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特開2024-97354フェーズドアレー用アンテナ素子およびフェーズドアレーアンテナ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024097354
(43)【公開日】2024-07-19
(54)【発明の名称】フェーズドアレー用アンテナ素子およびフェーズドアレーアンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 21/24 20060101AFI20240711BHJP
H01Q 21/28 20060101ALI20240711BHJP
H01Q 1/52 20060101ALI20240711BHJP
【ＦＩ】
H01Q21/24
H01Q21/28
H01Q1/52
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022212802
(22)【出願日】2022-12-29
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-07-10
(71)【出願人】
【識別番号】000217653
【氏名又は名称】電気興業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100193389
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 智利
(72)【発明者】
【氏名】嶋田 将大
【テーマコード（参考）】
5J021
5J046
【Ｆターム（参考）】
5J021AA09
5J021AB06
5J021GA01
5J021GA08
5J021JA06
5J021JA07
5J046AA03
5J046AA07
5J046AB03
5J046AB13
5J046UA02
(57)【要約】
【課題】素子間隔を広げることなく、交差偏波を抑制できる、フェーズドアレー用アンテナ素子およびこのアンテナ素子を用いたフェーズドアレーアンテナを提供する。
【解決手段】フェーズドアレー用アンテナ素子は略正方形であって、複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、および、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、金属部は複数のスルーホールに接続されている。
【選択図】図１
【解決手段】フェーズドアレー用アンテナ素子は略正方形であって、複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、および、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、金属部は複数のスルーホールに接続されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子であって、
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、
および、
略正方形の前記フェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
前記金属部は複数の前記スルーホールに接続されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子。
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、
および、
略正方形の前記フェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
前記金属部は複数の前記スルーホールに接続されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項2】
前記金属部は全体として略Ｌ字型であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項3】
右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、
前記金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
前記金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
前記金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
前記金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項4】
複数の異なる偏波が、右旋円偏波と左旋円偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項5】
複数の異なる偏波が、異なる直線偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項6】
請求項１ないし５のいずれかに記載のフェーズドアレー用アンテナ素子を複数備えたフェーズドアレーアンテナ。
【請求項7】
隣接する前記フェーズドアレー用アンテナ素子の、隣接する前記金属部が、一体に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェーズドアレー用アンテナ素子およびフェーズドアレーアンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
複数の素子を格子状に配列したフェーズドアレーアンテナが知られている。
このフェーズドアレーアンテナにおいて、１つの素子で右旋円偏波と左旋円偏波の２つを用いることが知られている。
これにより、２つの独立した信号の送受信が可能となる。
特許文献１には、スルーホールを備えたアンテナに関する技術が記載されている。
このフェーズドアレーアンテナにおいて、１つの素子で右旋円偏波と左旋円偏波の２つを用いることが知られている。
これにより、２つの独立した信号の送受信が可能となる。
特許文献１には、スルーホールを備えたアンテナに関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０１９－５１５５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、図１５に示されるような、縦方向に３素子、横方向に３素子の、計９素子を用いたフェーズドアレーアンテナの中心素子において、７５００ＭＨｚの右旋円偏波、８１５０ＭＨｚの左旋円偏波を用いた場合、特に８１５０ＭＨｚにて交差偏波が大きく、主偏波と交差偏波の差が１０ｄB程度になる。
この問題を解決するため、図１６に示されるように、素子周辺にリング状に金属を配置すると、８１５０ＭＨｚの主偏波と交差偏波の差が１０ｄB以上に抑制されるが、７５００ＭＨｚのビームが太くなってしまう。さらに端子間結合量も－１０ｄB～－５ｄB程度となるなど悪化する。
特許文献１も、フェーズドアレーアンテナにおいて素子間隔と交差偏波を抑制する構成は開示も示唆もしてない。
ビームが太くならないようにするためには、隣接する素子の影響を避けるという観点から、素子間隔を広げることも考えられる。しかし、素子間隔を広げると、フェーズドアレーアンテナ自体の大型化やビーム走査範囲が狭くなるなどの問題が生じる。
そこで、本発明は、素子間隔を広げることなく、交差偏波を抑制できる、フェーズドアレー用アンテナ素子およびこのアンテナ素子を用いたフェーズドアレーアンテナを提供することを目的とする。
本発明のその他の目的は、発明を実施するための形態においても説明される。
この問題を解決するため、図１６に示されるように、素子周辺にリング状に金属を配置すると、８１５０ＭＨｚの主偏波と交差偏波の差が１０ｄB以上に抑制されるが、７５００ＭＨｚのビームが太くなってしまう。さらに端子間結合量も－１０ｄB～－５ｄB程度となるなど悪化する。
特許文献１も、フェーズドアレーアンテナにおいて素子間隔と交差偏波を抑制する構成は開示も示唆もしてない。
ビームが太くならないようにするためには、隣接する素子の影響を避けるという観点から、素子間隔を広げることも考えられる。しかし、素子間隔を広げると、フェーズドアレーアンテナ自体の大型化やビーム走査範囲が狭くなるなどの問題が生じる。
そこで、本発明は、素子間隔を広げることなく、交差偏波を抑制できる、フェーズドアレー用アンテナ素子およびこのアンテナ素子を用いたフェーズドアレーアンテナを提供することを目的とする。
本発明のその他の目的は、発明を実施するための形態においても説明される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
フェーズドアレーアンテナにおいては、個々のアンテナ素子の周囲にスルーホールを設けると、周波数特性が安定する。
そこで、このスルーホールのうち、一部のみを金属で接続することで、素子間隔を広げることなく、交差偏波を抑制する構成とすることができる。
本発明の請求項１に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子であって、
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、および、
略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
金属部は複数のスルーホールに接続されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項２に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
金属部は全体として略Ｌ字型であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項３に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、
金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項４に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
複数の異なる偏波が、右旋円偏波と左旋円偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項５に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
複数の異なる偏波が、異なる直線偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項６に係るフェーズドアレーアンテナは、
請求項１ないし５のいずれかに記載のフェーズドアレー用アンテナ素子を複数備えたフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項７に係るフェーズドアレーアンテナは、
隣接するフェーズドアレー用アンテナ素子の、隣接する金属部が、一体に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明は、以上の構成により、素子間隔を広げることなく、交差偏波を抑制でき、フェーズドアレーアンテナに使用する際、従来より広角にビーム操作可能となる。つまり、素子の間隔を広げる必要が無いため、小型かつ広角にビーム走査できる。そして、Ｘ帯フェーズドアレーアンテナの交差偏波の問題も解決できる。
本発明のその他の効果は、発明を実施するための形態においても説明される。
そこで、このスルーホールのうち、一部のみを金属で接続することで、素子間隔を広げることなく、交差偏波を抑制する構成とすることができる。
本発明の請求項１に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子であって、
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、および、
略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
金属部は複数のスルーホールに接続されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項２に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
金属部は全体として略Ｌ字型であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項３に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、
金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項４に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
複数の異なる偏波が、右旋円偏波と左旋円偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項５に係るフェーズドアレー用アンテナ素子は、
複数の異なる偏波が、異なる直線偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子である。
本発明の請求項６に係るフェーズドアレーアンテナは、
請求項１ないし５のいずれかに記載のフェーズドアレー用アンテナ素子を複数備えたフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項７に係るフェーズドアレーアンテナは、
隣接するフェーズドアレー用アンテナ素子の、隣接する金属部が、一体に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明は、以上の構成により、素子間隔を広げることなく、交差偏波を抑制でき、フェーズドアレーアンテナに使用する際、従来より広角にビーム操作可能となる。つまり、素子の間隔を広げる必要が無いため、小型かつ広角にビーム走査できる。そして、Ｘ帯フェーズドアレーアンテナの交差偏波の問題も解決できる。
本発明のその他の効果は、発明を実施するための形態においても説明される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の構成例を示す。
【図2】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の構成例を示す。
【図3】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の構成例を示す。
【図4】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の構成例を示す。
【図5】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の構成例を示す。
【図6】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の特性例を示す。
【図7】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の特性例を示す。
【図8】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の特性例を示す。
【図9】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の特性例を示す。
【図10】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の特性例を示す。
【図11】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の特性例を示す。
【図12】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の金属部の構成例を示す。
【図13】本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子の金属部の構成例を示す。
【図14】本発明の一実施例におけるフェーズドアレーの構成例を示す。
【図15】従来例を示す。
【図16】比較例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図１および図２は、本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナ１およびフェーズドアレー用アンテナ素子１０の構成例を示す。
本説明および図面では、フェーズドアレーアンテナ１およびフェーズドアレー用アンテナ素子１０を、それぞれアレーアンテナおよびアンテナ素子と呼ぶことがある。
本説明および図面では、フェーズドアレーアンテナ１およびフェーズドアレー用アンテナ素子１０を、それぞれアレーアンテナおよびアンテナ素子と呼ぶことがある。
【0008】
本実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子１０は、略正方形である。
フェーズドアレー用アンテナ素子１０は、偏波通信部１１、金属素子１２、複数のスルーホール１４、および、４つの金属部１５を有する。
偏波通信部１１は複数の異なる偏波の信号を送信または受信するものであり、本実施例では端子部１１として形成されている。本実施例では複数の異なる偏波の信号を送信および受信するが、送信のみ、あるいは、受信のみ行う構成でもよい。
フェーズドアレー用アンテナ素子１０は、偏波通信部１１、金属素子１２、複数のスルーホール１４、および、４つの金属部１５を有する。
偏波通信部１１は複数の異なる偏波の信号を送信または受信するものであり、本実施例では端子部１１として形成されている。本実施例では複数の異なる偏波の信号を送信および受信するが、送信のみ、あるいは、受信のみ行う構成でもよい。
【0009】
端子部１１には複数の異なる偏波が入力される。本実施例では、右旋円偏波および左旋円偏波用の信号が入力される。本実施例において端子部１１は２つ、つまり、右旋円偏波および左旋円偏波用に２つ設けられている。
もちろん、２つの信号が入力できれば、端子部１１は２つ以外に１つなどでもよい。また、本実施例では、フェーズドアレー用アンテナ素子１０において、金属素子１２が設けられる表面に対して、端子部１１は裏面に設けられているが、端子部１１は側面などそれ以外の場所に設けることもできる。あるいは、本実施例では制御部は外部に設けられているが、フェーズドアレー用アンテナ素子１０と制御部を一体化して、フェーズドアレー用アンテナ素子１０が制御部および偏波送受信部１１を内蔵する構成とし、端子部１１自体は省略することもできる。この場合には、偏波通信部１１は制御部となる。
もちろん、２つの信号が入力できれば、端子部１１は２つ以外に１つなどでもよい。また、本実施例では、フェーズドアレー用アンテナ素子１０において、金属素子１２が設けられる表面に対して、端子部１１は裏面に設けられているが、端子部１１は側面などそれ以外の場所に設けることもできる。あるいは、本実施例では制御部は外部に設けられているが、フェーズドアレー用アンテナ素子１０と制御部を一体化して、フェーズドアレー用アンテナ素子１０が制御部および偏波送受信部１１を内蔵する構成とし、端子部１１自体は省略することもできる。この場合には、偏波通信部１１は制御部となる。
【0010】
金属素子１２は、ｎを２以上の自然数として、略正２ｎ角形であり、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子１０の中心に配置される。「略正２ｎ角形」とは、ｎが無限大の場合としての略円形も含む。
図１は、金属素子１２がｎ＝２の正方形の場合を示すが、例えば、図３のようにｎ＝３の正六角形、図４のようにｎ＝４の正八角形、あるいは、図５のように円形でもよい。
図１は、金属素子１２がｎ＝２の正方形の場合を示すが、例えば、図３のようにｎ＝３の正六角形、図４のようにｎ＝４の正八角形、あるいは、図５のように円形でもよい。
【0011】
金属部１５は、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子１０の四隅にある４つのコーナー部に、１つずつ配置されている。
複数のスルーホール１４は略正方形の周囲に配置され、それぞれの金属部１５は複数のスルーホール１４に接続されている。
複数のスルーホール１４は略正方形の周囲に配置され、それぞれの金属部１５は複数のスルーホール１４に接続されている。
【0012】
金属部１５は、端子部１１から離間する向きに配置されている。つまり、例えば、端子部１１に向かって伸びるようなＸ字型は含まない。
同時に、金属部１５は、略正方形の角を詰めるように配置されている。つまり、角から出っ張る形状は含まない。
同時に、金属部１５は、略正方形の角を詰めるように配置されている。つまり、角から出っ張る形状は含まない。
【0013】
図１は、本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナ１の構成例を示す。
略正方形であるアンテナ素子１０の間隔は１８．０ｍｍ、素子基板１３の４つの角にL字型の金属部１５をそれぞれ配置している。素子基板１３は１７．５ｍｍ、アンテナ素子１０の正方形の対角線は１０．０ｍｍであり、素子基板１３の１／３程度の長さである６．０ｍｍだけ、金属部１５が離間するようにカットしている。
本構成では、交差偏波が大きい８１５０ＭＨｚでも主偏波と交差偏波の差を１５ｄB以上に抑制できる。ｎ＝３，４，６などの他の場合においても同様に交差偏波を抑制できる。
略正方形であるアンテナ素子１０の間隔は１８．０ｍｍ、素子基板１３の４つの角にL字型の金属部１５をそれぞれ配置している。素子基板１３は１７．５ｍｍ、アンテナ素子１０の正方形の対角線は１０．０ｍｍであり、素子基板１３の１／３程度の長さである６．０ｍｍだけ、金属部１５が離間するようにカットしている。
本構成では、交差偏波が大きい８１５０ＭＨｚでも主偏波と交差偏波の差を１５ｄB以上に抑制できる。ｎ＝３，４，６などの他の場合においても同様に交差偏波を抑制できる。
【0014】
金属部１５同士の離間距離、つまり、カット幅が、７ｍｍ（０．２λＢ）の場合も同様の効果があるが、８ｍｍ（０．２２λＢ）になると、正方形や正六角形などいずれの場合も主偏波と交差偏波の差が１０ｄB程度と悪化する。
また、７５００MHzや８４００MHzでも、金属部１５がない場合は交差偏波が抑制できず、金属部１５がリング状である場合には、ビーム幅が広くなりすぎてしまったり、端子間結合量も悪化する。
また、７５００MHzや８４００MHzでも、金属部１５がない場合は交差偏波が抑制できず、金属部１５がリング状である場合には、ビーム幅が広くなりすぎてしまったり、端子間結合量も悪化する。
【0015】
以上のように、素子間隔を広げることなく、交差偏波を抑制でき、フェーズドアレーアンテナ１に使用する際、従来より広角にビーム操作可能となる。つまり、素子の間隔を広げる必要が無いため、小型かつ広角にビーム走査できる。そして、Ｘ帯フェーズドアレーアンテナ１の交差偏波の問題も解決できる。
一実施例において、金属部１５は全体として略Ｌ字型である。「略Ｌ字型」とは、後述の図１３に示される略二等辺直角三角形を含む。
一実施例において、金属部１５は全体として略Ｌ字型である。「略Ｌ字型」とは、後述の図１３に示される略二等辺直角三角形を含む。
【0016】
図６および図７は、本発明の一実施例におけるフェーズドアレー用アンテナ素子１０を用いたフェーズドアレーアンテナ１の特性を示す。
本実施例では、周波数として７３００ＭＨｚから８４００ＭＨｚの電磁波を使用している。指向性の面からは、金属部１５の間の距離であるカット幅は０．０２λＢ～０．２λＢが望ましい。
他方、図６の特に左側つまり低周波側で示されるように、金属部１５の間の距離であるカット幅が０．１１λＢ以下では端子間結合量が大きくなってしまうが、カット幅が０．１２λＢ程度で端子間結合が－１０ｄＢ以下となり、カット幅が０．１３λＢ～０．２λＢの範囲で完全に良好な結果を示す。
本実施例では、周波数として７３００ＭＨｚから８４００ＭＨｚの電磁波を使用している。指向性の面からは、金属部１５の間の距離であるカット幅は０．０２λＢ～０．２λＢが望ましい。
他方、図６の特に左側つまり低周波側で示されるように、金属部１５の間の距離であるカット幅が０．１１λＢ以下では端子間結合量が大きくなってしまうが、カット幅が０．１２λＢ程度で端子間結合が－１０ｄＢ以下となり、カット幅が０．１３λＢ～０．２λＢの範囲で完全に良好な結果を示す。
【0017】
図８に示されるように、カット幅が０．１２λBの場合、３５°で主偏波と交差偏波の差が９．９ｄＢとなり、使用できる範囲が狭くなってしまう。
これに対して、図９および図１０に示されるように、カット幅が０．１３λB～０．２λBの場合、６０°付近まで主偏波と交差偏波の差が１０ｄＢ以上あり、使用できる範囲が広い。
また、図１１に示されるように、カット幅が０．２１λBの場合、２１°で主偏波と交差偏波の差が９．９ｄＢとなり、使用できる範囲が狭くなってしまう。
これに対して、図９および図１０に示されるように、カット幅が０．１３λB～０．２λBの場合、６０°付近まで主偏波と交差偏波の差が１０ｄＢ以上あり、使用できる範囲が広い。
また、図１１に示されるように、カット幅が０．２１λBの場合、２１°で主偏波と交差偏波の差が９．９ｄＢとなり、使用できる範囲が狭くなってしまう。
【0018】
他の周波数帯および形状においても同様の特性が見られる。このことから、隣接するフェーズドアレー用アンテナ素子１０同士の中間にある、フェーズドアレー用アンテナ素子１０の略正方形の一辺において、この一辺方向に１／４波長、つまり、０．２５波長程度の成分が、交差偏波の生成に影響していることが推測される。実際には、金属部１５は有限の大きさを有するため、金属部１５の間の距離が０．２５波長よりやや小さい範囲で、交差偏波を大幅に減少させることができると考えられる。
以上のように、金属部１５の間の距離は、右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、金属部１５がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、金属部１５の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることが望ましい。
以上のように、金属部１５の間の距離は、右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、金属部１５がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、金属部１５の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることが望ましい。
【0019】
同一の金属部１５において主偏波のビーム幅等は、右旋円偏波・左旋円偏波とも大きくは変わらないが、交差偏波の大きさについては一方が他方より大きい場合がほとんどである。このため、交差偏波が大きい方の波長λＢに合わせて、金属部１５の間の距離を設計することにより、全体としての特性を向上させることができる。
なお、右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、金属部１５がない場合の交差偏波が等しい場合には、λＢとλＲとλＬを等しくすればよいことは言うまでもなく、この場合には、「右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下である」とは、「金属部１５の間の距離が０．１３λＲ以上０．２λＲ以下である」と同時に「金属部１５の間の距離が０．１３λＬ以上０．２λＬ以下である」ことを意味する。
なお、右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、金属部１５がない場合の交差偏波が等しい場合には、λＢとλＲとλＬを等しくすればよいことは言うまでもなく、この場合には、「右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下である」とは、「金属部１５の間の距離が０．１３λＲ以上０．２λＲ以下である」と同時に「金属部１５の間の距離が０．１３λＬ以上０．２λＬ以下である」ことを意味する。
【0020】
本実施例では７３００MHzから８４００MHzの円偏波を用いているが、 あくまで一例であり、円偏波以外の直線偏波にも適用できる。
一実施例において、端子部１１に入力される複数の異なる偏波は、複数の異なる直線偏波である。
一実施例において、端子部１１に入力される複数の異なる偏波は、複数の異なる直線偏波である。
【0021】
【0022】
本発明の一実施例として、図１４に示されるように、上述のいずれかに記載のフェーズドアレー用素子１０を複数備えたフェーズドアレーアンテナ１において、隣接するフェーズドアレー用アンテナ素子１０の、隣接する金属部１５は、一体に形成されている構成とすることもできる。
本実施例では、複数の素子を金属部１５で一体化し、同時に加工するため製造時の工数を減らすことができ、コストにおいても有利となる。
本実施例では、複数の素子を金属部１５で一体化し、同時に加工するため製造時の工数を減らすことができ、コストにおいても有利となる。
【0023】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うでもない。
例えば、基板の最上層に設けられているスルーホールは金属部からはみ出ていてもよく、あるいは、隣接するアンテナ素子の間でスルーホールが共用される構成でもよい。
例えば、基板の最上層に設けられているスルーホールは金属部からはみ出ていてもよく、あるいは、隣接するアンテナ素子の間でスルーホールが共用される構成でもよい。
【符号の説明】
【0024】
１ フェーズドアレーアンテナ
１０ フェーズドアレー用アンテナ素子
１１ 端子部（偏波通信部）
１２ 金属素子
１３ 素子基板
１４ スルーホール
１５ 金属部
１０ フェーズドアレー用アンテナ素子
１１ 端子部（偏波通信部）
１２ 金属素子
１３ 素子基板
１４ スルーホール
１５ 金属部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子であって、
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、
および、
略正方形の前記フェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
前記金属部は複数の前記スルーホールに接続され、
前記金属部は、前記複数のスルーホールから離間する向きに配置されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子。
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、
および、
略正方形の前記フェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
前記金属部は複数の前記スルーホールに接続され、
前記金属部は、前記複数のスルーホールから離間する向きに配置されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項2】
前記金属部は全体として略Ｌ字型であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項3】
右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、
前記金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
前記金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
前記金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
前記金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項4】
複数の異なる偏波が、右旋円偏波と左旋円偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項5】
複数の異なる偏波が、異なる直線偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項6】
請求項１ないし５のいずれかに記載のフェーズドアレー用アンテナ素子を複数備えたフェーズドアレーアンテナ。
【請求項7】
隣接する前記フェーズドアレー用アンテナ素子の、隣接する前記金属部が、一体に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【手続補正書】
【提出日】2023-12-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子であって、
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、
および、
略正方形の前記フェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
前記金属部は複数の前記スルーホールに接続され、
前記金属素子は、前記複数のスルーホールから離間する向きに配置されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子。
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、
および、
略正方形の前記フェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
前記金属部は複数の前記スルーホールに接続され、
前記金属素子は、前記複数のスルーホールから離間する向きに配置されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項2】
前記金属部は全体として略Ｌ字型であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項3】
右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、
前記金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
前記金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
前記金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
前記金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項4】
複数の異なる偏波が、右旋円偏波と左旋円偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項5】
複数の異なる偏波が、異なる直線偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項6】
請求項１ないし５のいずれかに記載のフェーズドアレー用アンテナ素子を複数備えたフェーズドアレーアンテナ。
【請求項7】
隣接する前記フェーズドアレー用アンテナ素子の、隣接する前記金属部が、一体に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【手続補正書】
【提出日】2023-12-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
金属素子１２は、端子部１１から離間する向きに配置されている。つまり、例えば、端子部１１に向かって伸びるようなＸ字型は含まない。
同時に、金属部１５は、略正方形の角を詰めるように配置されている。つまり、角から出っ張る形状は含まない。
同時に、金属部１５は、略正方形の角を詰めるように配置されている。つまり、角から出っ張る形状は含まない。
【手続補正書】
【提出日】2024-05-31
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子であって、
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、
および、
略正方形の前記フェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
前記金属部は複数の前記スルーホールに接続され、
前記金属素子は、前記複数のスルーホールに接続された前記金属部から離間する向きに配置されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子。
複数の異なる偏波の信号を送信または受信する偏波通信部、
ｎを２以上の自然数として、略正方形のフェーズドアレー用アンテナ素子の中心に配置される略正２ｎ角形の金属素子、
略正方形の周囲に配置される複数のスルーホール、
および、
略正方形の前記フェーズドアレー用アンテナ素子の四隅にある４つのコーナー部に配置される４つの金属部を有し、
前記金属部は複数の前記スルーホールに接続され、
前記金属素子は、前記複数のスルーホールに接続された前記金属部から離間する向きに配置されていることを特徴とする、フェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項2】
前記金属部は全体として略Ｌ字型であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項3】
右旋円偏波の波長λＲおよび左旋円偏波の波長λＬに対して、
前記金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
前記金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
前記金属部がない場合の交差偏波が大きい方の波長をλＢとして、
前記金属部の間の距離が０．１３λＢ以上０．２λＢ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項4】
複数の異なる偏波が、右旋円偏波と左旋円偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項5】
複数の異なる偏波が、異なる直線偏波であることを特徴とする、請求項２に記載のフェーズドアレー用アンテナ素子。
【請求項6】
請求項１ないし５のいずれかに記載のフェーズドアレー用アンテナ素子を複数備えたフェーズドアレーアンテナ。
【請求項7】
隣接する前記フェーズドアレー用アンテナ素子の、隣接する前記金属部が、一体に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
金属素子１２は、金属部１５から離間する向きに配置されている。つまり、例えば、金属部１５に向かって伸びるようなＸ字型は含まない。
同時に、金属部１５は、略正方形の角を詰めるように配置されている。つまり、角から出っ張る形状は含まない。
同時に、金属部１５は、略正方形の角を詰めるように配置されている。つまり、角から出っ張る形状は含まない。