(57)【要約】      （修正有）【課題】垂直偏波を受ける放射素子の応答を著しく変更することなく、平面状放射素子における静電放電現象を低減させる。【解決手段】二重偏波平面状放射素子は、外部金属グリッド３８と、外部金属グリッド３８と同心である少なくとも１つの金属パッチ１５と、外部金属グリッド３８と金属パッチ１５とを分離するキャビティ４１とを含み、外部金属グリッド３８および金属パッチ１５が、対になる少なくとも４つの対向する辺４２、４３、４４、４５によって境界を定められる多角形であり、２つの直交する電界ＥｖおよびＥｈに関連する２つの直交する分極方向を含み、分極方向の少なくとも一方は、多角形の２つの辺に対して平行であり、および分極方向に対して平行である金属パッチ１５の各辺４２、４３、４４、４５が、電界ＥｖまたはＥｈの一方が最小である外部グリッド３８のゾーン４７、４８、４９、５０に電気的に結合されている。【選択図】図５ａ
2010154530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部金属グリッド（３８、８２）と、前記外部金属グリッド（３８、８２）と同心である少なくとも１つの金属パッチ（１５）と、前記金属グリッド（３８、８２）と前記金属パッチ（１５）とを分離するキャビティ（４１）とを含み、前記グリッドおよび前記パッチが、対になる少なくとも４つの対向する辺（４２、４３、４４、４５）によって境界を定められた多角形であること、２つの直交する電界ＥｖおよびＥｈに関連した２つの直交する分極方向を含み、前記分極方向の少なくとも一方は前記多角形の２つの辺に対して平行であること、および前記分極方向に対して平行である前記金属パッチ（１５）の各辺（４２、４３、４４、４５）は、前記電界ＥｖまたはＥｈの一方が最小である前記外部グリッドのゾーン（４７、４８、４９、５０）に電気的に結合されている（４６）ことを特徴とする二重偏波平面状放射素子。
【請求項２】
前記金属パッチの前記多角形を、四角形、矩形、十字形または六角形から選択される形状とすることを特徴とする請求項１に記載の平面状放射素子。
【請求項３】
対になる４つの直交辺（４２、４３、４４、４５）を含むこと、および前記分極方向に対して平行である前記金属パッチ（１５）の各辺（４２、４３、４４、４５）がそれぞれ、前記分極方向に対して垂直である前記外部グリッド（３８）の辺（４７、４８、４９、５０）に結合されていることを特徴とする請求項２に記載の平面状放射素子。
【請求項４】
前記分極方向に対して平行である前記金属パッチ（１５）の各辺（４２、４３、４４、４５）の中心が、前記分極方向に対して垂直である前記外部グリッド（３８）の各辺の中心に結合されていることを特徴とする請求項３に記載の平面状放射素子。
【請求項５】
前記金属パッチ（１５）が、中心十字部を形成する少なくとも２つの直交するスロット（１８）をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の平面状放射素子。
【請求項６】
前記金属パッチ（１５）が、外部環状パッチ（３１、８３）と、前記外部環状パッチ（３１）と同心である少なくとも１つの内部パッチ（３０、８４）と、前記内部パッチ（３０）と外部パッチ（３１）とを分離する少なくとも１つの環状スロット（３２）とを含み、前記内部パッチおよび外部パッチが同じ多角形であること、および前記分極方向に対して平行である前記内部パッチ（３０）の各辺が、前記分極方向に対して垂直である前記外部環状パッチ（３１）の辺に結合されている（３７）ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の平面状放射素子。
【請求項７】
前記分極方向に対して平行である前記内部パッチ（３０）の各辺の中心が、前記分極方向に対して垂直である前記外部環状パッチ（３１）の辺の中心に結合されていることを特徴とする請求項６に記載の平面状放射素子。
【請求項８】
前記内部パッチ（８４）が、中心十字部を形成する少なくとも２つの直交するスロット（８６、８７）を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の平面状放射素子。
【請求項９】
前記金属パッチ（８３、８４）の前記多角形が十字形であること、および前記外部グリッド（８２）が四角形であることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の平面状放射素子。
【請求項１０】
前記金属パッチ（１５）が、外部環状パッチ（６１）と、前記外部環状パッチ（６１）と同心である少なくとも１つの内部パッチ（６２）と、前記内部パッチ（６２）と外部パッチ（６１）とを分離する少なくとも１つの環状スロット（６３）とを含み、前記内部パッチおよび外部パッチが、前記分極方向に対して平行である２つの辺（７３、７２、６４、６５）、および前記分極方向に対して傾斜しかつ交点（７４、７５、７０、７１）によって対になるように結合されている４つの辺（５６、５７、５８、５９、６６、６７、６８、６９）を含む六角形であること、前記分極方向に対して平行である前記外部金属パッチの各辺（６４、６５）が、前記内部パッチの交点（７４、７５）に電気的に結合されていること、および前記分極方向に対して平行である前記内部パッチ（６２）の各辺（７２、７３）が、前記外部金属パッチ（６１）の交点（７１、７０）に電気的に結合されていることを特徴とする請求項２に記載の平面状放射素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの二重偏波平面状放射素子を含むこと、および各放射素子の前記外部金属グリッドが前記アレイの金属接地面（１７）に結合されていることを特徴とするアレイアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電放電現象が最小限にされる二重偏波平面状放射素子、およびそのような放射素子を含むアレイアンテナに関する。本発明は、少なくとも１つの二重偏波平面状放射素子を含む任意のタイプのアンテナ、ある種のアンテナに取り付けられた放射アレイ、および宇宙飛行体、例えば衛星に搭載されたアレイアンテナ、例えば反射アレイアンテナまたは位相制御アレイアンテナに適用される。
【背景技術】
【０００２】
アレイアンテナ、例えば反射アレイアンテナまたは位相制御アレイアンテナ（フェーズドアレイアンテナとしても公知）などは、一次元または二次元放射アレイに組立てられた基本的な放射素子のセットを含み、指向性およびアンテナのゲインの増大を可能とする。反射アレイアンテナでは、アレイの基本的な放射素子は、寸法が変化するパッチ−スロット構成からなることが多い。放射素子の形状、例えば四角形、円形、六角形は、一般的にアレイに対して定められており、かつ一意である。放射素子の寸法を、それらが一次放射源によって照明されるときに、選択された放射パターンを得るように調整する。位相制御アレイアンテナでは、アレイの放射素子への信号の分配を、ビームフォーミングディストリビュータを用いて行う。
【０００３】
基本的な放射素子は、金属平面に取り付けられた、キャビティおよび放射スロットを備える構造とするか、または金属平面に取り付けられた誘電体基板の表面にプリントされた金属製の放射パッチを含むプレーナ構造とし得る。この金属パッチは、例えば図１に示すように、おそらく１つ以上のスロットを含む。これら放射スロットは、誘電体材料から作製するか、または複合材料から、例えば複合材料の表皮として使用される微細な誘電体プリント基板のハニカムの重ね合わせなどから作製することができる。しかしながら、アンテナが宇宙環境を維持可能とするために、放射素子間の静電放電現象を確実に最小限にすることが必要である。
【０００４】
宇宙飛行体の導電性外表面全ておよび内部の金属要素全てを飛行体の主要金属構造に連結させることによって、宇宙飛行体での静電放電を最小限にすることが知られている。直線偏波の放射素子の場合、分極方向に垂直な対称軸に沿って設けた金属線により放射素子を外部金属グリッドに接続することによって、特に問題なく接地を達成することができる。
【０００５】
しかしながら、二重偏波型の平面的な構造の基本的な放射素子からなる放射アレイの場合、様々な放射素子の分極を考慮する必要がある。実際に、例えば金属線によって放射素子を直接一緒に接続することは、これらの素子の分極および動作に影響を及ぼすことがあり、かつ共振を破壊して他の高いモードを励起させる原因となり得る。さらに、アレイアンテナの場合には、放射素子の整合性を破壊することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、垂直偏波を受ける放射素子の応答を妨害することなく静電放電現象が最小限にされる二重偏波平面状放射素子を提案することにより、この問題を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このために、本発明の主題は、外部金属グリッドと、外部金属グリッドと同心である少なくとも１つの金属パッチと、金属グリッドと金属パッチとを分離するキャビティとを含み、グリッドおよびパッチが、対になる少なくとも４つの対向する辺によって境界が定められた多角形を有すること、２つの直交する電界に関連した２つの直交する分極方向を含み、分極方向の少なくとも一方は、多角形の２つの辺に対して平行であること、および分極方向に対して平行である金属パッチの各辺は、電界の一方が最小である外部グリッドのゾーンに電気的に結合されていることを特徴とする二重偏波平面状放射素子である。
【０００８】
金属パッチの多角形を四角形、矩形、十字形、六角形から選択される形状とすることが有利である。
【０００９】
平面状放射素子が、対になる４つの直交する辺を含み、分極方向に対して平行である金属パッチの各辺がそれぞれ、前記分極方向に対して垂直である外部グリッドの辺に結合されていることが有利である。
【００１０】
好ましくは、分極方向に対して平行である金属パッチの各辺の中心が、前記分極方向に対して垂直である外部グリッドの辺の中心に結合されている。
【００１１】
特定の実施形態によれば、金属パッチは、十字形を形成する複数の直交するスロットを含み得る。
【００１２】
別の実施形態によれば、金属パッチは、外部環状パッチと、外部環状パッチと同心である少なくとも１つの内部パッチと、内部パッチと外部パッチとを分離する少なくとも１つの環状スロットとを含み、内部パッチおよび外部パッチは同じ多角形であり、分極方向に対して平行である内部パッチの各辺は、前記分極方向に対して垂直である外部環状パッチの辺に結合されている。
【００１３】
任意に、内部パッチは、中心十字部を形成する複数の直交するスロットを含むことができる。
【００１４】
好ましくは、分極方向に対して平行である内部パッチの各辺の中心は、前記分極方向に対して垂直である外部環状パッチの辺の中心に結合されている。
【００１５】
特定の実施形態によれば、金属パッチの多角形は十字形であり、外部グリッドは四角形である。
【００１６】
別の特定の実施形態によれば、金属パッチは、外部環状パッチと、外部環状パッチと同心である少なくとも１つの内部パッチと、内部パッチと外部パッチとを分離する少なくとも１つの環状スロットとを含み、内部パッチおよび外部パッチは、分極方向に対して平行である２つの辺および前記分極方向に対して傾斜しかつ交点によって対になるように結合されている４つの辺を備える六角形であり、前記分極方向に対して平行である外部金属パッチの各辺は、内部パッチの交点に電気的に結合されており、前記分極方向に対して平行である内部パッチの各辺は、外部金属パッチの交点に電気的に結合されている。
【００１７】
本発明はまた、少なくとも１つの二重偏波平面状放射素子と、アレイの金属接地面に結合されている各放射素子の外部金属グリッドとを含むアレイアンテナに関する。
【００１８】
本発明の他の特徴および利点は、添付の概略図を参照して、単なる例示として与えられかつ非限定的な例である以下の説明において明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】例示的なアレイアンテナを示す図である。
【図２】プレーナ技術によって作製された第１の例示的な基本的な二重偏波放射素子を示す図である。
【図３ａ】プレーナ技術によって作製された第２の例示的な基本的な二重偏波放射素子の上面図である。
【図３ｂ】プレーナ技術によって作製された第３の例示的な基本的な二重偏波放射素子の上面図である。
【図４】本発明による例示的な放射素子の概略的な上面図である。
【図５ａ】本発明による例示的な放射素子の概略的な上面図である。
【図５ｂ】本発明による例示的な放射素子の概略的な上面図である。
【図６】本発明による第４の例示的な放射素子の概略的な上面図である。
【図７】本発明による第５の例示的な放射素子の概略的な上面図である。
【図８】本発明による第６の例示的な放射素子の概略的な上面図である。
【図９ａ】本発明による例示的な放射アレイの概略的な上面図である。
【図９ｂ】本発明による例示的な放射アレイの概略的な上面図である。
【図９ｃ】本発明による例示的な放射アレイの概略的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に、反射面１４を形成する反射アレイ１１と、入射波によって反射アレイ１１を照射する一次放射源１３とを含む例示的なアレイアンテナ１０を示す。反射アレイは、二次元の表面を形成するものとして配列された複数の基本的な放射素子を含む。
【００２１】
図２に、第１の例示的な二重偏波型の基本的な放射素子１２を示し、この放射素子は、下面に金属接地面１７が備え付けられた基板１６の上面に金属パッチ１５がプリントされており、その基板はおそらく誘電体材料であるか、または例えばハニカム式のスペーサ材料および微細な誘電体材料からなる複合材料である。金属パッチ１５は、その中心に、十字形に形成された２つのスロット１８を含む。基本的な放射素子１２の形状は、例えば四角形、矩形、六角形、円形、十字形または任意の他の幾何学的形状とし得る。形成されたスロット数は２つでなくてもよく、それらの配置は十字でなくてもよい。図２では、各スロットは同じ寸法を有するが、寸法が異なっていてもよい。
【００２２】
図３ａに、第２の例示的な二重偏波平面状放射素子を示す。放射素子は多角形、例えば四角形であり、かつ第１の内部金属パッチ３０と、金属リング３１を形成する第２の外部環状金属パッチ３１と、外部金属リング３１と内部金属パッチ３０とを分離する環状スロット３２とを含む。内部パッチ、リングおよびスロットは同心である。放射素子が２つの励起波により垂直分極される場合、２つの分極方向に対応する２つの電界ＥｖおよびＥｈは相互に直交している。電界Ｅｖは放射素子の第１の辺３３に平行であり、かつ電界Ｅｈは放射素子の第２の辺３４に平行であり、第１の辺３３および第２の辺３４は相互に直交している。環状スロット３２は、セットアップされた分極モードの周期とその円周の長さが等しいとき、共振する。それゆえ、図３ａに示すように、電界Ｅｖは、電界Ｅｈが最小であるスロットのある領域３５において最大であり、かつ電界Ｅｈが最大である他の領域３６において消滅する。電界Ｅｖまたは電界Ｅｈの一方が、漸次的に消滅する領域は、外部リングが、対応する分極方向に対して平行な領域である。電界Ｅｖまたは電界Ｅｈが消滅する箇所において、内部パッチと外部リングとの間に短絡回路を配置することが可能である。その理由は、これは、このモードに従って偏波された波を受ける放射素子の応答に対しては何ら影響を及ぼさないためである。実際に、図３ｂに示すように、各分極に対して、環状スロット３２は、対応する分極に平行な辺に垂直な２等分線に対して対称的に配置された２つの相補的な半円環形である２つの半スロットに等しい。それゆえ、分極による電界Ｅｖの場合、環状スロット３２は、辺３３の垂直２等分線５に対して対称的に配置された２つの半スロット１、２に等しい。同様に分極による電界Ｅｈの場合、環状スロット３２は、辺３４の垂直２等分線６に対して対称的に配置された２つの半スロット３、４に等しい。それゆえ、図３ｂに示す４つの交互になった半円環からなる４つの半スロットは、各電界Ｅｖ、Ｅｈに対して、図３ａに示すような環状スロットと同じように振舞う。
【００２３】
図３ａおよび３ｂに示す放射素子はまた、図４に示すように、電界Ｅｖ、電界Ｅｈが消滅する箇所において、内部パッチと外部リングとの間に短絡回路を有する放射素子と同じように振舞う。本発明によるこの例では、内部金属パッチ３０の各辺が、それに対して直交する外部リング３１の辺に、例えば金属線３７によって電気的に結合している。好ましくは、金属線３７は、内部金属パッチ３０の辺の中央を、それに対して直交する外部リング３１の辺の中央に結合する。共振はさておいて、スロットの短絡は、決して放射素子の特性を著しく変更させることはない。スロットが共振に近い状態にある場合には、各分極方向がパッチの辺および外部リングの辺の一方に対して平行であるように放射素子が垂直偏波によって励起されるときに、この電気的接続は、放射素子の応答にはほとんど影響を及ぼさない。実際に、各分極方向に対応する電界は、前記分極方向に対して垂直なスロットの領域において最大であり、かつ前記分極方向に対して平行なスロットの領域において非常に弱いか、または実際にゼロである。
【００２４】
内部パッチの各辺が上述のように外部リングに結合されるとき、内部パッチ上に現れる擬似静電荷が外部リングに流れ込む。そのとき、放射素子の外部リングを、静電荷を除去するために取り付けられているアンテナまたは放射アレイの金属質量体に結合するだけで十分である。
【００２５】
図５ａに示すように、放射素子を放射アレイに組み込む場合、静電荷がアレイの金属接地面、例えば放射素子の接地面１７に流れ込むように外部金属グリッドを追加できる。
【００２６】
図５ａに示す放射素子は、十字を形成するように２つの直交するスロット１８、２０が形成された、例えば四角形の金属パッチ１５を含む。十字は、通常金属パッチの中心に位置決めされており、かつ各スロットは、四角形の２つの対向する辺に対して平行になるようにされている。あるいは、十字は、例えば図５ｂに示す、それぞれ各中心スロットの２つの端部に直角に配置された４つの追加的なスロットを含むエルサレム十字架と呼ばれる十字形のように、追加的な直角スロット２１、２２、２３、２４を含み得る。さらに、放射素子３９は、グリッドと金属パッチとの間のキャビティ４１の境界を定める外部環状金属グリッド３８を含む。外部環状グリッドおよび金属パッチは同心であり、かつ幾何学的形状が同じである。キャビティ４１は放射スロットとして振る舞い、放射全体に関わる。図５ａおよび５ｂに示すパッチの幾何学的形状は四角形であるが、本発明は、このタイプの形状に限定されない。特に、本発明は、矩形、または対になる少なくとも４つの対向する辺によって境界が定められる多角形、例えば六角形または十字形などのパッチにも適用される。本発明によれば、内部金属パッチの各辺４２、４３、４４、４５は、それに対して垂直な外部グリッド３８の辺４７、４８、４９、５０に、例えば金属線４６によって電気的に結合される。好ましくは、金属線は内部金属パッチの辺の中央を、それに対して垂直な外部グリッドの辺の中央に結合する。図４の例に適用されたものと同じ理論が、金属リング３１を金属グリッド３８で置き換えても有効なままである。
【００２７】
上述のように内部パッチの各辺が外部グリッドに結合される場合、パッチ上に現れる擬似静電荷が外部グリッドに流れ込む。そこでは、放射素子の外部グリッドを、静電荷を除去するために取り付けられている、アンテナまたは放射アレイの金属質量体に結合するだけで十分である。
【００２８】
図６に、本発明による第４の例示的な放射素子を示す。この例では、放射素子の幾何学的形状は六角形であり、対になる６つの対向する辺を含む。この放射素子は、環状スロット６３によって離隔された２つの同心状の環状金属パッチ６１、６２を含む。分極による電界Ｅｈの方向の一方が六角形の２つの対向する辺６４、６５に対して平行となるように、この放射素子が垂直偏波によって励起される場合、電界Ｅｖは、電界Ｅｖに対して垂直な外部パッチの領域、すなわち、いずれの分極方向に対しても平行ではない辺６６、６７、６８、６９が交わる六角形の交点領域において最小である。それゆえ、分極による電界Ｅｈの方向の一方に対して平行である内部パッチ６２の各辺７２、７３は、いずれの分極方向に対しても平行ではない辺６６、６７および辺６８、６９が交わる外部パッチ６１の交点７０、７１に電気的に結合している。同様に、いずれの分極方向に対しても平行ではない辺５６、５７、５８、５９が交わる内部パッチ６２の交点７４、７５は、分極による電界Ｅｈの方向に対して平行である外部パッチ６１の辺６５、６４に電気的に結合している。上述の例では、放射素子を放射アレイに組み込む場合、外部金属グリッド（図示せず）を追加して、放射素子の接地面１７などの、アレイの金属接地面に向かって静電荷が流れ込むようにする。
【００２９】
複数の環状スロット７６、７７および複数の同心状の金属パッチ７８、７９、８０を備え、図７および図８に示すように各環状スロットが２つの隣接するパッチを分離する放射素子について、同じ原理が当てはまる。この場合、分極方向に対して平行な第１の内部金属パッチ８０の各辺は、それを取り囲む第２の環状金属パッチ７９の、パッチ８０の辺と直交する辺に電気的に結合されており、かつ分極方向に対して平行である第２の環状金属パッチ７９の各辺は、それを取り囲む第３の金属パッチ７８の、パッチ７９の辺と直交する辺に電気的に結合されている。各金属パッチも同様に、それを取り囲む環状金属パッチの内側にある全ての金属パッチは、分極方向に対して平行であるそれらの各辺が、それを取り囲む環状金属パッチの直交辺に結合されている。さらに、放射素子は、キャビティ９８によって外部環状パッチ７８から分離された外部環状金属グリッド９４を含み得る。この場合、図５に関連して上述したように、第３の外部金属パッチ７８の各辺を、それに対して直交する外部グリッド９４の辺に電気的に結合する。
【００３０】
図８では、放射素子は、四角形の外部グリッド８２と、キャビティ８８によって外部グリッドから離隔されている中心十字部とを含む。中心十字部は、十字形環状スロット８５によって分離された２つの十字形環状金属パッチ８３、８４と、放射素子の中心に位置決めされた、十字を形成する２つの直交するスロット８６、８７とを含む。種々の十字は、各スロット８５、８６、８７が第１の分極による電界Ｅｖの方向に対して平行である領域と、第２の分極による電界Ｅｈの方向に対して平行である領域とを含むようになっている。同様に、各環状金属パッチ８３、８４およびグリッド８２は、第１の電界Ｅｖの方向に対して平行である辺と、それに直交する辺とを含み、かつ第２の電界Ｅｈの方向に対して平行である辺と、それに直交する辺とを含む。図７で示した例のように、分極方向に対して平行である第１の内部金属パッチ８４の各辺は、第２の環状金属パッチ８３の直交辺、またはそれを取り囲む外部金属グリッド８２の直交辺に電気的に結合されている。このタイプの十字形平面状放射素子では、四角形または円形タイプの素子における環状スロットのパターンよりも寸法が小さくなるという利点がある。なぜなら、電気路が延長されているためである。それゆえ、それらをより小さなメッシュのアレイに挿入することができ、これは帯域の点から性能的に好ましく、それにより、急勾配で入射した波に対するアレイの応答を改善する。
【００３１】
図９ａ、図９ｂ、図９ｃは、本発明による３つの例示的な放射アレイを示す。図９ａのアレイは、２つの二重偏波平面状放射素子を含み、各放射素子３９、４０は、金属パッチ１５、１９と、パッチからキャビティによって離隔された外部グリッドとを含む。２つの放射素子は隣接しており、２つの外部グリッド５０、５１は、共通の辺４９を含む。金属パッチの各辺は、外部グリッドの直交辺に電気的に結合されている。
【００３２】
図９ｂおよび９ｃのアレイは、４つの二重偏波平面状放射素子を含む。図９ｂでは、各放射素子９０、９１、９２、９３は、内部金属パッチ８０と、第１の環状スロット７７によって内部パッチから離隔された第１の環状金属パッチ７９と、第２の環状スロット７６によって第１の環状パッチ７９から離隔された第２の環状金属パッチ７８と、キャビティ９８によって第２の環状金属パッチ７８から離隔された環状金属グリッド９４、９５、９６、９７とを含む。４つの放射素子は相互に隣接しており、４つのグリッドは、対になる共通辺９９、１０１、１０２、１０３を含む。
【００３３】
図９ｃでは、各放射素子１０４、１０５、１０６、１０７は、図８のように、十字形の２つの中心スロット８６、８７と、中心十字部を取り囲む第１の内部環状パッチ８４と、第１の環状パッチ８４の外側にありかつそれから環状スロット８５によって離隔されている第２の環状パッチ８３と、第２の環状金属パッチ８３からキャビティ８８によって離隔されている四角形の外部環状金属グリッド８２とを含む。４つの放射素子は相互に隣接しており、４つのグリッドは、対になる共通辺を含む。
【００３４】
各金属パッチは、分極方向に対して平行であり、かつそれを取り囲む金属パッチの直交辺、または第２の環状パッチの場合には、外部金属グリッドの直交辺に結合されている辺を含む。それゆえ、垂直偏波を受ける放射素子の応答を妨害することなく全ての静電荷が外部金属グリッドに向かって流れ込む。その後静電荷は、金属接地面に対して外側のグリッドに結合されることにより、アレイの金属接地面に向かって放電される。
【００３５】
それゆえ、様々なサイズおよび様々な特徴の放射アレイを、複数の放射素子を組み合わせて所望のサイズの一次元または二次元の放射表面を構成することによって、作製することができる。素子は全て、所望のアンテナのタイプに依存して同一であってもよいし、異なる構造であってもよい。その後、アレイを、例えば図１に示すようなまたは任意の他のタイプのアレイアンテナなど、選択されたアレイアンテナに取り付けることができる。
【００３６】
本発明を特定の実施形態と併せて説明してきたが、それに限定されないこと、ならびに本発明の範囲に含まれる場合には上述の手段の技術的な等価物およびそれらの組み合わせを全て含むことは明白である。特に、中実パッチや環状パッチと十字形の直交する中心スロットとの全ての組み合わせをなすことができ、十字形は、例えば単純な十字形またはエルサレム十字架などの、２つ以上の複数の直交するスロットを含むことができる。同様に、六角形の幾何学的形状または十字形である平面状放射素子は、異なる形状、例えば四角形の外部グリッドを含み得る。さらに、六角形の放射素子は、単純な十字形またはエルサレム十字架を形成する直交する中心スロットを有する内部パッチを含み得る。
【符号の説明】
【００３７】
１０  アレイアンテナ
１１  反射アレイ
１２  放射素子
１３  一次放射源
１４  反射面
１５  金属パッチ
１６  基板
１７  金属接地面
１８  スロット
１９  金属パッチ
２０  スロット
２１、２２、２３、２４  直角スロット
３０  内部パッチ
３１  外部環状パッチ
３２  環状スロット
３３  第１の辺
３４  第２の辺
３５  領域
３６  領域
３７  金属線
３８  外部金属グリッド
４１  キャビティ
４２、４３、４４、４５  金属パッチの辺
４６  金属線
４７、４８、４９、５０  外部グリッドの辺
５１  外部グリッド
５６、５７、５８、５９  辺
６１  外部環状パッチ
６２  内部パッチ
６３  環状スロット
６４、６５  外部金属パッチの辺
６６、６７、６８、６９  辺
７２、７３  内部パッチの辺
７０、７１  外部金属パッチの交点
７２、７３  外部パッチの辺
７４、７５  内部パッチの交点
７６、７７  環状スロット
７８、７９、８０  金属パッチ
８２  外部金属グリッド
８３  外部環状パッチ
８４  内部パッチ
８５、８６、８７  スロット
８８  キャビティ
９０、９１、９２、９３  放射素子
９４、９５、９６、９７  環状金属グリッド
９８  キャビティ
９９、１０１、１０２、１０３  対になる共通辺
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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