to the embodiment in comparison with a radiation pattern of a conventional circularly polarized microstrip antenna.
【図4】円偏波マイクロストリップアンテナの給電点
A′,B′での入力振幅比を変化させた場合の、当該入
力振幅比とアンテナ正面方向(0゜方向)の交差偏波成
分との関係を示す図。FIG. 4 shows the relationship between the input amplitude ratio and the cross polarization component in the antenna front direction (0 ° direction) when the input amplitude ratio at the feeding points A ′ and B ′ of the circularly polarized microstrip antenna is changed. The figure which shows a relationship.
11…パッチ素子 12A,12B…給電線 13…ハイブリッドカップラ回路 A,B…ポート A′,B′…給電点 11: patch element 12A, 12B: power supply line 13: hybrid coupler circuit A, B: port A ', B': power supply point
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Claims (6)
給電点で接続される第1の給電線と、前記パッチ素子と
第2の給電点で接続される第2の給電線と、一端側に第
1及び第2のポートを有し、他端側で前記第1及び第2
の給電線と接続されるハイブリッドカップラ回路とを備
えた円偏波マイクロストリップアンテナにおいて、 前記第1及び第2の給電点での入力振幅比が交差偏波成
分の電力を相殺する方向に1:1からずらして設定され
る構造を備えたことを特徴とする円偏波マイクロストリ
ップアンテナ。A first power supply line connected to the patch element at a first power supply point; a second power supply line connected to the patch element at a second power supply point; Side has first and second ports, and the other end has the first and second ports.
In the circularly polarized microstrip antenna provided with the hybrid coupler circuit connected to the feed line of (1), the input amplitude ratio at the first and second feed points is set to 1: A circularly polarized microstrip antenna having a structure set to be shifted from 1.
給電点で接続される第1の給電線と、前記パッチ素子と
第2の給電点で接続される第2の給電線と、一端側に第
1及び第2のポートを有し、他端側で前記第1及び第2
の給電線と接続されるハイブリッドカップラ回路とを備
えた円偏波マイクロストリップアンテナにおいて、 前記第1及び第2の給電点での位相差が交差偏波成分の
電力を相殺する方向に0゜:90゜からずらして設定さ
れる構造を備えたことを特徴とする円偏波マイクロスト
リップアンテナ。2. A patch element, a first feed line connected to the patch element at a first feed point, a second feed line connected to the patch element at a second feed point, and one end. Side has first and second ports, and the other end has the first and second ports.
In the circularly-polarized microstrip antenna provided with the hybrid coupler circuit connected to the feed line of (1), the phase difference at the first and second feed points is 0 ° in a direction in which the power of the cross-polarized component cancels out. A circularly polarized microstrip antenna having a structure set to be shifted from 90 °.
の形状が、前記交差偏波成分の電力を相殺する分だけ非
対称に設定されたものであることを特徴とする請求項1
記載の円偏波マイクロストリップアンテナ。3. The structure according to claim 1, wherein the shapes of the first and second feeder lines are set asymmetrically by an amount that cancels out the power of the cross polarization component.
A circularly polarized microstrip antenna as described.
記第1の給電点とを結ぶ線と前記パッチ素子の中心と前
記第2の給電点とを結ぶ線とのなす角度が前記交差偏波
成分の電力を相殺する分だけ前記第1及び第2の給電点
での位相差が0゜:90゜からずれる位置に、前記第1
及び第2の給電点が設定されたものであることを特徴と
する請求項2記載の円偏波マイクロストリップアンテ
ナ。4. The structure according to claim 1, wherein an angle between a line connecting the center of the patch element and the first feeding point and a line connecting the center of the patch element and the second feeding point is the cross bias. The first and second power supply points are offset by a phase difference of 0 °: 90 ° by an amount corresponding to the offset of the power of the wave component.
3. The circularly polarized microstrip antenna according to claim 2, wherein the second feeding point is set.
給電点で接続される第1の給電線と、前記パッチ素子と
第2の給電点で接続される第2の給電線と、一端側に第
1及び第2のポートを有し、他端側で前記第1及び第2
の給電線と接続されるハイブリッドカップラ回路とを備
えた円偏波マイクロストリップアンテナに適用される交
差偏波成分低減方法において、 前記第1及び第2の給電点での入力振幅比を1:1から
ずらすことで、交差偏波成分の電力を相殺するようにし
たことを特徴とする円偏波マイクロストリップアンテナ
に適用される交差偏波成分低減方法。5. A patch element, a first feed line connected to the patch element at a first feed point, a second feed line connected to the patch element at a second feed point, and one end. Side has first and second ports, and the other end has the first and second ports.
A cross-polarization component reduction method applied to a circularly polarized microstrip antenna including a hybrid coupler circuit connected to a feed line of the first and second feed lines, wherein an input amplitude ratio at the first and second feed points is 1: 1. A cross-polarization component reduction method applied to a circularly-polarized microstrip antenna, wherein the power of the cross-polarization component is offset by shifting the power from the cross-polarization component.
給電点で接続される第1の給電線と、前記パッチ素子と
第2の給電点で接続される第2の給電線と、一端側に第
1及び第2のポートを有し、他端側で前記第1及び第2
の給電線と接続されるハイブリッドカップラ回路とを備
えた円偏波マイクロストリップアンテナに適用される交
差偏波成分低減方法において、 前記第1及び第2の給電点での位相差を0゜:90゜か
らずらすことで、交差偏波成分の電力を相殺するように
したことを特徴とする円偏波マイクロストリップアンテ
ナに適用される交差偏波成分低減方法。6. A patch element, a first feed line connected to the patch element at a first feed point, a second feed line connected to the patch element at a second feed point, and one end. Side has first and second ports, and the other end has the first and second ports.
A cross-polarization component reduction method applied to a circularly polarized microstrip antenna including a hybrid coupler circuit connected to a feed line of the first and second feed lines, wherein a phase difference between the first and second feed points is 0 °: 90. A cross-polarization component reduction method applied to a circularly-polarized microstrip antenna, wherein the power of the cross-polarization component is offset by shifting from ゜.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000077026A JP2001267835A (en) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Circularly polarized wave microstrip antenna and cross polarization component reducing method to be used for the antenna |
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- 2000-03-17 JP JP2000077026A patent/JP2001267835A/en not_active Abandoned
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