(57)【要約】放射素子のアレー（１００）が、アレー構造の第一及び第二のアンテナ素子群（１０２、１０４）を有する。第一のアンテナ素子群（１０２）は第二のアンテナ素子群（１０４）の下に配置され、第一群は第二群に対する有効グランド面として機能する。第一のアンテナ素子群（１０２）は、間隔の空けられた行及び列から成る第一の平面グリッド・パターン（２０２）に並べられ、第二のアンテナ素子群（１０４）は間隔の空けられた行及び列から成る類似の第二の平面グリッド・パターン（２０４）に並べられる。第二のパターン（２０４）は第一のパターン（２０２）に対して４５度回転している。アレー（１００）は、第一の周波数帯域を第二の周波数帯域に隣接させることによって広帯域で作動するように構成することができる。アレー（１００）は、第一のアンテナ素子群（１０２）と第二のアンテナ素子群（１０４）の間に置かれた誘電体を有し得る。
2005516446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射素子のアレーであって、
アレー構造の第一の複数のアンテナ素子と、
アレー構造の第二の複数のアンテナ素子と、を有し、
前記第一の複数のアンテナ素子は、第一の周波数帯域で作動するように構成され、
前記第二の複数のアンテナ素子は、第二の周波数帯域で作動するように構成され、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子の下に配置され、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子に対する有効グランド面として機能する、ことを特徴とするアレー。
【請求項２】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子と前記第二の複数のアンテナ素子の間に置かれた誘電体を更に有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項３】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一の周波数帯域を前記第二の周波数帯域に隣接させることによって、広帯域で作動するように構成される、ことを特徴とするアレー。
【請求項４】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子は、間隔の空けられた行及び列から成る第一の平面グリッド・パターンに並べられ、
前記第二の複数のアンテナ素子は、間隔の空けられた行及び列から成る第二の平面グリッド・パターンに並べられ、
前記第二のグリッド・パターンは、前記第一のグリッド・パターンに対して所定の角度回転している、ことを特徴とするアレー。
【請求項５】
請求項４記載のアレーであって、
前記所定の角度は約４５度である、ことを特徴とするアレー。
【請求項６】
請求項４記載のアレーであって、
ＲＦ信号を前記第一の複数のアンテナ素子へ伝達する第一のフィード・オーガナイザ・セットと、
ＲＦ信号を前記第二の複数のアンテナ素子へ伝達する第二のフィード・オーガナイザ・セットと、を更に有し、
前記第一及び第二のフィード・オーガナイザ・セットは、共通のグリッド・パターンに並べられ、前記第一及び第二の複数のアンテナ素子へ向けて上方へ延び、
前記第二のフィード・オーガナイザの複数のＲＦ供給線は、前記共通のグリッド・パターン上に置かれた第二のフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンを形成する、ことを特徴とするアレー。
【請求項７】
請求項６記載のアレーであって、
前記第二のフィード・オーガナイザの前記ＲＦ供給線は、前記第一の複数のアンテナ素子によって略規定された面を貫いて延び、ＲＦを前記第二の複数のアンテナ素子へ伝達する、ことを特徴とするアレー。
【請求項８】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子の下に配置されたグランド面と、
前記グランド面と前記第一の複数のアンテナ素子の間に置かれた誘電層と、を更に有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項９】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子は平面アンテナ素子である、ことを特徴とするアレー。
【請求項１０】
請求項９記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子のうち少なくとも１つは、
細長い本体部分と、
前記細長い本体部分の一端に接続された拡大幅端部とを有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１１】
請求項１０記載のアレーであって、
前記アンテナ素子のうち隣接する素子の前記拡大幅端部は相互に入り込む部分を有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１２】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子のうちの少なくとも１つは、隣接する複数のダイポール・アンテナ素子を有し、
各ダイポール素子の少なくとも一端は、隣接する１つのダイポール素子の対応する一端と静電結合される、ことを特徴とするアレー。
【請求項１３】
放射素子のアレーであって、
間隔の空けられた行及び列から成る第一の平面グリッド・パターンに並べられた第一の複数のアンテナ素子と、
間隔の空けられた行及び列から成る第二の平面グリッド・パターンに並べられ、前記第一の複数のアンテナ素子の上に配置された第二の複数のアンテナ素子と、
ＲＦ信号を前記第一の複数のアンテナ素子へ伝達する第一のフィード・オーガナイザ・セットと、
ＲＦ信号を前記第二の複数のアンテナ素子へ伝達する第二のフィード・オーガナイザ・セットと、を有し、
前記第一の複数のアンテナ素子は、第一の周波数帯域で作動するように構成され、
前記第二の複数のアンテナ素子は、第二の周波数帯域で作動するように構成され、
前記第二のグリッド・パターンは、前記第一のグリッド・パターンに対して所定の角度回転しており、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子に対する有効グランド面として機能し、
前記第一及び第二のフィード・オーガナイザ・セットは、共通のグリッド・パターンに並べられ、前記第一及び第二の複数のアンテナ素子へ向けて上方へ延び、
前記第二のフィード・オーガナイザの複数のＲＦ供給線は、前記共通のグリッド・パターン上に置かれた第二のフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンを形成する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１４】
請求項１３記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子と前記第二の複数のアンテナ素子の間に置かれた誘電体を更に有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１５】
請求項１３記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子は平面アンテナ素子である、ことを特徴とするアレー。
【請求項１６】
請求項１５記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子のうち少なくとも１つは、
細長い本体部分と、
前記細長い本体部分の一端に接続された拡大幅端部とを有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１７】
請求項１６記載のアレーであって、
前記アンテナ素子のうち隣接する素子の前記拡大幅端部は相互に入り込む部分を有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１８】
請求項１３記載のアレーであって、
前記所定の角度は約４５度である、ことを特徴とするアレー。
【請求項１９】
放射素子のアレーであって、
第一の細長い本体部分と、該第一の細長い本体部分の対応する一端に接続された第一の拡大幅端部とを有する第一の複数の平面アンテナ素子と、
第二の細長い本体部分と、該第二の細長い本体部分の対応する一端に接続された第二の拡大幅端部とを有する第二の複数の平面アンテナ素子と、を有し、
前記第一の複数のアンテナ素子は、アレー構造に配置され、第一の周波数帯域で作動し、
前記第二の複数のアンテナ素子は、アレー構造に配置され、第二の周波数帯域で作動し、
前記第一のアンテナ素子のうち隣接する素子の前記第一の拡大幅端部は相互に入り込む部分を有し、
前記第二のアンテナ素子のうち隣接する素子の前記第二の拡大幅端部は相互に入り込む部分を有し、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子の下に配置され、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子に対する有効グランド面として機能する、ことを特徴とするアレー。
【請求項２０】
請求項１９記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子と前記第二の複数のアンテナ素子の間に置かれた誘電体を更に有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項２１】
請求項１９記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子は、間隔の空けられた行及び列から成る第一の平面グリッド・パターンに並べられ、
前記第二の複数のアンテナ素子は、間隔の空けられた行及び列から成る第二の平面グリッド・パターンに並べられ、
前記第二のグリッド・パターンは、前記第一のグリッド・パターンに対して所定の角度回転している、ことを特徴とするアレー。
【請求項２２】
請求項２１記載のアレーであって、
前記所定の角度は約４５度である、ことを特徴とするアレー。
【請求項２３】
請求項２１記載のアレーであって、
ＲＦ信号を前記第一の複数のアンテナ素子へ伝達する第一のフィード・オーガナイザ・セットと、
ＲＦ信号を前記第二の複数のアンテナ素子へ伝達する第二のフィード・オーガナイザ・セットと、を更に有し、
前記第一及び第二のフィード・オーガナイザ・セットは、共通のグリッド・パターンに並べられ、前記第一及び第二の複数のアンテナ素子へ向けて上方へ延び、
前記第二のフィード・オーガナイザの複数のＲＦ供給線は、前記共通のグリッド・パターン上に置かれた第二のフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンを形成する、ことを特徴とするアレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレー・アンテナの分野に係り、特に、非常に広い帯域幅を持ったアレー・アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
位相配列アンテナ・システム（ｐｈａｓｅｄ  ａｒｒａｙ  ａｎｔｅｎｎａ  ｓｙｓｔｅｍ）は、アンテナ技術において良く知られている。このようなアンテナは、一般的に、複数の放射素子から構成される。これら複数の放射素子は、相対的な位相及び振幅に関して個々に制御可能である。アレー・アンテナのアンテナ・パターンは、個々の要素のジオメトリと要素間の選択された位相／振幅関係とによって、選択的に決定される。このようなアンテナ・システム用の典型的な放射素子は、ダイポールでも、スロットでも、他の適切な構造でもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、アレー用途に適した様々な新しい平面（ｐｌａｎａｒ）アンテナ素子が開発されている。このような素子の一例は、「Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ  Ａｎｔｅｎｎａ  ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」というタイトルのＭｕｎｋらによる米国特許出願第０９／７０３，２４７号（以下、「Ｍｕｎｋ」）に開示されている。Ｍｕｎｋは、優れた広帯域特性を持つ平面型アンテナ放射素子について開示している。優れた広帯域幅を得るために、Ｍｕｎｋは隣接するダイポール・アンテナ素子の対向端間に静電結合を使用する。Ｍｕｎｋらの設計を採用したアンテナ素子を用いれば、９〜１（９−ｔｏ−１）のオーダの帯域幅が実現される。更に調整を加えることで、１０〜１（１０−ｔｏ−１）の帯域幅が実現される可能性もあることが分析により示されている。しかし、これは、これは、この特定の設計を用いて得られ得る限界のように見える。Ｍｕｎｋらのアンテナ素子は位相配列アンテナに対して非常に広い帯域幅を有するが、１０〜１（１０−ｔｏ−１）を超えるより広い帯域幅を持った位相配列アンテナへの継続的な必要性及び要望が存在する。
【０００４】
比較的挟帯域の位相配列アンテナの帯域幅を増やすための過去の努力は、例えば周波数レンジを複数の帯域に分割するなどの様々な手法を用いている。例えば、Ｗｏｎｇらに対する米国特許第５，４８５，１６７号は、多層ダイポール・アレーを用いた多周波数位相配列アンテナに関する。Ｗｏｎｇらにおいて、複数層のダイポール・ペア・アレーが設けられ、各々が異なる周波数帯域に合わせられる。これらの層は、送信／受信方向に沿って、最も高い周波数のアレーが次に最も低い周波数アレーの前にくるといったように、互いに対して積み重ねられる。Ｗｏｎｇらにおいては、格子状に配列された平行なワイヤから構成された高帯域グランド・スクリーンが、高帯域ダイポール・アレーと低帯域ダイポール・アンテナの間に配置される。
【０００５】
Ｗｏｎｇのように多層を利用する手法には欠点がある。Ｗｏｎｇらに記載された従来のダイポール・アレーは、比較的狭い帯域幅を有し、この構成は純然たる結果として依然十分に広帯域のアレーを提供することができない。したがって、１０〜（１０−）を越える帯域幅を持つ広帯域アレー・アンテナにおける改良に対する継続的な必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
放射素子のアレーが、アレー構造の第一のアンテナ素子セットと、アレー構造の第二のアンテナ素子セットとを有し、第一のアンテナ素子セットは第一の周波数帯域で作動するように構成され、第二のアンテナ素子セットは第二の周波数帯域で作動するように構成される。アンテナ素子は、細長い本体部分と、該細長い本体部分の一端に接続された拡大幅端部とを有する平面素子でもよい。アンテナ素子のうち隣接する素子の拡大幅端部は、隣接するダイポール素子の対応する端部に静電結合する相互に入り込む部分を有し得る。
【０００７】
第一のアンテナ素子セットは、間隔の空けられた行及び列から成る第一の平面グリッド・パターンに並べられ、第二のアンテナ素子セットは、間隔の空けられた行及び列から成る第二の平面グリッド・パターンに並べられ、第二のグリッド・パターンは、第一のグリッド・パターンに対して所定の角度（例えば４５度）回転させておくことができる。
【０００８】
第一のアンテナ素子セットは、第二のアンテナ素子セットの下に配置され、第一のアンテナ素子セットは、第二のアンテナ素子セットに対する有効グランド面として機能する。アレーは、第一の周波数帯域を第二の周波数帯域に隣接させることによって、広帯域で作動するように構成することができる。アレーは、第一のアンテナ素子セットと第二のアンテナ素子セットの間に置かれた誘電体を有し得る。
【０００９】
アレーは、更に、ＲＦ信号を第一のアンテナ素子セットへ伝達する第一のフィード・オーガナイザ・セットと、ＲＦ信号を第二のアンテナ素子セットへ伝達する第二のフィード・オーガナイザ・セットとを有し得る。第一及び第二のフィード・オーガナイザ・セットは、共通のグリッド・パターンに並べられ、第一及び第二のアンテナ素子セットへ向けて上方へ延びる。第二のフィード・オーガナイザのＲＦ供給線セットは、共通のグリッド・パターン上に置かれた第二のフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンを形成する。第二のフィード・オーガナイザのＲＦ供給線は、第一の複数のアンテナ素子によって略規定された面を貫いて延び、ＲＦを第二の複数のアンテナ素子へ伝達する。第一のアンテナ素子セットの下にグランド面を配置することができ、グランド面と第一の複数のアンテナ素子の間に誘電層を置くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の様々な特徴及び利点は、図面を参照するとより容易に理解できる。図面において、同じ参照数字は同じ構造上の要素を示す。
【実施例】
【００１１】
図１及び２は、デュアル・バンド二重層アンテナ・アレー１００を示す。図１は、アレー１００の上面図であり、図２は、図１のライン２−２で切った横断面図である。アレー１００は、上アンテナ面２０４上に配置された複数の低周波アンテナ素子１０４と、下アンテナ面２０２上に配置された複数の高周波アンテナ素子１０２とから成る。下アンテナ面２０２は、上アンテナ面２０４の下方に位置する。高周波素子１０２は、明確化のために、図１の上面図に示されている。アンテナ素子１０２及び１０４は、それぞれの面２０２及び２０４上に平面アレーとして配置することができるが、本発明はこれに限定されず、他のアンテナ素子構造も用いることができる。
【００１２】
アレー１００は、複数の高周波フィード・オーガナイザ２０８と、複数の低周波フィード・オーガナイザ２１０とを含むことができる。高周波フィード・オーガナイザ２０８は、高周波フィード点１０６において、高周波アンテナ素子１０２と接触する。低周波フィード・オーガナイザ２１０は、低周波フィード点１０８において、低周波アンテナ素子１０４と接触する。フィード・オーガナイザ２０８及び２１０は、面２１２に固定することができる。任意的に、複数の高周波アンテナ素子１０２の下方にグランド面が配置されてもよく、さらにその間に誘電層が置かれてもよい。
【００１３】
本アレー構造の利点は、高周波素子１０２が低周波素子１０４の真下で有効グランド面として機能することができるため、従来のグランド面を用いる必要無しに、低周波アンテナ・アレーのゲインを増やすことができる点にある。高周波素子１０２によって生成されるグランド面の作動周波数レンジは、個々の高周波素子１０２の間の間隔１１０によって少なくとも部分的に決定される。間隔１１０が狭くなるほど、有効グランド面の周波数レンジの上端が上昇する。素子１０２は、直流から間隔１１０の約１０倍の波長の周波数までの周波数レンジをカバーする有効グランド面を提供することができる。
【００１４】
作動上、低周波素子１０４のイメージは、有効グランド面によって作られる。これにより、有効グランド面は、上方を向いた電界強さを増やす反射体として機能することができる。電界強さは、部分的に、有効グランド面と低周波素子１０４の面の間の距離２１４の関数である。選択された特定の距離２１４は、例えば、低周波素子１０４の作動周波数レンジ、アレー１００の所望インピーダンス、下アンテナ面２０２と上アンテナ面２０４の間に規定された体積の誘電率などの様々な要因によって決定することができる。しかし、当業者には知られているように、距離によっては、相殺的干渉及び上方への電界強さの減少を招くものもあり得ることに注意して頂きたい。
【００１５】
一実施形態として、距離２１４を低周波数素子１０４が作動される最も高い作動周波数の波長の１／４に等しくすることができる。下アンテナ面２０２と上アンテナ面２０４の間に規定された体積に誘電体２０６を設けることができる。誘電体２０６が設けられたとき、１／４波長を計算するのに用いられる波長を最も高い作動周波数の波長に等しくすることができる。なぜなら、それは誘電体２０６を通過して伝播するからである。別の実施形態として、距離２１４を演算モデルを用いて決定し、特定の送信又は受信特性が実現されるように調整することもできる。
【００１６】
本発明において用いられる特定の誘電体２０６は、厳格ではなく、一般的に使用されている様々な誘電体の中の任意のものをこの目的に使用することができる。しかし、低損失誘電体が好ましい。さらに、誘電体は、気体でも、液体でも、固定でもよい。１より大きい誘電率を有する誘電体を用い、誘電体２０６を通って伝播するＲＦ波長を短くすることによって、有効グランド面と低周波素子１０４の間の推奨距離が短くなる。これにより、アレー１００をよりコンパクトにすることができる。
【００１７】
例えば、誘電体２０６として用いることができる材料の適切なクラスの１つは、ＲＴ／ｄｕｒｏｉｄ（Ｒ）６００２（誘電率：２．９４、損失角：０．００９）やＲＴ／ｄｕｒｏｉｄ（Ｒ）５８８０（誘電率：２．２、損失角：０．０００７）などの組成に基づくポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。これらの製品は、いずれも、米国アリゾナ州チャンドラー、８５２２６、Ｓ．ルーズベルト通り１００番地のＲｏｇｅｒｓ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社の高性能回路材料（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）部門から入手可能である。しかし、本発明は、この事項に制限されない。
【００１８】
図１及び２に示すアレー構造の別の利点は、２つの別々の周波数帯域を持った２つのアンテナ・アレーを一体化させ、単一のデュアル・バンド・アレーを作ることができる点にある。高周波アンテナ素子１０２の周波数レンジは、低周波アンテナ素子１０４の周波数レンジに隣接させることができるため、高周波素子１０２の周波数レンジの低い側は、低周波アンテナ素子１０４の応答がカットオフするところの近くから開始する。これにより、シングル・タイプのアンテナ素子から作られたアレーより明らかに広い帯域幅を持つアンテナ・アレー・システムが提供される。上記構造の利点にもかかわらず、このようなアレーにおいて従来の挟帯域のアンテナ素子が用いられると、依然として、全体として幾分制限された帯域幅がもたらされる。特に、各アレーにおいて用いられる高周波及び低周波のアンテナ素子の個々の周波数レンジが制限されることにより、最終的なアレーの合成帯域幅が制限される、
上記制限は、適正なアンテナ素子を選択することによって克服することができ、広帯域性能の別の利点が実現できる。ここに参考文献として組み込まれる「Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ  Ａｎｔｅｎｎａ  ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」というタイトルのＭｕｎｋらによる米国特許出願第０９／７０３，２４７号（以下、「Ｍｕｎｋら」）は、このようなダイポール・アンテナ素子について開示している。便宜上、高周波ダイポール・ペアとして用いられるこれら素子の一実施形態を図６に示す。例えば、ダイポール・ペアは、細長い本体部分６０２と、この細長い本体部分の一端に接続された拡大幅端部６０４とを有することができる。アンテナ素子の中の隣接する素子の拡大幅端部は、相互に入り込む部分６０６を有する。結果として、各ダイポール素子の端部は、隣接するダイポール素子の対応する端部と静電結合することができる。本アレーにおいて用いられる低周波素子は、図６に図示したようなジオメトリ及び構造を有することが好ましいが、低周波数帯域における作動に適したサイズに適宜することができる。
【００１９】
アレー状に用いられるとき、Ｍｕｎｋらのダイポール素子は、非常に広帯域な性能を提供することが分かっている。このようなアンテナ素子の広帯域性能は、本発明を利するのに用いることができる。特に、Ｍｕｎｋらに記載されたタイプの高周波数帯域素子及び低周波数帯域素子は、図１及び２に関して説明したアレー状に配置することができる。それにもかかわらず、本発明はこれように制限されないことに注意して頂きたい。本発明においては、様々なタイプのアンテナ素子を用いることができる。例えば、相互に入り込む部分を含まないアンテナ素子も用いることができる。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、当業者には明らかなように、ダイポール・アンテナ素子の第一のセット及び第二のセットを互いに直交させて、二重極性（ｄｕａｌ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を提供することができる。図１を参照すると、複数の高周波ダイポール・ペア１１２は、間隔の空けられた行及び列から成る第一のグリッド・パターンで、下アンテナ面２０２上に配列することができる。複数の低周波ダイポール・ペア１１４は、同じく図１に示すように、間隔の空けられた行及び列から成る第二のグリッド・パターンで、上アンテナ面２０４上に配列することができる。２つのアンテナ層の間の干渉は、低周波ダイポール・ペア１１４によって形成された第二のグリッド・パターンを高周波ダイポール・ペア１１２によって形成された第一のグリッド・パターンに対して約４５度回転させることによって、最小化することができる。しかし、本発明は、４５度の角度に制限されない。なぜなら、グリッドは他の配列で配置できるからである。
【００２１】
図３を参照すると、共通のグリッド・パターン３００で並べられた複数の高周波フィード・オーガナイザ２０８及び複数の低周波フィード・オーガナイザ２１０が示されている。高周波フィード・オーガナイザ２０８は、高周波アンテナ素子１０２に高周波ＲＦ信号を供給し、低周波フィード・オーガナイザ２１０は、低周波アンテナ素子１０４に低周波ＲＦ信号を供給する。図１に示した高周波アンテナ素子１０２のグリッド・パターンは、図３に示したフィード・オーガナイザの共通グリッド・パターンと関連性を有する。さらに、低周波アンテナ素子１０４によって形成される第二のグリッド・パターンは、フィード・オーガナイザの共通グリッド・パターン上に置かれ、低周波フィード・オーガナイザ２１０によって形成される第二のフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンと関連性を有する。明確にするために、図１に示したアンテナ素子のスケールは、図３の示したフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンのスケールよりもわずかに大きい。
【００２２】
図５を参照すると、高周波フィード・オーガナイザの各々は、高周波フィード・オーガナイザ基台５０２と、高周波ＲＦ供給線５０４と、高周波フィード・オーガナイザ接点５０６とを有する。低周波数フィード・オーガナイザの各々は、低周波フィード・オーガナイザ基台５１２と、低周波ＲＦ供給線５１４と、低周波フィード・オーガナイザ接点５１６とを有する。
【００２３】
図１から分かるように、低周波アンテナ素子１０４は、高周波素子１０２よりも物理的に大きい。よって、低周波ＲＦフィード・オーガナイザ２１０の各々は、高周波フィード・オーガナイザ２０８の各々よりも間隔が空けられる。言うまでもなく、低周波フィード・オーガナイザ基台５１２の取付寸法を高周波フィード・オーガナイザ基台５０２のそれと同じにすることができる。これにより、低周波数フィード・オーガナイザ２１０を高周波フィード・オーガナイザ２０８の中で相互に分散させることができる。高周波フィード・オーガナイザ２０８及び高周波アンテナ素子１０２は、低周波フィード・オーガナイザ２１０が配置された場所から除去することができる。この除去により、アンテナ・アレー１００の性能に悪影響はほとんど無い。なぜなら、低周波素子１０４に比して大幅に数多い高周波アンテナ素子１０２が存在するからである。ゆえに、アンテナ・アレー性能をほとんど変えずに、共通グリッド・パターンから少数の高周波素子１０２を除去することができる。
【００２４】
高周波ＲＦ供給線５０４は、高周波供給点１０６において、高周波アンテナ素子１０２に接続する。低周波ＲＦ供給線５１４は、低周波供給点１０８において、低周波アンテナ阻止１０４に接続する。高周波フィード・オーガナイザ接点５０６及び低周波フィード・オーガナイザ接点５１６は、個々の接続を固定する。
【００２５】
図４は、フィード・オーガナイザ２０８及び２１０のレイアウトの拡大詳細図４００である。高周波ダイポール・ペア１１２によって形成された第一のグリッド・パターンに対して４５度の角度を向いた低周波ダイポール・ペア１１４によって形成された第二のグリッド・パターンを収容するために、低周波ＲＦ供給線５１４を高周波ＲＦ供給線５０４に対して４５度の角度に配置することができる。
【００２６】
図１及び２を参照すると、高周波ＲＦ供給線５０４は、下アンテナ面２０２上に配置された高周波アンテナ素子１０２に接続する。低周波ＲＦ供給線５１４は、下アンテナ面２０２によって略規定された面と誘電体２０６とを貫いて延び、上アンテナ面２０４上に配置された低周波アンテナ素子１０４に接続する。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されず、その意図又は本質的な特性を逸脱せずに、他の形でも具現化することができる。したがって、本発明の範囲を示すとき、上記説明ではなく請求項が参照されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第一層上に複数の高周波アンテナ素子を有すると共に第二層上に複数の低周波アンテナ素子を有するデュアル・バンド二重層アンテナ・アレーの上面図である。
【図２】図１のデュアル・バンド二重層アンテナ・アレーのライン２−２で切った横断面図である。
【図３】本発明において具現化される複数のフィード・オーガナイザの上面図である。
【図４】図３のフィード・オーガナイザのレイアウトの拡大詳細図である。
【図５】図３のフィード・オーガナイザの拡大横断面図である。
【図６】図１のアレーと共に用いられる広帯域アンテナ素子の一例を示す図である。
【図１】
2005516446.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月14日(2003.8.14)
【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】
放射素子のアレーであって、
アレー構造の第一の複数のアンテナ素子と、
アレー構造の第二の複数のアンテナ素子と、を有し、
前記第一の複数のアンテナ素子は、第一の周波数帯域で作動するように構成され、
前記第二の複数のアンテナ素子は、広帯域での作動を容易にするために前記第一の周波数帯域に実質的に隣接する第二の周波数帯域で作動するように構成され、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子の下に配置され、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子に対する有効グランド面として機能する、ことを特徴とするアレー。
【請求項２】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子と前記第二の複数のアンテナ素子の間に置かれた誘電体を更に有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項３】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子は、間隔の空けられた行及び列から成る第一の平面グリッド・パターンに並べられ、
前記第二の複数のアンテナ素子は、間隔の空けられた行及び列から成る第二の平面グリッド・パターンに並べられ、
前記第二のグリッド・パターンは、前記第一のグリッド・パターンに対して所定の角度回転している、ことを特徴とするアレー。
【請求項４】
請求項４記載のアレーであって、
前記所定の角度は約４５度である、ことを特徴とするアレー。
【請求項５】
請求項３記載のアレーであって、
ＲＦ信号を前記第一の複数のアンテナ素子へ伝達する第一のフィード・オーガナイザ・セットと、
ＲＦ信号を前記第二の複数のアンテナ素子へ伝達する第二のフィード・オーガナイザ・セットと、を更に有し、
前記第一及び第二のフィード・オーガナイザ・セットは、共通のグリッド・パターンに並べられ、前記第一及び第二の複数のアンテナ素子へ向けて上方へ延び、
前記第二のフィード・オーガナイザの複数のＲＦ供給線は、前記共通のグリッド・パターン上に置かれた第二のフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンを形成する、ことを特徴とするアレー。
【請求項６】
請求項５記載のアレーであって、
前記第二のフィード・オーガナイザの前記ＲＦ供給線は、前記第一の複数のアンテナ素子によって略規定された面を貫いて延び、ＲＦを前記第二の複数のアンテナ素子へ伝達する、ことを特徴とするアレー。
【請求項７】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子の下に配置されたグランド面と、
前記グランド面と前記第一の複数のアンテナ素子の間に置かれた誘電層と、を更に有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項８】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子は平面アンテナ素子である、ことを特徴とするアレー。
【請求項９】
請求項８記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子のうち少なくとも１つは、
細長い本体部分と、
前記細長い本体部分の一端に接続された拡大幅端部とを有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１０】
請求項９記載のアレーであって、
前記アンテナ素子のうち隣接する素子の前記拡大幅端部は相互に入り込む部分を有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１１】
請求項１記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子のうちの少なくとも１つは、隣接する複数のダイポール・アンテナ素子を有し、
各ダイポール素子の少なくとも一端は、隣接する１つのダイポール素子の対応する一端と静電結合される、ことを特徴とするアレー。
【請求項１２】
放射素子のアレーであって、
間隔の空けられた行及び列から成る第一の平面グリッド・パターンに並べられた第一の複数のアンテナ素子と、
間隔の空けられた行及び列から成る第二の平面グリッド・パターンに並べられ、前記第一の複数のアンテナ素子の上に配置された第二の複数のアンテナ素子と、
ＲＦ信号を前記第一の複数のアンテナ素子へ伝達する第一のフィード・オーガナイザ・セットと、
ＲＦ信号を前記第二の複数のアンテナ素子へ伝達する第二のフィード・オーガナイザ・セットと、を有し、
前記第一の複数のアンテナ素子は、第一の周波数帯域で作動するように構成され、
前記第二の複数のアンテナ素子は、第二の周波数帯域で作動するように構成され、
前記第二のグリッド・パターンは、前記第一のグリッド・パターンに対して所定の角度回転しており、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子に対する有効グランド面として機能し、
前記第一及び第二のフィード・オーガナイザ・セットは、共通のグリッド・パターンに並べられ、前記第一及び第二の複数のアンテナ素子へ向けて上方へ延び、
前記第二のフィード・オーガナイザの複数のＲＦ供給線は、前記共通のグリッド・パターン上に置かれた第二のフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンを形成する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１３】
請求項１２記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子と前記第二の複数のアンテナ素子の間に置かれた誘電体を更に有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１４】
請求項１２記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子は平面アンテナ素子である、ことを特徴とするアレー。
【請求項１５】
請求項１４記載のアレーであって、
前記第一及び第二の複数のアンテナ素子のうち少なくとも１つは、
細長い本体部分と、
前記細長い本体部分の一端に接続された拡大幅端部とを有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１６】
請求項１５記載のアレーであって、
前記アンテナ素子のうち隣接する素子の前記拡大幅端部は相互に入り込む部分を有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１７】
請求項１２記載のアレーであって、
前記所定の角度は約４５度である、ことを特徴とするアレー。
【請求項１８】
放射素子のアレーであって、
第一の細長い本体部分と、該第一の細長い本体部分の対応する一端に接続された第一の拡大幅端部とを有する第一の複数の平面アンテナ素子と、
第二の細長い本体部分と、該第二の細長い本体部分の対応する一端に接続された第二の拡大幅端部とを有する第二の複数の平面アンテナ素子と、を有し、
前記第一の複数のアンテナ素子は、アレー構造に配置され、第一の周波数帯域で作動し、
前記第二の複数のアンテナ素子は、アレー構造に配置され、第二の周波数帯域で作動し、
前記第一のアンテナ素子のうち隣接する素子の前記第一の拡大幅端部は相互に入り込む部分を有し、
前記第二のアンテナ素子のうち隣接する素子の前記第二の拡大幅端部は相互に入り込む部分を有し、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子の下に配置され、
前記第一の複数のアンテナ素子は、前記第二の複数のアンテナ素子に対する有効グランド面として機能する、ことを特徴とするアレー。
【請求項１９】
請求項１８記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子と前記第二の複数のアンテナ素子の間に置かれた誘電体を更に有する、ことを特徴とするアレー。
【請求項２０】
請求項１８記載のアレーであって、
前記第一の複数のアンテナ素子は、間隔の空けられた行及び列から成る第一の平面グリッド・パターンに並べられ、
前記第二の複数のアンテナ素子は、間隔の空けられた行及び列から成る第二の平面グリッド・パターンに並べられ、
前記第二のグリッド・パターンは、前記第一のグリッド・パターンに対して所定の角度回転している、ことを特徴とするアレー。
【請求項２１】
請求項２０記載のアレーであって、
前記所定の角度は約４５度である、ことを特徴とするアレー。
【請求項２２】
請求項２０記載のアレーであって、
ＲＦ信号を前記第一の複数のアンテナ素子へ伝達する第一のフィード・オーガナイザ・セットと、
ＲＦ信号を前記第二の複数のアンテナ素子へ伝達する第二のフィード・オーガナイザ・セットと、を更に有し、
前記第一及び第二のフィード・オーガナイザ・セットは、共通のグリッド・パターンに並べられ、前記第一及び第二の複数のアンテナ素子へ向けて上方へ延び、
前記第二のフィード・オーガナイザの複数のＲＦ供給線は、前記共通のグリッド・パターン上に置かれた第二のフィード・オーガナイザ・グリッド・パターンを形成する、ことを特徴とするアレー。  
【国際調査報告】
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