JPH09172323A

JPH09172323A - 平面アンテナ

Info

Publication number: JPH09172323A
Application number: JP33153795A
Authority: JP
Inventors: Kunitoshi Suzuki; 邦俊鈴木
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】右旋円偏波と、左旋円偏波など異なる偏波信
号を１台のアンテナで受信する。【解決手段】カバー７で覆われ、背面に第一導波管3a
を経由して電波伝送が行われるように設置した第一コン
バータ2aと、同背面に第二導波管3bを経由して設置した
第二コンバータ2bとを設けた平面アンテナ本体１に、電
磁放射素子４１と導波管3aに電磁結合するように設置し
たストリップ線路結合体４３を設けた給電線路４２とを
同一面上の所要位置に配置してなる第一アンテナ基板４
と、誘電体部材のスペーサ６と、銅箔面５４の一部を除
去して形成したスロット５１と前記スロット５１毎に垂
直に交差し導波管3bに電磁結合するように設置したスト
リップ線路結合体５３を設けたマイクロストリップ線路
５２を設置した第二アンテナ基板５とを内蔵してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波帯のＢＳ（放
送衛星）、ＣＳ（通信衛星）等の受信に用いられる平面
アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に衛星放送受信用の平面アンテナ
は、多数の電磁放射素子が平面上に配列されており、前
記電磁放射素子（パッチ）との結合及び給電にはマイク
ロストリップ線路が用いられ、最終的にストリップ線路
・導波管変換回路を付加してコンバータを接続した構造
である。

【０００３】図３は従来の平面アンテナの実施例を示
す、透視部を含む正面図（イ）と、Ａ−Ａ’断面図
（ロ）及び、Ｂ−Ｂ’層の正面図（ハ）とである。１は
平面アンテナ本体であり、２は、前記平面アンテナ本体
１の背面に導波管３を経由して電波伝送が行われるよう
に設置したＩＦ（中間周波）信号に変換するためのコン
バータであり、３は導波管である。１４は電磁放射素子
（パッチ）４１と、給電線路（マイクロストリップ線
路）４２とを同一面上の所要位置に配置してなるアンテ
ナ基板であり、６は、前記アンテナ基板１４を正面側及
び、背面側から挟持する誘電体部材のスペーサである。
７は、前記スペーサを覆うカバーである。８は、前記平
面アンテナ本体の背面に設けた金属カバー（グランド）
である。４１は、前記アンテナ基板１４の所定の位置
に、例えば、４×４などのアレー配置に印刷形成された
電磁放射素子（パッチ）であり、４２は、前記アンテナ
基板１４の所要の位置に全ての電磁放射素子（パッチ）
４１から等距離となるように印刷形成されたマイクロス
トリップ線路である。４３は、前記マイクロストリップ
線路４２の端部で、導波管３の所定位置に電磁結合する
ように設置したストリップ線路結合体（プローブ）であ
る。

【０００４】従来の平面アンテナの受信動作を説明す
る。衛星放送電波のマイクロ波は、アンテナ基板１４に
設けた電磁放射素子（パッチ）４１で受信され、マイク
ロストリップ線路４２によって集められ、このマイクロ
ストリップ線路４２の端部に伝送される。ところが、こ
の端部には全ての電磁放射素子（パッチ）４１から等距
離となるように設置されたストリップ線路結合体（プロ
ーブ）４３が設けられ、同ストリップ線路結合体（プロ
ーブ）４３と導波管３０との相互結合により、伝送され
たマイクロ波は導波管３を経由してコンバータ２に導か
れる。また、金属カバー（グランド）８が、平面アンテ
ナ本体後方への電磁輻射を防止する。

【０００５】ところで、米国等では、例えば、ＤＢＳの
放送電波は、同一チャンネルで右旋円偏波と左旋円偏波
との双方で送信されているが、それらを受信するための
従来の平面アンテナは、右旋円偏波用と、左旋円偏波用
とが別々のアンテナである。従って、１台のアンテナ
で、右旋円偏波と、左旋円偏波との双方を受信できる平
面アンテナの実現が要望されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、右旋円偏波と左旋円偏波との双
方、或いは、水平偏波と垂直偏波との双方を１台のアン
テナで受信可能である平面アンテナを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、電磁放射素子及び、前記電磁放射素子に給電するた
めのストリップ線路を設けてなる第一アンテナ基板と、
前記第一アンテナ基板の後部に設置した誘電体と、前記
第一アンテナ基板の電磁放射素子に相応する位置に配設
したスロット及び、前記スロットの裏面に同スロットと
電磁結合するストリップ線路を配設してなる、前記誘電
体の後部に設置した第二アンテナ基板とで構成し、前記
第一アンテナ基板と、前記第二アンテナ基板とを異なる
偏波を受信するようにした。

【０００８】また、上記第一アンテナ基板上に円形の電
磁放射素子及び、前記電磁放射素子と水平方向に接続す
るストリップ線路とを生成し、水平偏波を受信するよう
にした。

【０００９】また、第二アンテナ基板上に水平方向にほ
ぼ長方形のスロットを配設するとともに、前記第二アン
テナ基板の裏面にストリップ線路を垂直方向に配設し、
垂直偏波を受信するようにした。

【００１０】また、第一アンテナ基板上に正方形の左上
隅部及び右下隅部を三角形に除去した形状の電磁放射素
子及び、前記電磁放射素子と水平方向に接続するストリ
ップ線路とを生成し、右旋円偏波を受信するようにし
た。

【００１１】また、右旋円偏波を受信する上記第一アン
テナ基板の背面側に設置した第二アンテナ基板を、水平
方向にほぼ長方形のスロットを配設するとともに、裏面
にストリップ線路を垂直方向に配設しで、左旋円偏波を
受信するようにした。

【００１２】

【作用】以上のように構成したので、例えば、第一アン
テナ基板で垂直偏波を受信し、第二アンテナ基板で水平
偏波を受信するようにして異なる偏波を受信する。

【００１３】また、他の構成では、例えば、第一アンテ
ナ基板で右旋円偏波を受信し、第二アンテナ基板で左旋
円偏波を受信するようにして異なる偏波を受信する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による平面アンテナについて、
図を用いて詳細に説明する。図１は本発明による平面ア
ンテナの実施例を示す、透視部を含む正面図（イ）と、
Ａ−Ａ’断面図（ロ）及び、Ｂ−Ｂ’層の正面図（ハ）
と、Ｃ−Ｃ’層の正面図（ハ）である。１は平面アンテ
ナ本体であり、２ａは、前記平面アンテナ本体１の背面
に第一導波管３ａを経由して電波伝送が行われるように
設置したＩＦ（中間周波）信号に変換するための第一コ
ンバータであり、３ａは第一導波管である。２ｂは、前
記平面アンテナ本体１の背面に第二導波管３ｂを経由し
て電波伝送が行われるように設置したＩＦ（中間周波）
信号に変換するための第二コンバータであり、３ｂは第
二導波管である。

【００１５】４は、例えば、円形などの電磁放射素子
（パッチ）４１と、給電線路（マイクロストリップ線
路）４２とを同一面上の所要位置に配置してなる第一ア
ンテナ基板であり、６は、前記第一アンテナ基板４を正
面側及び、背面側等から挟持する誘電体部材のスペーサ
である。７は、前記平面アンテナ本体１の前面外部を覆
うカバーである。８は、前記平面アンテナ本体の背面に
設けた金属カバー（グランド）である。４１は、前記第
一アンテナ基板４の所定の位置に、例えば、４×４など
のアレー配置に印刷形成された円形の電磁放射素子（パ
ッチ）であり、４２は、前記アンテナ基板４の電磁放射
素子（パッチ）４１に水平方向に接続するとともに、所
要の段数で分岐（統合）する経路に沿って全ての電磁放
射素子（パッチ）４１から端部までが等距離となるよう
に、言い換えると、各分岐長が等しくなるように、印刷
形成されたマイクロストリップ線路である。４３は、前
記マイクロストリップ線路４２の端部で、第一導波管３
ａの所定位置に電磁結合するように設置したストリップ
線路結合体（プローブ）である。

【００１６】５は、前記第一アンテナ基板４の電磁放射
素子（パッチ）４１に相応する位置に、前面側の銅箔面
５４の一部を除去して形成したスロット５１と、裏面側
に前記スロット５１毎に垂直に交差したマイクロストリ
ップ線路５２とを設けてなる第二アンテナ基板であり、
５１は第二アンテナ基板５の前面側の銅箔面５４の一部
を除去して設けた、例えば、ほぼ長方形のスロットであ
り、５２は第二アンテナ基板５の後面側に、所要の段数
で分岐（統合）する経路に沿って全てのスロット５１か
ら端部までが等距離となるように、言い換えると、各分
岐長が等しくなるように設けたマイクロストリップ線路
であり、前記スロット５１毎に垂直に交差する部分と、
端部に第二導波管３ｂの所定位置に電磁結合するように
ストリップ線路結合体（プローブ）５３が設けられる。

【００１７】本発明による平面アンテナの受信動作を図
１に従い説明する。尚、図３従来例と同一の箇所は同じ
番号を付し、重複説明を省略する。例えば、ＢＳ（放送
衛星）からの衛星放送電波の水平偏波は、第一アンテナ
基板４に水平方向に給電するようにマイクロストリップ
線路４２を設けた円形の電磁放射素子（パッチ）４１に
より、水平偏波が受信され、前記マイクロストリップ線
路４２の格段毎の分岐路に同一の位相で集められ統合さ
れ、このマイクロストリップ線路４２の端部に伝送され
る。ところが、この端部には全ての電磁放射素子（パッ
チ）４１から等距離となるように設置されたストリップ
線路結合体（プローブ）４３が設けられ、同ストリップ
線路結合体（プローブ）４３と導波管３０との相互結合
により、伝送されたマイクロ波は第一導波管３ａを経由
して水平偏波用の第一コンバータ２ａに導かれる。尚、
電磁放射素子（パッチ）４１は点対象形状であれば、円
形に限定するものでなく、例えば、正方形であっても良
い。

【００１８】また、第二アンテナ基板５の前面側に設置
された水平方向に長辺を有する長方形のスロット５１
と、前記第二アンテナ基板５の裏面側で垂直方向に電磁
結合するマイクロストリップ線路５２とで構成した電磁
放射素子の形状の非対称性により、衛星放送電波の垂直
偏波が受信され、前記マイクロストリップ線路５２の格
段毎の分岐路に同一の位相で集められ統合され、端部に
伝送される。ところが、この端部には全ての電磁放射素
子から等距離となるように設置されたストリップ線路結
合体（プローブ）５３が設けられ、同ストリップ線路結
合体（プローブ）５３と第二導波管３ｂとの相互結合に
より、伝送されたマイクロ波は第二導波管３ｂを経由し
て垂直偏波用の第二コンバータ２ｂに導かれる。従っ
て、上記構成による１台の平面アンテナで水平偏波又
は、垂直偏波が受信できる。

【００１９】図２は本発明による平面アンテナの第二実
施例を示す、第一アンテナ基板の要部正面図（イ）と、
第二アンテナ基板の要部正面図（ロ）及び、パッチ部分
の拡大図（ハ）、（ニ）である。尚、図１と同じ箇所は
同一番号を付し、重複説明を省略する。図２（イ）の４
５は第一アンテナ基板４の所定の位置に、例えば、４×
４などのアレー配置に印刷形成された正方形の左上隅部
及び右下隅部を三角形に除去した形状の電磁放射素子で
ある。図２（ロ）に示した第二アンテナ基板５は、図１
の構成と同一である。図２（ハ）は、前記第一アンテナ
基板４と、前記第二アンテナ基板５とを重ねて、透視し
た電磁放射素子（パッチ）部分の拡大図であり、正方形
の右上隅部及び左下隅部を三角形に除去した形状の電磁
放射素子４５毎に、中心に重なるように、水平方向のほ
ぼ長方形のスロット５１が配置される。また、図２
（ニ）は、前記第一アンテナ基板４と、前記第二アンテ
ナ基板５とを重ねて、透視した電磁放射素子（パッチ）
部分の拡大図であり、円形の右上隅部及び左下隅部を円
弧を含みほぼ長方形に除去した形状の電磁放射素子４６
毎に、中心に重なるように、水平方向のほぼ長方形のス
ロット５１が配置される。尚、給電線４２は、前記電磁
放射素子４５、４６に水平方向に接続する。従って、上
記電磁放射素子４５、４６の形状の非対称性により左旋
円偏波を受信できるとともに、第二アンテナ基板５に設
けたスロット５１が右旋円偏波を受信できる。

【００２０】尚、第一アンテナ基板４上に円形の電磁放
射素子４１及び、前記電磁放射素子４１と垂直方向に接
続するマイクロストリップ線路とを生成することによ
り、垂直偏波を受信し、第二アンテナ基板５上に垂直方
向にほぼ長方形のスロットを配設するとともに、前記第
二アンテナ基板５の裏面にマイクロストリップ線路を水
平方向に配設することにより水平偏波を受信するように
構成しても良い。また、第一アンテナ基板４上に正方形
の左上隅部及び右下隅部を三角形に除去した形状の電磁
放射素子及び、前記電磁放射素子と水平方向に接続する
マイクロストリップ線路とを生成し、前記電磁放射素子
の形状の非対称性により、右旋円偏波を受信するように
し、前記第一アンテナ基板４の背面側に設置した第二ア
ンテナ基板５を、垂直方向にほぼ長方形のスロット５１
を配設するとともに、裏面にマイクロストリップ線路５
２を水平方向に配設することにより左旋円偏波を受信す
るように構成しても良い。また、第一アンテナ基板５を
電磁放射素子４１及びマイクロストリップ線路４２を導
電部材を、例えば、印刷成形したフィルム基板等で構成
しても良い。また、第二アンテナ基板５は所要位置にス
ロット５１を設けた前面側を導体面（グランド層）と
し、背面に前記スロット５１に電磁結合するようにスト
リップ線路５２を配設したプリント基板で構成しても良
い。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は右旋円偏
波と左旋円偏波との双方、或いは、水平偏波と垂直偏波
との双方を１台のアンテナで受信可能とした平面アンテ
ナを提供する。従って、１台のアンテナで簡易に異なる
偏波を受信できるメリットがある。また、簡易な構成で
あり、廉価に実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による平面アンテナの実施例を示す、透
視部を含む正面図（イ）と、Ａ−Ａ’断面図（ロ）及
び、Ｂ−Ｂ’層の正面図（ハ）と、Ｃ−Ｃ’層の正面図
（ニ）である。

【図２】本発明による平面アンテナの第二実施例を示
す、第一アンテナ基板の要部正面図（イ）と、第二アン
テナ基板の要部正面図（ロ）及び、パッチ部分の拡大図
（ハ）、（ニ）である。

【図３】従来の平面アンテナの実施例を示す、透視部を
含む正面図（イ）と、Ａ−Ａ’断面図（ロ）及び、Ｂ−
Ｂ’層の正面図（ハ）とである。

【符号の説明】

１平面アンテナ本体２コンバータ２ａ第一コンバータ２ｂ第二コンバータ３導波管３ａ第一導波管３ｂ第二導波管４第一アンテナ基板５第二アンテナ基板６スペーサ７カバー８金属カバー（グランド）１４アンテナ基板４１電磁放射素子（パッチ）４２給電線路（マイクロストリップ線路）４３ストリップ線路結合体（プローブ）４５電磁放射素子４６電磁放射素子５１スロット５２マイクロストリップ線路５３ストリップ線路結合体（プローブ）５４銅箔面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁放射素子及び、前記電磁放射素子に
給電するためのストリップ線路を設けてなる第一アンテ
ナ基板と、前記第一アンテナ基板の後部に設置した誘電
体と、前記第一アンテナ基板の電磁放射素子に相応する
位置に配設したスロット及び、前記スロットの裏面に同
スロットと電磁結合するストリップ線路を配設してな
る、前記誘電体の後部に設置した第二アンテナ基板とで
構成し、前記第一アンテナ基板と、前記第二アンテナ基
板とを異なる偏波を受信するようにしたことを特徴とす
る平面アンテナ。
【請求項２】上記第一アンテナ基板上に点対象形状の
電磁放射素子及び、前記電磁放射素子と水平方向に接続
するストリップ線路とを生成し、水平偏波を受信するよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載の平面アンテ
ナ。
【請求項３】上記点対象形状の電磁放射素子を円形の
電磁放射素子で構成したことを特徴とする請求項２記載
の平面アンテナ。
【請求項４】上記点対象形状の電磁放射素子を正方形
の電磁放射素子で構成したことを特徴とする請求項２記
載の平面アンテナ。
【請求項５】上記第二アンテナ基板上に水平方向にほ
ぼ長方形のスロットを配設するとともに、前記第二アン
テナ基板の裏面にストリップ線路を垂直方向に配設し、
垂直偏波を受信するようにしたことを特徴とする請求項
１記載の平面アンテナ。
【請求項６】上記第一アンテナ基板上に正方形の右上
隅部及び左下隅部を三角形に除去した形状の電磁放射素
子及び、前記電磁放射素子と水平方向に接続するストリ
ップ線路とを生成し、左旋円偏波を受信するようにした
ことを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
【請求項７】上記第一アンテナ基板上に円形の右上隅
部及び左下隅部を円弧を含みほぼ長方形に除去した形状
の電磁放射素子及び、前記電磁放射素子と、前記電磁放
射素子と水平方向に接続するストリップ線路とを生成
し、左旋円偏波を受信するようにしたことを特徴とする
請求項１記載の平面アンテナ。
【請求項８】上記請求項６又は請求項７に記載した第
一アンテナ基板の背面側に設置した第二アンテナ基板
を、水平方向にほぼ長方形のスロットを配設するととも
に、裏面にストリップ線路を垂直方向に配設して、右旋
円偏波を受信するようにしたことを特徴とする請求項１
記載の平面アンテナ。
【請求項９】複数の電磁放射素子及び、前記電磁放射
素子に給電するためのストリップ線路を設けてなる第一
アンテナ基板と、前記第一アンテナ基板の後部に設置し
た誘電体と、前記第一アンテナ基板の電磁放射素子に相
応する位置毎に配設した複数のスロット及び、前記スロ
ットの裏面に同スロット毎に電磁結合するストリップ線
路を配設してなる、前記誘電体の後部に設置した第二ア
ンテナ基板とで構成し、前記第一アンテナ基板と、前記
第二アンテナ基板とを異なる偏波を受信するようにした
ことを特徴とする平面アンテナ。
【請求項１０】上記ストリップ線路を、複数段の分岐
路で構成するとともに、格段の分岐路長を等しくするよ
うに構成したことを特徴とする請求項９記載の平面アン
テナ。
【請求項１１】上記第一アンテナ基板をフィルムで構
成した請求項１記載の平面アンテナ。
【請求項１２】上記第二アンテナ基板を所要位置にス
ロットを設けた前面側を導体面とし、背面に前記スロッ
トに電磁結合するようにストリップ線路を配設したプリ
ント基板で構成した請求項１記載の平面アンテナ。