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JPH07202557A - Radical waveguide type beam tilt antenna equipment - Google Patents

Radical waveguide type beam tilt antenna equipment

Info

Publication number
JPH07202557A
JPH07202557A JP33671993A JP33671993A JPH07202557A JP H07202557 A JPH07202557 A JP H07202557A JP 33671993 A JP33671993 A JP 33671993A JP 33671993 A JP33671993 A JP 33671993A JP H07202557 A JPH07202557 A JP H07202557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductor
upper conductor
radial waveguide
motor
lower conductor
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.)
Pending
Application number
JP33671993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Sawada
寿 沢田
Hisao Iwasaki
久雄 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP33671993A priority Critical patent/JPH07202557A/en
Publication of JPH07202557A publication Critical patent/JPH07202557A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Waveguide Connection Structure (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To miniaturize a motor, to reduce the thickness of the whole of an antenna equipment, to reduce the power consumption, to improve the reliablity, and to reduce the cost by rotating and driving an upper conductor to a lower conductor to sufficiently drive the antenna with the motor of small torque and eliminating a need of rotary joints. CONSTITUTION:Different diameters are given to cylinders of an upper conductor 11 of a radial waveguide and a lower conductor 13 of a radial waveguide, and the cylinder part or the lower conductor 13 is inserted into that of the upper conductor 11. The peripheral wall part on the side face of the upper conductor 11 is provided with a recessed part 23, and that of the lower conductor 13 is provided with a projecting part 25, and the projecting part 25 is engaged with the recessed part 23 to freely rotatably connect the upper conductor 11 and the lower conductor 13, and a resonance cavity is formed inside. A motor 19 and the lower conductor 13 are fixed by a fixing plate 9, and a revolving shaft 7 of the motor 19 is fixed to a roll 5, and the roll is engaged with the side face of the upper conductor 11 to rotate the upper conductor 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ビームチルト付きの平
面アンテナに関し、特にラジアル導波路を用いたラジア
ル導波路型ビームチルトアンテナ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar antenna with a beam tilt, and more particularly to a radial waveguide type beam tilt antenna device using a radial waveguide.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般家庭で衛星放送を受信するためのア
ンテナとして、パラボラタイプや平面タイプなどの多種
多様なアンテナが発売されている。なかでも高効率なア
ンテナの1つとして、図9に示すラジアル導波路給電型
平面アンテナがある。この平面アンテナは給電回路に導
波管型のラジアル導波路71を用いているため、給電損
失が非常に少なく、アンテナ全体として非常に高い効率
を実現している。
2. Description of the Related Art As antennas for receiving satellite broadcasts in ordinary homes, various types of antennas such as parabola type and flat type have been put on the market. Among them, one of the highly efficient antennas is a radial waveguide feed type planar antenna shown in FIG. Since this planar antenna uses the waveguide type radial waveguide 71 in the feeding circuit, the feeding loss is very small and the antenna as a whole achieves very high efficiency.

【0003】上記のアンテナは衛星の方向にアンテナの
正面を向けていたが、家の壁にアンテナを取り付けて衛
星放送を受信するために、アンテナ素子の位相を制御す
ることによりビームを衛星の方向にチルトさせるビーム
チルト型のラジアル導波路給電型平面アンテナも開発さ
れている。
In the above antenna, the front of the antenna was directed toward the satellite, but in order to mount the antenna on the wall of the house and receive the satellite broadcast, the beam is directed toward the satellite by controlling the phase of the antenna element. A beam-tilt type radial waveguide-fed planar antenna that tilts to the side has also been developed.

【0004】また、新しい要求として、旅客機、船、列
車、自動車などの移動体での衛星放送受信が考えられて
おり、一例として、図10に示すようなビームチルト型
のラジアル導波路給電型平面アンテナを用いた受信装置
が考えられている。ビームチルト型のラジアル導波路給
電型平面アンテナを天頂に向けた状態で、方位角方向に
アンテナ全体をモータ75により回転させることによ
り、衛星方向にビームを向けることができる構成となっ
ている。
As a new requirement, satellite broadcasting reception by moving bodies such as passenger planes, ships, trains and automobiles is considered. As an example, a beam tilt type radial waveguide feed type plane as shown in FIG. 10 is used. A receiving device using an antenna has been considered. With the beam tilt type radial waveguide feed type planar antenna facing the zenith, the entire antenna is rotated by the motor 75 in the azimuth direction so that the beam can be directed to the satellite.

【0005】ここで問題となるのが、モータ75とロー
タリ・ジョイント79である。衛星方向にビームを向け
るために、重たいアンテナ全体を方位角方向に回転させ
なければならないため、トルクの大きいモータが必要に
なる。それにともないモータが大きくなるためアンテナ
の薄型化にはそぐわなくなり、また消費電力も多くな
る。
The problem here is the motor 75 and the rotary joint 79. A large torque motor is required because the entire heavy antenna must be rotated in azimuth to direct the beam towards the satellite. As a result, the motor becomes larger, which makes it unsuitable for making the antenna thinner, and also consumes more power.

【0006】さらに、アンテナ全体が回転するため、受
信信号を伝送するのに受信機との間にロータリ・ジョイ
ント79が必要となる。このロータリ・ジョイント79
は高周波を伝送するために精密な構造になっており、機
械的磨耗に弱く信頼性に欠けるため周期的に交換しなけ
ればならない。その上、ロータリ・ジョイント79は非
常に高価な部品であるため、装置全体として非常に高い
ものになるといった欠点があった。
Furthermore, since the entire antenna rotates, a rotary joint 79 is required between the antenna and the receiver to transmit the received signal. This rotary joint 79
Has a precise structure to transmit high frequencies, and is weak in mechanical wear and unreliable, so it must be replaced periodically. Moreover, since the rotary joint 79 is a very expensive part, it has a drawback that the entire apparatus becomes very expensive.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の衛星放送受信のための移動体用ラジアル導波路給電型
平面アンテナ装置においては、トルクの大きいモータが
必要となるため、モータが大型化し、アンテナ装置全体
として薄型化するのが困難であり、消費電力が増大する
といった欠点があった。また、ロータリ・ジョイントも
必要であるため、それ自体非常に高価な上、周期的に交
換が必要であるため、装置全体として非常に高い装置に
なるといった欠点があった。
As described above, in the conventional radial waveguide feed type planar antenna device for a mobile body for receiving satellite broadcasting, a motor having a large torque is required, so that the motor becomes large in size. However, it is difficult to reduce the thickness of the antenna device as a whole, and power consumption increases. In addition, since a rotary joint is also required, it is very expensive in itself, and periodical replacement is required, which results in a very expensive device as a whole.

【0008】本発明は、上記従来例の欠点を改善するた
めに発明されたもので、従来例のモータよりトルクの小
さいモータで十分駆動でき、かつロータリ・ジョイント
を必要としないため、モータの小型化、アンテナ装置全
体としての薄型化、消費電力の低下、信頼性の向上、コ
ストの低減などが可能なラジアル導波路型ビームチルト
アンテナ装置を提供することを目的とする。
The present invention has been invented in order to improve the drawbacks of the conventional example, and can be sufficiently driven by a motor having a torque smaller than that of the conventional example and does not require a rotary joint. It is an object of the present invention to provide a radial waveguide type beam tilt antenna device that can be reduced in thickness, thinned as a whole antenna device, reduced in power consumption, improved in reliability, and reduced in cost.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のラジアル導波路型ビームチルトアンテナ装置
は、上側面に放射素子が配設される上部導体と、この上
部導体と間隙を設けて対向して配設されてラジアル導波
路を形成する下部導体と、この下部導体に対して上部導
体を回動駆動する駆動手段とを有することを要旨とす
る。
In order to achieve the above object, a radial waveguide type beam tilt antenna device of the present invention is provided with an upper conductor having a radiating element on its upper side surface and a gap with the upper conductor. The gist of the present invention is to have a lower conductor that is disposed so as to face each other and forms a radial waveguide, and a drive unit that rotationally drives the upper conductor with respect to the lower conductor.

【0010】好ましくは、上部を放射素子の励振用開口
を備えた閉塞面とし、下部を開口部とした円筒形の上部
導体と、同上部導体の閉塞面の外側に設けられた放射素
子を備えた誘電体板と、下部を前記放射素子の給電手段
を略中央部に設けた閉塞面とし、上部を開口部とした円
筒形の下部導体と、前記上部導体と前記下部導体間に設
けられた、回転自在にして接続する接続手段と、前記上
部導体の側面に係合して同上部導体を回転させる回転手
段とを備えると良い。
Preferably, the upper part is a closed surface having an opening for exciting the radiation element, the lower part is an opening, and a cylindrical upper conductor is provided, and the radiation element is provided outside the closed surface of the upper conductor. A dielectric plate, and a cylindrical lower conductor whose lower part is a closed surface in which the power feeding means of the radiating element is provided in a substantially central part and whose upper part is an opening, and which is provided between the upper conductor and the lower conductor. It is preferable to include a connecting means for rotatably connecting and a rotating means for engaging the side surface of the upper conductor to rotate the upper conductor.

【0011】すなわち、アンテナ全体ではなく、ラジア
ル導波路の放射素子を備えた誘電体板を取り付けた上部
導体だけをモータ等を用いた回転手段で回転させるた
め、従来より小さいモータで十分回転でき、かつロータ
リ・ジョイントを必要としないため、モータの小型化、
アンテナ装置全体としての薄型化、消費電力の低下、信
頼性の向上、コストの低減などが可能となる。
That is, not the entire antenna but only the upper conductor having the dielectric plate provided with the radiation element of the radial waveguide is rotated by the rotating means using a motor or the like. Moreover, since a rotary joint is not required, downsizing of the motor,
It is possible to reduce the thickness of the antenna device as a whole, reduce power consumption, improve reliability, and reduce cost.

【0012】好ましくは、前記接続手段が、前記上部導
体及び前記下部導体の両円筒形を異なる直径にし、一方
の円筒の中に他方の円筒を挿入し、一方の円筒形の周壁
部に凹部を設け、他方の円筒形の周壁部に凸部を設け、
前記凹部に前記凸部を係合させて回転自在に構成すると
良い。
[0012] Preferably, the connecting means makes the upper conductor and the lower conductor both have different diameters, inserts the other cylinder into one cylinder, and forms a recess in the peripheral wall of the one cylinder. Providing a convex portion on the other cylindrical peripheral wall portion,
The convex portion may be engaged with the concave portion so as to be rotatable.

【0013】すなわち、一方の円筒形の周壁部に凹部状
の係合手段を設け、他方の円筒形の周壁部に凸部状の係
合手段を設けて、凹部に凸部を回転自在に係合させて上
部導体を支持するようにしており、従って上部導体を回
転自在にして下部導体に接続することが可能となる。
That is, the concave engaging means is provided on one cylindrical peripheral wall portion, and the convex engaging means is provided on the other cylindrical peripheral wall portion so that the convex portion is rotatably engaged with the concave portion. The upper conductors are joined together to support the upper conductor, so that the upper conductor can be rotatably connected to the lower conductor.

【0014】好ましくは、前記上部導体及び前記下部導
体の両円筒形を異なる直径にし、一方の円筒の中に他方
の円筒を挿入し、一方の円筒の閉塞面と他方の開口の先
端との間の接続部の隙間に電波吸収体を設けれと良い。
すなわち、前記接続手段で回転自在に接続した接続部の
隙間に電波吸収体を設けており、従って電波の漏洩を防
ぐことが可能となる。
Preferably, the cylindrical shapes of the upper conductor and the lower conductor have different diameters, the other cylinder is inserted into one cylinder, and the space between the closed surface of the one cylinder and the tip of the other opening. It is advisable to provide a radio wave absorber in the gap between the connection parts.
That is, since the radio wave absorber is provided in the gap between the connecting portions rotatably connected by the connecting means, it is possible to prevent radio wave leakage.

【0015】好ましくは、前記上部導体及び前記下部導
体の両円筒形を異なる直径にし、一方の円筒の中に他方
の円筒を挿入し、両円筒の周壁間、及び一方の円筒の閉
塞面と他方の開口の先端との間を所定の間隔とし、同円
筒の閉塞面と他方の開口の先端との間に誘電体を設け
て、同誘電体で前記上部導体を回転可能にして支持する
と共に、同誘電体が短絡面となるチョーク構造を構成す
ると良い。
Preferably, the cylindrical shapes of the upper conductor and the lower conductor have different diameters, the other cylinder is inserted into one cylinder, and the space between the peripheral walls of both cylinders and the closing surface of one cylinder and the other cylinder With a predetermined distance from the tip of the opening, a dielectric is provided between the closed surface of the cylinder and the tip of the other opening, and the upper conductor is rotatably supported by the dielectric, and It is advisable to construct a choke structure in which the same dielectric serves as a short-circuit surface.

【0016】すなわち、上部導体及び下部導体の両円筒
形を異なる直径にし、一方の円筒の中に他方の円筒を挿
入し、両円筒の周壁間、及び一方の円筒の閉塞面と他方
の開口の先端との間を所定の間隔とし、同円筒の閉塞面
と他方の開口の先端との間に誘電体を設けるようにして
あり、従って、誘電体で上部導体を回転可能にして支持
すると共に、同誘電体が短絡面となるチョーク構造を構
成して前記上部導体と前記下部導体とを接続することが
できるため、電波の漏洩を防ぐことが可能となる。
That is, the cylindrical shapes of the upper conductor and the lower conductor have different diameters, the other cylinder is inserted into the one cylinder, and the space between the peripheral walls of both cylinders and between the closed surface of the one cylinder and the opening of the other cylinder is set. There is a predetermined distance from the tip, and a dielectric is provided between the closing surface of the cylinder and the tip of the other opening. Therefore, the dielectric is used to rotatably support the upper conductor, Since the upper conductor and the lower conductor can be connected by forming a choke structure in which the same dielectric serves as a short-circuit surface, it is possible to prevent radio wave leakage.

【0017】好ましくは、前記接続手段が前記上部導体
と前記下部導体間に設けられたボール・ベアリングと、
接続部が外れないように保持する保持手段とを具備する
と良い。すなわち、上部導体と下部導体間にボール・ベ
アリングと接続部が外れないように保持する保持手段と
を設けるようにしており、従って、接続部が外れないよ
うにして上部導体を回転させることが可能となり、また
ボール・ベアリングの数を多くすることにより、接続部
からの電波の漏洩を防ぐことが可能となる。
Preferably, the connecting means is a ball bearing provided between the upper conductor and the lower conductor,
A holding means for holding the connecting portion so as not to come off may be provided. That is, the ball bearing and the holding means for holding the connection portion so as not to come off are provided between the upper conductor and the lower conductor, so that the upper conductor can be rotated with the connection portion not coming off. In addition, by increasing the number of ball bearings, it becomes possible to prevent the leakage of radio waves from the connecting portion.

【0018】[0018]

【作用】本発明のラジアル導波路型ビームチルトアンテ
ナ装置は、上側面に放射素子が配設される上部導体だけ
を、この上部導体と間隙を設けて対向して配設されてラ
ジアル導波路を形成する下部導体に対して回動駆動する
ことから、従来より小さいモータで十分回転でき、かつ
ロータリ・ジョイントを必要としないため、モータの小
型化、アンテナ装置全体としての薄型化、消費電力の低
下、信頼性の向上、コストの低減などが可能となる。
In the radial waveguide type beam tilt antenna apparatus of the present invention, only the upper conductor having the radiating element disposed on the upper side surface is disposed so as to face the upper conductor with a gap, and the radial waveguide is formed. Since it is driven to rotate with respect to the lower conductor to be formed, it can be sufficiently rotated by a motor smaller than conventional ones, and no rotary joint is required, so the motor is made smaller, the antenna device as a whole is made thinner, and power consumption is reduced. It is possible to improve reliability, reduce cost, and the like.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。実施例は特に移動体搭載用のラジアル
導波路型ビームチルトアンテナとして構成した例を示
す。図1は、本発明の第1の実施例を示す、ラジアル導
波路型ビームチルトアンテナ装置の放射素子の取付面を
示す平面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment particularly shows an example configured as a radial waveguide type beam tilt antenna for mounting on a moving body. FIG. 1 is a plan view showing a mounting surface of a radiating element of a radial waveguide type beam tilt antenna device showing a first embodiment of the present invention.

【0020】図1(a)に示すように、円形形状の誘電
体板1に複数の一点給電型の円偏波パッチアンテナ素子
3が多数配置されており、図1(b)の部分拡大図に示
すように各円偏波パッチアンテナ素子3には対向する円
周上に縮退分離用の凹部を給電点aに対して45度の角
度で対向して設けた形状とし、さらに、それぞれの円偏
波パッチアンテナ素子3の取り付けの向きを変え、同心
円上になるようにして複数段に配置し、円形形状の誘電
体板1の円周部に回転軸7と連動して回転するローラ5
を配置している。なお、図1に示す円偏波パッチアンテ
ナ素子3の形状及び数は一例であり、通常は非常に多く
の数の円偏波パッチアンテナ素子3が各々が異なる向き
に配設されて構成されており、これらは以下の説明にお
いても共通しているものである。
As shown in FIG. 1 (a), a plurality of single-point feed type circularly polarized patch antenna elements 3 are arranged on a circular dielectric plate 1, and a partially enlarged view of FIG. 1 (b). As shown in FIG. 3, each circularly polarized patch antenna element 3 has a shape in which recesses for degenerate separation are provided on the circumference facing each other at an angle of 45 degrees with respect to the feeding point a. The polarization patch antenna element 3 is mounted in a plurality of stages by changing the mounting direction so that the polarization patch antenna element 3 is concentrically arranged, and the roller 5 which rotates around the circumference of the circular dielectric plate 1 in conjunction with the rotary shaft 7.
Are arranged. The shape and number of the circularly polarized wave patch antenna elements 3 shown in FIG. 1 are examples, and normally, a very large number of circularly polarized wave patch antenna elements 3 are arranged in different directions. However, these are common in the following description.

【0021】図2は、図1のラジアル導波路型ビームチ
ルトアンテナ装置の側面からみた構成図である。ラジア
ル導波路の上部導体11は、上部を円偏波パッチアンテ
ナ素子3の励振用開口を備えた閉塞面とし、下部を開口
部とした円筒形に形成し、上部導体11の閉塞面の外側
に円偏波パッチアンテナ素子3を備えた誘電体板1を取
り付け、円偏波パッチアンテナ素子3の励振ピン15を
励振用開口を通して上部導体11の内側に挿入してい
る。
FIG. 2 is a side view of the radial waveguide type beam tilt antenna device of FIG. The upper conductor 11 of the radial waveguide is formed in a cylindrical shape having an upper portion as a closed surface having an excitation opening for the circularly polarized patch antenna element 3 and a lower portion as an opening, and is formed outside the closed surface of the upper conductor 11. The dielectric plate 1 provided with the circular polarization patch antenna element 3 is attached, and the excitation pin 15 of the circular polarization patch antenna element 3 is inserted inside the upper conductor 11 through the excitation opening.

【0022】ラジアル導波路の下部導体13は、下部を
円偏波パッチアンテナ素子3の給電ピン21を略中央部
に設けた閉塞面とし、上部を開口部とした円筒形に形成
している。ラジアル導波路を給電するコネクタ17は下
部導体13の略中央部の外側に取り付けられており、下
部導体13に設けられた開口を介して給電ピン21と接
続し受信信号を出力できるようにしている。
The lower conductor 13 of the radial waveguide is formed in a cylindrical shape having a lower surface as a closed surface provided with the feeding pin 21 of the circularly polarized wave patch antenna element 3 in a substantially central portion and an upper portion as an opening. The connector 17 for feeding the radial waveguide is attached to the outside of the substantially central portion of the lower conductor 13, and is connected to the feeding pin 21 through an opening provided in the lower conductor 13 so that a reception signal can be output. .

【0023】上部導体11及び下部導体13の両円筒形
を異なる直径にし、上部導体11の円筒部の中に下部導
体13の円筒部を挿入し、上部導体11の側面の周壁部
には凹部23を設け、下部導体13の側面の周壁部には
凸部25を設けて、凹部23に凸部25を係合させて回
転自在にして上部導体11と下部導体13を接続し、内
部に共振空洞を形成している。固定板9を用いてモータ
19と下部導体13を固定し、モータ19の回転軸7を
ローラ5に固定し、ローラ5を上部導体11の側面に係
合させて上部導体11を回転させるようにしている。
The cylindrical shapes of the upper conductor 11 and the lower conductor 13 have different diameters, the cylindrical portion of the lower conductor 13 is inserted into the cylindrical portion of the upper conductor 11, and the recess 23 is formed in the peripheral wall portion on the side surface of the upper conductor 11. And a convex portion 25 is provided on the side wall of the lower conductor 13, and the convex portion 25 is engaged with the concave portion 23 so that the lower conductor 13 is rotatable and the upper conductor 11 and the lower conductor 13 are connected to each other. Is formed. The fixing plate 9 is used to fix the motor 19 and the lower conductor 13, the rotating shaft 7 of the motor 19 is fixed to the roller 5, and the roller 5 is engaged with the side surface of the upper conductor 11 to rotate the upper conductor 11. ing.

【0024】以下、実施例の動作原理について説明す
る。まず、衛星からの電波を円偏波パッチアンテナ素子
3で受信し、励振ピン15でラジアル導波路内に信号が
伝送され、給電ピン21で各励振ピン15からの信号を
集めて、給電コネクタ17から出力される。円偏波パッ
チアンテナ素子3は取り付けの向きを変えて配置してい
るため、各円偏波パッチアンテナ素子3の給電位相を制
御できるため、アレーアンテナとしてのビームをチルト
させることが可能となる。これにより仰角方向にビーム
をチルトさせたとする。
The operating principle of the embodiment will be described below. First, a circularly polarized wave patch antenna element 3 receives radio waves from a satellite, the excitation pin 15 transmits a signal into the radial waveguide, and the power supply pin 21 collects the signals from the respective excitation pins 15 to supply a power supply connector 17 Is output from. Since the circularly polarized wave patch antenna elements 3 are arranged so that their mounting directions are changed, the feeding phase of each circularly polarized wave patch antenna element 3 can be controlled, so that the beam as the array antenna can be tilted. It is assumed that this causes the beam to be tilted in the elevation direction.

【0025】次にモータ19を回転させることによりロ
ーラ5が回転し、さらに上部導体11が回転する。上部
導体11に取り付けられている誘電体板1には円偏波パ
ッチアンテナ素子3が配置されており、ラジアル導波路
の上部導体11が回転しても、円偏波の受信は可能とな
る。
Next, by rotating the motor 19, the roller 5 rotates, and the upper conductor 11 also rotates. A circular polarization patch antenna element 3 is arranged on the dielectric plate 1 attached to the upper conductor 11, and circular polarization can be received even if the upper conductor 11 of the radial waveguide rotates.

【0026】これにより仰角方向にチルトしたビームを
さらに方位角方向にもチルトさせることが可能となり、
このアンテナを移動体に搭載すれば、移動体が移動中に
進行方向を変更したとしても、円偏波パッチアンテナ素
子3を設けている軽量な誘電体板1及び上部導体11の
みを回転させるので、従来のモータよりトルクの小さい
モータ19で常にビームを衛星方向に向けて受信するこ
とが可能となる。また、上部導体11のみ回転し、下部
導体13は回転しないのでロータリ・ジョイントは不要
となる。
As a result, the beam tilted in the elevation direction can be tilted in the azimuth direction as well.
If this antenna is mounted on a moving body, even if the moving direction is changed while the moving body is moving, only the lightweight dielectric plate 1 and the upper conductor 11 provided with the circular polarization patch antenna element 3 are rotated. The motor 19 having smaller torque than the conventional motor can always receive the beam in the satellite direction. Further, since only the upper conductor 11 rotates and the lower conductor 13 does not rotate, a rotary joint is unnecessary.

【0027】図3は、本発明の第2の実施例を示す、ラ
ジアル導波路型ビ−ムチルトアンテナ装置の側面からみ
た構成図である。図中、図2で示したものと同一のもの
は同一の符号を付して説明は省略する。図2ではラジア
ル導波路の上部導体11に凹部23を設け、下部導体1
3に凸部25を設けて、凹部23に凸部25を係合させ
て回転自在に接続するようにしているが、図3に示すよ
うに、上部導体11に凸部27を設け、下部導体13に
凹部29を設けて接続するようにしても良い。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention as viewed from the side of a radial waveguide beam tilt antenna device. In the figure, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 2, a recess 23 is provided in the upper conductor 11 of the radial waveguide, and
3, the convex portion 25 is provided, and the convex portion 25 is engaged with the concave portion 23 so as to be rotatably connected. However, as shown in FIG. 3, the convex portion 27 is provided on the upper conductor 11 and the lower conductor is provided. A recess 29 may be provided in 13 for connection.

【0028】また、上部導体11と下部導体13で構成
される共振空洞の内部に、下部導体13の側面の内壁部
に沿って電波吸収体31を設け、電波吸収体31の上部
を上部導体11の閉塞面に対して近接させて配置し、接
続部の隙間から電波の漏洩を防ぐと共に、上部導体11
の回転性を確保している。
A radio wave absorber 31 is provided inside the resonance cavity formed by the upper conductor 11 and the lower conductor 13 along the inner wall of the side surface of the lower conductor 13, and the upper portion of the radio wave absorber 31 is placed above the upper conductor 11. Is arranged close to the closed surface of the upper conductor to prevent leakage of radio waves from the gap of the connecting portion, and the upper conductor 11
The rotatability of is secured.

【0029】図4は、本発明の第3の実施例を示す、ラ
ジアル導波路型ビームチルトアンテナ装置の側面からみ
た構成図である。図中、図2で示したものと同一のもの
は同一の符号を付して説明は省略する。上部導体11及
び下部導体13の両円筒形を異なる直径にし、上部導体
11の円筒部の中に下部導体13の円筒部を挿入し、両
円筒の周壁33及び周壁35間、及び上部導体11の円
筒の閉塞面と下部導体13の開口の先端との間を所定の
間隔とし、下部導体13の周壁35に開口側より断面が
略コ字状に形成した誘電体37を勘合させ、誘電体37
で上部導体11を回転可能にして支持している。また、
周壁33及び周壁35の対向して配置された部分の長さ
Lを、共振空洞内で励振する電波の波長の約1/4に相
当する長さとし、終端が開放され誘電体37の部分が短
絡面となるチョーク構造を構成し、共振空洞内からの電
波の漏洩を防ぐようにしている。
FIG. 4 is a structural view of a radial waveguide type beam tilt antenna device as seen from the side, showing a third embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Both the cylindrical shapes of the upper conductor 11 and the lower conductor 13 have different diameters, the cylindrical portion of the lower conductor 13 is inserted into the cylindrical portion of the upper conductor 11, and the cylindrical portion between the peripheral walls 33 and 35 of both cylinders and the cylindrical portion of the upper conductor 11 are inserted. A dielectric 37 having a substantially U-shaped cross section is fitted to the peripheral wall 35 of the lower conductor 13 at a predetermined distance between the closed surface of the cylinder and the tip of the opening of the lower conductor 13.
The upper conductor 11 is rotatably supported by. Also,
The length L of the portions of the peripheral wall 33 and the peripheral wall 35, which are arranged so as to face each other, is set to a length corresponding to about 1/4 of the wavelength of the radio wave excited in the resonance cavity, the end is opened, and the portion of the dielectric 37 is short-circuited. The surface choke structure is used to prevent the leakage of radio waves from the resonance cavity.

【0030】図5は、本発明の第4の実施例を示す、ラ
ジアル導波路型ビームチルトアンテナ装置の側面からみ
た構成図である。図中、図2で示したものと同一のもの
は同一の符号を付して説明は省略する。上部導体11及
び下部導体13の両円筒形を異なる直径にし、上部導体
11の円筒部の中に下部導体13の円筒部を挿入し、上
部導体11の周壁39の先端を内側に折り曲げて固定片
を設け、同固定片にボール・ベアリング45を設け、下
部導体13の周壁41の先端を外側に折り曲げて固定片
を設け、同固定片にボール・ベアリング43を設けてい
る。
FIG. 5 is a schematic view of a radial waveguide type beam tilt antenna device as seen from the side, showing a fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Both the cylindrical shapes of the upper conductor 11 and the lower conductor 13 have different diameters, the cylindrical portion of the lower conductor 13 is inserted into the cylindrical portion of the upper conductor 11, and the tip of the peripheral wall 39 of the upper conductor 11 is bent inward to fix the fixing piece. Is provided, a ball bearing 45 is provided on the fixed piece, the tip of the peripheral wall 41 of the lower conductor 13 is bent outward to provide the fixed piece, and the ball bearing 43 is provided on the fixed piece.

【0031】同様に、周壁39に設けた固定片及び周壁
41に設けた固定片に複数のボール・ベアリング47及
び49等を設けて、ボール・ベアリング43及び47等
で上部導体11の閉塞面を摺動可能にして支持し、ボー
ル・ベアリング45及び49等で下部導体13の周壁4
1に形成した固定片を摺動可能にして支持しているた
め、従って上部導体11の回転性を確保すると共に、共
振空洞内からの電波の漏洩を防ぐことができる。また、
上部導体11と下部導体13の固定片の長さを適当な寸
法にすることにより、接続部が外れないように保持する
ことができる。
Similarly, a plurality of ball bearings 47 and 49 and the like are provided on the fixed piece provided on the peripheral wall 39 and the fixed piece provided on the peripheral wall 41, and the closed surface of the upper conductor 11 is covered by the ball bearings 43 and 47 and the like. It is slidably supported and supported by the ball bearings 45 and 49 and the like.
Since the fixed piece formed in No. 1 is slidably supported, the rotatability of the upper conductor 11 can be ensured and the leakage of radio waves from the resonance cavity can be prevented. Also,
By setting the lengths of the fixing pieces of the upper conductor 11 and the lower conductor 13 to appropriate dimensions, it is possible to hold the connecting portion so as not to come off.

【0032】以上説明したように、本発明によれば、ア
ンテナ全体ではなく円偏波パッチアンテナ素子3を設け
た上部導体11だけを回転させるため、従来より小さい
モータで十分回転でき、かつロータリ・ジョイントを必
要としないため、モータの小型化、アンテナ装置全体と
しての薄型化、消費電力の低下、信頼性の向上、コスト
の低減などが可能となる。また、モータとして超音波モ
ータを使用すれば、小型でかつ薄型にでき、消費電力も
少なくて済むといった利点がある。
As described above, according to the present invention, only the upper conductor 11 provided with the circularly polarized patch antenna element 3 is rotated, not the entire antenna, so that a motor smaller than the conventional one can rotate sufficiently and the rotary Since no joint is required, the motor can be downsized, the antenna device as a whole can be made thinner, the power consumption can be reduced, the reliability can be improved, and the cost can be reduced. Further, if an ultrasonic motor is used as the motor, there are advantages that it can be made small and thin, and power consumption can be reduced.

【0033】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。例えば、放射素子として円偏波パッチアンテナ
素子3を用いて説明したが、放射素子として以下に示す
ようなもの等を使用することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the circularly polarized patch antenna element 3 has been described as the radiating element, but the following radiating element can be used.

【0034】図6は、本発明の第5の実施例を示す、ラ
ジアル導波路型ビームチルトアンテナ装置の側面からみ
た構成図である。図中、図2で示したものと同一のもの
は同一の符号を付して説明は省略する。
FIG. 6 is a constitutional view of a radial waveguide type beam tilt antenna device viewed from the side, showing a fifth embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0035】図2との相違点は、円偏波パッチアンテナ
素子3の代わりにヘリカルアンテナ素子51を使用し
て、衛星からの円偏波を受信するようにしたものであ
り、その他は図2と同様に構成している。
The difference from FIG. 2 is that a helical antenna element 51 is used in place of the circular polarization patch antenna element 3 so as to receive circular polarization from a satellite. It is configured in the same way as.

【0036】図7は、本発明の第6の実施例を示す、ラ
ジアル導波路型ビームチルトアンテナ装置の放射素子の
取付面を示す平面図である。図中、図1で示したものと
同一のものは同一の符号を付して説明は省略する。図1
との相違点は、円偏波パッチアンテナ素子3の代わり
に、図7(b)の部分拡大図に示すように略Tの字状に
離間して配列された2つのスロット53を使用するよう
にしたものであり、2つのスロット53の相互のスロッ
トの相対位置関係を変えないようにして全体の向きを全
て異なるように各々変えて誘電体板1上に螺旋状に配置
するようにしており、従って円偏波パッチアンテナ素子
3を用いた図1の場合と同様に、衛星からの円偏波を受
信することができる。
FIG. 7 is a plan view showing a mounting surface of a radiation element of a radial waveguide type beam tilt antenna device showing a sixth embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Figure 1
The difference is that, instead of the circularly polarized patch antenna element 3, two slots 53 that are arranged apart from each other in a substantially T shape as shown in the partially enlarged view of FIG. 7B are used. The two slots 53 are arranged spirally on the dielectric plate 1 so that the relative positions of the two slots 53 are not changed and the overall directions are changed. Therefore, the circularly polarized wave from the satellite can be received as in the case of FIG. 1 using the circularly polarized wave patch antenna element 3.

【0037】また、前記実施例では、励振ピン15によ
り円偏波パッチアンテナ素子3を励振する方式を用いて
説明したが、図8に示す給電スロット55などの結合素
子により円偏波パッチアンテナ素子3などの放射素子を
励振する電磁結合方式でも同様な効果を得ることができ
る。
Further, in the above-mentioned embodiment, the method of exciting the circular polarization patch antenna element 3 by the excitation pin 15 is used, but the circular polarization patch antenna element is coupled by the coupling element such as the feeding slot 55 shown in FIG. The same effect can be obtained by an electromagnetic coupling system in which a radiating element such as 3 is excited.

【0038】図8は、本発明の第7の実施例を示す、ラ
ジアル導波路型ビームチルトアンテナ装置の放射素子の
取付面を示す平面図である。図中、図1で示したものと
同一のものは同一の符号を付して説明は省略する。
FIG. 8 is a plan view showing a mounting surface of a radiating element of a radial waveguide type beam tilt antenna device showing a seventh embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0039】図1との相違点は、円偏波パッチアンテナ
素子3を励振ピン15で励振する代わりに給電スロット
55を用い、円偏波パッチアンテナ素子3の給電点に対
して裏面から給電スロット55で給電して励振するよう
にしたものであり、円偏波パッチアンテナ素子3は誘電
体板1上に螺旋状に配置するようにしており、励振ピン
15を用いた場合と同様に、衛星からの円偏波を受信す
ることができる。
The difference from FIG. 1 is that instead of exciting the circularly polarized wave patch antenna element 3 with the excitation pin 15, a feeding slot 55 is used, and the feeding slot from the rear side to the feeding point of the circularly polarized wave patch antenna element 3 is used. The power is supplied by 55 for excitation, and the circularly polarized wave patch antenna element 3 is arranged in a spiral shape on the dielectric plate 1. As in the case where the excitation pin 15 is used, It is possible to receive circularly polarized waves from.

【0040】前記実施例では受信の場合について説明し
たが、送信の場合でも同様な効果を得ることができる。
このように本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して用いることができる。
In the above embodiment, the case of receiving is explained, but the same effect can be obtained in the case of transmitting.
As described above, the present invention can be variously modified and used without departing from the gist thereof.

【0041】上述したように、本実施例によれば、放射
素子を設けている誘電体板を取り付けた上部導体のみを
回転させるようにしているため、低トルクモータで十分
駆動でき、またロータリ・ジョイントを必要としないた
め、信頼性の向上、アンテナ全体の小型・薄型化、低消
費電力、アンテナ全体の低価格化を図ることが可能とな
る。
As described above, according to this embodiment, since only the upper conductor having the dielectric plate provided with the radiating element is rotated, it can be sufficiently driven by the low torque motor and the rotary Since no joint is required, it is possible to improve reliability, reduce the size and thickness of the entire antenna, reduce power consumption, and reduce the cost of the entire antenna.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のラジアル
導波路型ビームチルトアンテナ装置は、上側面に放射素
子が配設される上部導体だけを回動駆動することから、
低トルクモータでのビームチルト型のアンテナを簡易な
構成で提供することが可能となる。
As described above, in the radial waveguide type beam tilt antenna device of the present invention, only the upper conductor having the radiating element disposed on the upper side surface is rotationally driven.
It is possible to provide a beam tilt type antenna with a low torque motor with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す、ラジアル導波路
型ビームチルトアンテナ装置の放射素子の取付面を示す
平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a mounting surface of a radiation element of a radial waveguide type beam tilt antenna device, showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のラジアル導波路型ビームチルトアンテナ
装置の側面からみた構成図である。
FIG. 2 is a side view of the radial waveguide type beam tilt antenna device of FIG.

【図3】本発明の第2の実施例を示す、ラジアル導波路
型ビームチルトアンテナ装置の側面からみた構成図であ
る。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention as seen from a side surface of a radial waveguide type beam tilt antenna device.

【図4】本発明の第3の実施例を示す、ラジアル導波路
型ビームチルトアンテナ装置の側面からみた構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram of a radial waveguide type beam tilt antenna device as seen from a side, showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例を示す、ラジアル導波路
型ビームチルトアンテナ装置の側面からみた構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram of a radial waveguide type beam tilt antenna device as seen from a side, showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例を示す、ラジアル導波路
型ビームチルトアンテナ装置の側面からみた構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram of a radial waveguide type beam tilt antenna device as seen from a side surface, showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施例を示す、ラジアル導波路
型ビームチルトアンテナ装置の放射素子の取付面を示す
平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a mounting surface of a radiating element of a radial waveguide type beam tilt antenna device, showing a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第7の実施例を示す、ラジアル導波路
型ビームチルトアンテナ装置の放射素子の取付面を示す
平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a mounting surface of a radiating element of a radial waveguide type beam tilt antenna device showing a seventh embodiment of the present invention.

【図9】従来例を示すラジアル導波路給電型平面アンテ
ナの構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a radial waveguide feed type planar antenna showing a conventional example.

【図10】従来例を示すビームチルト型のラジアル導波
路給電型平面アンテナ装置の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a beam tilt type radial waveguide feed type planar antenna device showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘電体基板 3 円偏波パッチアンテナ素子 5 ローラ 7 回転軸 9 固定板 11 上部導体 13 下部導体 15 励振ピン 17 コネクタ 19 モータ 21 給電ピン 23,29 凹部 25,27 凸部 31 電波吸収体 33,35,39,41 周壁 37 誘電体 43,45,47,49 ボール・ベアリング 51 ヘリカルアンテナ素子 53 スロット 55 給電スロット 1 Dielectric Substrate 3 Circularly Polarized Patch Antenna Element 5 Roller 7 Rotating Axis 9 Fixing Plate 11 Upper Conductor 13 Lower Conductor 15 Excitation Pin 17 Connector 19 Motor 21 Power Feeding Pin 23, 29 Recess 25, 27 Convex 31 Electromagnetic Wave Absorber 33, 35, 39, 41 Peripheral wall 37 Dielectric 43, 45, 47, 49 Ball bearing 51 Helical antenna element 53 Slot 55 Feed slot

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上側面に放射素子が配設される上部導体
と、 この上部導体と間隙を設けて対向して配設されてラジア
ル導波路を形成する下部導体と、 この下部導体に対して上部導体を回動駆動する駆動手段
とを有することを特徴とするラジアル導波路型ビームチ
ルトアンテナ装置。
1. An upper conductor on which an radiating element is disposed on an upper side surface, a lower conductor which is disposed so as to face the upper conductor with a gap therebetween and forms a radial waveguide, and a lower conductor with respect to the lower conductor. A radial waveguide type beam tilt antenna device, comprising: a driving unit that rotationally drives the upper conductor.
JP33671993A 1993-12-28 1993-12-28 Radical waveguide type beam tilt antenna equipment Pending JPH07202557A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002204240A (en) * 2000-06-23 2002-07-19 Kobe Steel Ltd Radio lan system and waveguide device for radio lan system
JP2019507556A (en) * 2016-03-01 2019-03-14 カイメタ コーポレイション Broadband RF radial waveguide feeder with integral glass transition
US20240250445A1 (en) * 2023-01-24 2024-07-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Antenna device and wireless device

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