(57)【要約】【解決手段】ダイポールアンテナは、基台と、基台の前に位置付けされ、中央部分まわりに配置されるダイポールの第１及び第２の対と、基台からダイポールへと延び、基台の前に位置付けされる第１の交差点で各々がダイポールの第１の対の一方にそれぞれ接続されるフィードプローブの第１の対に分割される第１のフィードラインと、基台からダイポールへと延び、基台の前に位置付けされる第２の交差点で各々がダイポールの第２の対の一方にそれぞれ接続されるフィードプローブの第２の対に分割される第２のフィードラインと、を備える。フィードプローブは、ダイポールと領域結合するためにダイポールと間隔が空けられている。１の実施形態では、フィードプローブの第１の対はダイポールの第１の面に位置付けされ、フィードプローブの第２の対は第１の面とは反対のダイポールの第２の面に位置付けされる。他の実施形態では、ダイポールはＰＣＢにプリントされる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台の前に位置付けされ、中央部分まわりに配置されるダイポールの第１及び第２の対と、
前記基台から前記ダイポールへと延び、前記基台の前に位置付けされる第１の交差点で各々がダイポールの前記第１の対の一方にそれぞれ接続されるフィードプローブの第１の対に分割される第１のフィードラインと、
前記基台から前記ダイポールへと延び、前記基台の前に位置付けされる第２の交差点で各々がダイポールの前記第２の対の一方にそれぞれ接続されるフィードプローブの第２の対に分割される第２のフィードラインと、
を備えたダイポールアンテナ。
【請求項２】
前記交差点の少なくとも１つは前記基台と前記ダイポールの間に位置される請求項１のアンテナ。
【請求項３】
前記第１の交差点は前記基台と前記ダイポールの間に位置され、前記第２の交差点は前記ダイポールの前に位置される請求項１のアンテナ。
【請求項４】
前記第1及び第２の交差点は、それぞれ前記基台と前記ダイポールの間に位置される請求項２のアンテナ。
【請求項５】
前記フィードプローブは前記ダイポールと領域結合するために、前記ダイポールから間隔が空けられる請求項１のアンテナ。
【請求項６】
前記フィードプローブの第１の対は前記ダイポールの第１の面に位置され、前記フィードプローブの第２の対は前記第１の面とは反対の前記ダイポールの第２の面に位置される請求項１のアンテナ。
【請求項７】
各ダイポールは１対の脚部と１対のアームを有し、各フィードプローブはダイポールの第１の脚部のそばに位置された第１の部分と、前記ダイポールの第２の脚部のそばに位置された第２の部分とを有する請求項１のアンテナ。
【請求項８】
前記第1及び第２の部分はフック形状の輪郭を有する請求項７のアンテナ。
【請求項９】
前記フィードプローブはバランである請求項１のアンテナ。
【請求項１０】
前記基台から延び、前記ダイポールと前記フィードラインを支持する支持構造を更に備えた請求項１のアンテナ。
【請求項１１】
中央部分まわりに配置される２対のダイポールと、
各々がそれぞれのダイポールに接続される２対のフィードプローブと、を備え、
前記フィードプローブは前記ダイポールに領域結合するために該ダイポールから間隔が空けられている、ダイポールアンテナ。
【請求項１２】
各ダイポールは１対の脚部と１対のアームを有し、各フィードプローブはダイポールの第１の脚部のそばに位置される第１の部分と、前記ダイポールの第２の脚部のそばに位置される第２の部分を有する請求項１１のアンテナ。
【請求項１３】
前記第１及び第２の部分はフック形状の輪郭を有する請求項１２のアンテナ。
【請求項１４】
前記フィードプローブはバランである請求項１１のアンテナ。
【請求項１５】
前記フィードプローブの第１の対は前記ダイポールの第１の面に位置されており、前記フィードプローブの第２の対は前記第１の面とは反対の前記ダイポールの第２の面に位置されている請求項１１のアンテナ。
【請求項１６】
中央部分まわりに配置されるダイポールの２対と、
前記ダイポールの対のうち第１の対に結合されるフィードプローブの第１の対と、
前記ダイポールの対のうち第２の対に結合されるフィードプローブの第２の対と、
を備え、前記フィードプローブの第１の対は前記ダイポールの第１の面に位置付けされ、前記フィードプローブの第２の対は前記第１の面と反対の前記ダイポールの第２の面に位置付けされる、ダイポールアンテナ。
【請求項１７】
各ダイポールは１対の脚部と１対のアームを有し、各フィードプローブはダイポールの第１の脚部のそばに位置された第１の部分と、前記ダイポールの第２の脚部のそばに位置された第２の部分とを有する請求項１６のアンテナ。
【請求項１８】
前記第１及び第２の部分はフック形状の輪郭を有する請求項１７のアンテナ。
【請求項１９】
前記フィードプローブはバランである請求項１６のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中央部分まわりに配置された２対のダイポールを備えたダイポールアンテナに関する。ダイポールアームは、非スクエア（例えば環状）形状を提示するよう形成されることがあるが、この種のアンテナは"ダイポールスクエア"又は"ダイポールボックス"として従来は知られている。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第６３１３８０９号の図１は、中心点から射出する４つの接続ラインを有するダイポールスクエアを示す。米国特許第６８１９３００号は、各ダイポールがそれぞれ同軸ケーブルとして駆動されるダイポールスクエアを示す。国際公開第２００４／０５５９３８号では、様々なダイポールスクエア配置について更に述べられている。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の例示的な実施形態は、基台と、前記基台の前に位置付けされ、中央部分まわりに配置されるダイポールの第１及び第２の対と、前記基台から前記ダイポールへと延び、前記基台の前に位置付けされる第１の交差点で各々がダイポールの前記第１の対の一方にそれぞれ接続されるフィードプローブの第１の対に分割される第１のフィードラインと、前記基台から前記ダイポールへと延び、前記基台の前に位置付けされる第２の交差点で各々がダイポールの前記第２の対の一方にそれぞれ接続されるフィードプローブの第２の対に分割される第２のフィードラインと、を有するダイポールアンテナを提供する。
【０００４】
本発明の例示的な実施形態は、中央部分まわりに配置される２対のダイポールと、各々がそれぞれのダイポールに接続される２対のフィードプローブとを備え、前記フィードプローブは前記ダイポールに領域結合するために該ダイポールから間隔が空けられている、ダイポールアンテナを更に提供する。
【０００５】
本発明の確かである例示的な実施形態は、中央部分まわりに配置されるダイポールの２対と、前記ダイポールの対のうち第１の対に結合されるフィードプローブの第１の対と、前記ダイポールの対のうち第２の対に結合されるフィードプローブの第２の対とを備え、前記フィードプローブの第１の対は前記ダイポールの第１の面に位置付けされ、前記フィードプローブの第２の対は前記第１の面と反対の前記ダイポールの第２の面に位置付けされるダイポールアンテナを更に提供する。
【０００６】
添付図面は、本書中に取り入れられて、明細書の一部を構成して、発明の実施形態を例示して、前述した発明の一般的な説明と以下の具体的な詳細な説明と共に、発明の原則を説明するのに役立つものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、２重極性を示すダイポールスクエア１が、電気的接地面とアンテナのための背後の反射鏡を提供するだけでなくダイポールスクエアの支持にも供する平面基台２の前に取り付けられたのが示される。基台２は、またフィード回路網（不図示）も所有する。ダイポールスクエアは、一片の導電性材料からダイカストされる２対のダイポールを備える。ダイポール３ａ，３ｂの第１の対は、アンテナの軸１５に対して−４５°の角度で方向合わせされ、ダイポール４ａ，４ｂの第２の対は、アンテナの軸に対して＋４５°の角度で方向合わせされている。２対のダイポールは、交差せず、中央部分１６まわりに配置されている（ダイポールの１対がアンテナの中央にて交差している交差ダイポールアンテナとは対照的に）。
【０００８】
アンテナは、図１に示されるような種のダイポールスクエアのラインを備え、アンテナ軸１５に沿ったラインに配置され、それは一般に垂直（あるいはわすかに傾斜される）に配列される。他のダイポールスクエアは示されていない。
【０００９】
ダイポールは、構成において同一であり、ダイポール３ａのみが例示のために説明される。ダイポール３ａは、中央部分１６から放射状に伸び、基台に平行で、スロット６により分割されている、一対の脚部５ａ，５ｂと、平行に方向合わせされ、アンテナ軸１５に対して垂直な、１対のダイポールアーム７ａ，７ｂと、を備える。
【００１０】
ダイポール３ａは、脚部５ａの表面に最も近く平行に取り付けられた部分８ａと、脚部５ｂの表面に最も近く平行に取り付けられた部分８ｂとを備えたフック形状のバランフィードプローブにより駆動される。バランは、絶縁スぺーサ（不図示）により、脚部５ａ，５ｂに取り付けられている。バランの部分８ａは、ダイポールスクエアの中央にてフィードライン９に接続されている。
【００１１】
フィードラインは、図１，２に示されるフロント部分９ａと、図４に示され基台からダイポールに向けて延びている部分９ｂと、図４に示され基台２の中に組み込むその端にてタブを有するリア部分９ｃを有し、スロット１０はダイポール３ａ，４ｂの間の交差点に形成されている。
【００１２】
図４に示されるＡＶ形状の脚部は、ダイポールスクエアの中央部分１６から延びている。Ｖ形状の脚部は、基台２の前のフィードラインとダイポールを支える支持構成を提供する。支持脚部は、スロット１０の端から延びアンテナの軸１５に対して−４５°の角度で方向合わせされた第１の部分１１ａと、アンテナの軸に対して＋４５°の角度で方向合わせされ、ダイポールの中央部分の背後側に接続された第２の部分１１ｂを図３に最も明確に示されるように有する。
【００１３】
フィードラインの部分９ｂは、１対の絶縁スペーサ（不図示）により、支持脚部の第１の部分１１ａに取り付けられている。フィードライン９は、それから、図１に最も明確に示されるように、スロット１０を通り抜ける。
【００１４】
ダイポール３ｂは、ダイポールの前の２方向交差点９ｄにて、フィードラインの前記部分９ａに接続された第２のフック形状のバランにより駆動される。
【００１５】
ダイポール４ａ，４ｂは、同種類のバラン配列により駆動されるが、このケースでは、バランは、図３，４に最も明確に示されるように、アンテナの反対の背後側に位置される。ダイポール４ａは、ダイポールの１の脚部の裏面に最も近く平行に続く部分と、他の脚部の裏面に最も近く平行に続く部分を有する、フック形状のバランフィードプローブにより駆動される。バランは絶縁スペーサ（不図示）により脚部に取り付けされ、ダイポールスクエアの中央にて隣接してフィードラインに接続されている。
【００１６】
フィードライン１２はフィードライン９に類似しており、フロント部分１２ａと、基台から延びた部分１２ｂ、そして、基台２の中に組み込まれるその端にてタブを有するリア部分１２ｃを有している。
【００１７】
フィードラインの部分１２ｂは、絶縁スペーサ（不図示）により支持脚部の第２部分リブに取り付けされている。
【００１８】
ダイポール４ｂは、基台とダイポールの間に位置する２方向交差点１２ｄにてフィードラインの部分１２ａに接続された第２のフック形状のバランにより駆動される。
【００１９】
２対のダイポールは、バランにより近接してフィードされ、２つの極性を生じる平面に電気的に放射する。ダイポールスクエアは、８０６Mhz−９６０Mhzの周波数範囲にて作動するように構成されるが、同じ配列は他の周波数範囲で作動するために用い得る。
【００２０】
基台の前に位置する交差点９ｄ、１２ｄにてフィードラインを分岐することは、ただ２つのフィードライン（４つに代えて）が、基台２により伝えられるフィードネットワーク（不図示）にダイポールを結合するために必要とされることを意味する。その結果、基台フィードネットワークの上にはただ２つのフィードラインが必要とされる（４つに代えて）。これは基台の上のフィードネットワークが、図１に示されるダイポールスクエアのみならず通常の交差したダイポールアンテナ（２つのフィードラインのみ必要）にも適用され得ることを意味する。
【００２１】
近接したフィード路配列（バランが、ダイポールに領域結合されるように、エアギャップによりダイポールと間隔が空けられる）は、従来のダイレクトフィードアンテナ（ダイポールが、はんだ付け接合により、フィードプローブに物理的に接続される）に比べて高い帯域幅となる。近接したフィード配列によりはんだ付け接合が不要となることは、従来のダイレクトフィードアンテナに比べて低い製造コストと、相互変調のリスク低減をもたらす結果となる。
【００２２】
ダイポールと反対側にバランを配置することは、また、２つの極性間の分離を向上させる。
【００２３】
第２のダイポールスクエア２０は図６に示される。ダイポールスクエア２０は、ダイポールのアームが、０°及び９０°に代えて、アンテナ軸１５に対して＋−４５°の角度で方向合わせされていることを除いては、ダイポールスクエア１と同じである。その結果、ダイポールスクエア２０は、ダイポールスクエア１のスクエア形状の輪郭とは対照的に、ダイヤモンド形状の輪郭を提供する。
【００２４】
第３のダイポールスクエア３０は図７に示される。ダイポールスクエア３０は、ダイポールのアームがダイポールスクエアの中央を中心として円形の形状に湾曲していることを除いては、ダイポールスクエア１，２０と同じである。その結果、ダイポールスクエア３０はダイポールスクエア１，２０のスクエア及びダイヤモンド形状の輪郭とは対照的に円形形状の輪郭を提供する。
【００２５】
前述したダイポールスクエアは、ダイカスティングによる１片で形成される。以下に述べる実施形態のダイポールスクエアは、プリント基板（ＰＣＢｓ）に代えて実施される。
【００２６】
図７は基台ＰＣＢ４２に取り付けられている１対のダイポールスクエア４０，４１の等角図である。基台ＰＣＢ４２は、反射鏡として作動し、電気的な接地面を形成する金属４３（図８に示す）の層を持つ裏面と、その表面に印刷されたフィードライン４４−４７の回路網を有している。
【００２７】
ダイポールスクエアは同一であるので、ダイポールスクエア４０のみ説明される。ダイポールスクエア４０は、図７に示されるその表面にダイポール５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂが形成されたダイポールＰＣＢと、図８，９に示されるその裏面のフック形状のバラン５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂを有している。
【００２８】
ダイポールは構成において同一であるので、ダイポール５０ａのみ例示的に説明する。ダイポール５０ａは、中央部分５７から放射状に伸び、ギャップにより分離される、１対の脚部５６ａ，５６ｂを備えている。１対のダイポールアーム５８ａ，５８ｂは、それぞれアンテナ軸に対して−４５°に方向付けられた隣接部分と、それぞれ平行に方向付けられアンテナ軸に垂直な末端部分を有している。ダイポールは、ＰＣＢの曲がり角のスロット５９により分離されている。ダイポールスクエアは、一般に八角形の輪郭を提供する。
【００２９】
ダイポールＰＣＢの支持構造は、ダイポールＰＣＢの中央部分５７の下側を結合したフィードＰＣＢ５４，５５（図１０−１３に詳細は示される）の交差した対を備える。図１０，１１に示されるフィードＰＣＢ５４はアンテナ軸に対して＋４５°で方向付けられ、図１１に示される面の金属の接地面層６０と、図１０に示される面のＹ形状のフィードネットワークとを有する。フィードＰＣＢ５４は、更に基台ＰＣＢ４２のスロットを通り抜ける１対のタブ６１，６２を有している。接地面層６０は、基台ＰＣＢ４２の裏面の接地面／反射鏡層４３にはんだ付けされている。図１０に示されるＹ形状のフィードネットワークは、基台ＰＣＢ４２の表面のフィードライン４５にはんだ付けされたパッド６３を有する。
【００３０】
フィードライン６４は、基台ＰＣＢ４２から離れてパッド６４からダイポールに向けて延び、基台ＰＣＢ４２とダイポールＰＣＢの間の略中央に位置する交差点６５にて、ＰＣＢ５４のスロット６６を前に、分岐する。フィードライン６４は、パッド６８ａを有する第１フィードプローブ６７ａと、パッド６８ｂを有する第２フィードプローブ６７ｂとに交差点６５にて分岐する。パッド６８ａはバラン５２ａにはんだ付けされ、パッド６８ｂはバラン５２ｂにはんだ付けされる。
【００３１】
図１２，１３に示されるフィードＰＣＢ５５は、構成について、フィードＰＣＢ５４と同じであり、スロット８０がＰＣＢの裏面の端の代わりに表面の端から延び、フィードネットワークの交差点８１がスロット８０の後方に位置する点においてのみ相違する。フィードＰＣＢ５４，５５は、スロット６６，８０の手段によって、図７，８に示される交差した構成において共に嵌合される。
【００３２】
ダイポールは、バランにより近接してフィードされ、２つの極性を生じる平面に電気的に放射する。ダイポールスクエアは、１７１０Mhz−２１００Mhzの周波数範囲にて作動するように構成されるが、同じ配列は他の周波数範囲で作動するために用い得る。
【００３３】
基台ＰＣＢ４２の前に位置する交差点６５にてフィードライン６４を分岐することは、ただ１つのパッド６３が基台ＰＣＢ４２のフィードネットワークに結合するために必要とされることを意味する。その結果、基台ＰＣＢ４２の上にはただ２つのフィードライン４４，４５が必要とされる（４つに代えて）。これは基台ＰＣＢ４２が、図７及び８に示されるダイポールスクエアのみならず、通常の交差したダイポールアンテナ（２つのフィードラインのみ必要）にも適用され得ることを意味する。
【００３４】
近接したフィード配列（バランが、ダイポールに領域結合されるようにＰＣＢの反対側のダイポールと間隔が空けられる）は、従来のダイレクトフィードアンテナ（ダイポールが、はんだ付け接合によりフィードラインに物理的に接続される）に比べて高い帯域幅となる。近接したフィード配列によりはんだ付け接合が不要となることは、従来のダイレクトフィードアンテナに比べて低い製造コストと、相互変調のリスク低減をもたらす結果となる。
【００３５】
前述した実施形態はいずれも二重極性アンテナを述べたものであるが、本発明は４つのダイポールが９０°位相不一致で駆動される円形の極性を示すアンテナに実施されることもある。
【００３６】
前述した実施形態は、送信モード（アンテナが電波を送信する）、及び受信モード（アンテナが電波を受信する）において、全て作動し得るものであるが、本発明は送信モードのみにおいて、或いは受信モードのみにおいて作動するよう構成されるアンテナに実施されることもある。
【００３７】
さらなる利点及び変更は、当該技術に熟練している人々にとって容易に明らかとなるであろう。従って、そのより広い範囲における本発明は、特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに図示され説明される例示に制限されることはない。すなわち、逸脱は、出願人の一般的な発明性のある概念の精神又は範囲から逸脱していないような詳細でなされる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に従ったダイポールスクエアの前面の等角図である。
【図２】図２はダイポールスクエアの前面の平面図である。
【図３】図３はダイポールスクエアの背面の平面図である。
【図４】図４は背面を具体化するダイポールスクエアの等角図である。
【図５】図５は本発明の第２の実施形態に従ったダイヤモンド形状のダイポールスクエアの前面の平面図である。
【図６】図６は本発明の第３の実施形態に従った円形ダイポールスクエアの前面の平面図である。
【図７】図７は本発明の第４の実施形態に従ったPCBベースのダイポールスクエアの前面の等角図である。
【図８】図８は図７のダイポールスクエアアンテナの背面の等角図である。
【図９】図９は図７，８に示されるダイポールスクエアの一つに用いられるダイポールＰＣＢの背面の平面図である。
【図１０】図１０は図７，８に示されるダイポールスクエアの一つに用いられる第１フィードＰＣＢの第１側面図である。
【図１１】図１１は第１フィードＰＣＢの第２側面図である。
【図１２】図１２は図７，８に示されるダイポールスクエアの一つに用いられる第２フィードＰＣＢの第１側面図である。
【図１３】図１３は第２フィードＰＣＢの第２側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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