(57)【要約】      （修正有）【課題】全方向性放射パターンを持つコリニアタイプのアンテナを提供する。【解決手段】本アンテナは、放射部分２２を含み、１つの中央伝導体３８及び２つの外側伝導体３６，４０を含む、互いに平行な位置にある３つの実質的に直線の伝導性ワイヤ要素と、第１の放射ゾーン３４と第２の放射ゾーン３２を交互に設けることにより構成された２Ｎの放射ゾーンと、を含み、各第１の放射ゾーン３４は、中央ワイヤ要素と同軸であり、外側ワイヤ要素の両方に電気的に接続された円筒状の伝導性要素４６をさらに含み、各第２の放射ゾーン３２は、外側ワイヤ要素とそれぞれ同軸であり、中央ワイヤ要素に電気的に接続された２つの円筒状の伝導性要素４２，４４をさらに含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射部分を含むコリニア型のアンテナであって、
１つの中央伝導体及び２つの外側伝導体を含む、互いに平行な位置にある３つの実質的に直線の伝導性ワイヤ要素と、
第１の放射ゾーンと第２の放射ゾーンを交互に設けることにより構成された２Ｎ個の放射ゾーンと、
を含み、
各第１の放射ゾーンは、円筒状の伝導性要素であって、前記中央ワイヤ要素と同軸であり、前記外側ワイヤ要素の両方に電気的に接続された伝導性要素をさらに含み、
各第２の放射ゾーンは、２つの円筒状の伝導性要素であって、前記外側ワイヤ要素とそれぞれ実質的に同軸であり、前記中央ワイヤ要素に電気的に接続された伝導性要素をさらに含み、
２つの連続した放射ゾーンの間にギャップが設けられる
アンテナ。
【請求項２】
各円筒状要素は、１／２波長で共振する請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
各円筒状要素は、長さＬであり、誘電率εを有する誘電体材料のディスクを内部に含み、前記ディスクは、前記ワイヤ要素に対して直交して延在し、前記ワイヤ要素の方向の長さがｌ´であり、Ｌ＋εｌ´＝λ／２が成り立つ請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
アンテナケーブルとの接続用の端部に、前記ケーブルを囲み、長さλ／４の少なくとも１つの伝導性要素を含み、前記ケーブルに電気的に接続された少なくとも１つの電流トラップをさらに含む請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
円筒状の伝導性要素の長さをその直径で除した比率は、約５である請求項１に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交互同軸タイプのコリニアアンテナに関する。
【０００２】
このようなアンテナは、特に、米国特許第２，１５８，３７６号にすでに記載されており、同特許の１つの図を添付図面の図１に再現している。
【０００３】
アンテナは、位相シフタＤＦ１、ＤＦ２などのシステムにより互いに接続された一連のダイポールＤ１、Ｄ２、Ｄ３などにより構成される。さらに正確に言えば、各ダイポールＤ１は、円筒状の伝導性要素１０により構成され、アンテナは、２つの平行な直線の伝導性要素１２及び１４をさらに含む。ダイポールＤ１、Ｄ２、Ｄ３を構成する円筒状の伝導性要素１０は、伝導体１２及び１４の一方に交互に結合され、他方の伝導体を取り囲む。例えば、ダイポールＤ１は、伝導性要素１４と同軸であり、伝導性要素１２に結合された円筒状要素１０により構成される。したがって、位相シフタ要素ＤＦは、円筒状の伝導性要素に結合された位置から、後続する円筒状の伝導性要素の軸に配置される位置へと進む同じ伝導性要素１２、１４により構成される。このような配置の変化は、λ／２の位相シフトに実質的に相当する。したがって、異なるダイポールに対応する伝導性の部分１２及び１４に流れる電流が全体で加算される。しかしながら、２つの伝導性の直線要素の周りで伝導性シリンダの位置が交互に配置されることにより、アンテナアセンブリの放射パターンが非対称的になる結果、アンテナは全方向性のものではなくなる。
【０００４】
上記に引用した米国特許に記載されたアンテナの別の欠点として、各ダイポールが円筒状の伝導性要素により構成され、線形の伝導体がシリンダの軸に配置されるということが挙げられる。これにより、円筒状要素の物理的な長さが放射長に対応しない構成になる。したがって、アンテナは、その作動周波数に適切に同調されない。
【０００５】
本発明の目的は、事実上、放射パターンが全方向性のものになるような電流分布をアンテナに獲得できるようにする交互同軸タイプのコリニアアンテナを提供することである。
【０００６】
この目的を達成するために、本発明によれば、放射部分を含むコリニア型のアンテナであって、
１つの中央伝導体及び２つの外側伝導体を含む、互いに平行な位置にある３つの実質的に直線の伝導性ワイヤ要素と、
第１の放射ゾーンと第２の放射ゾーンを交互に設けることにより構成された２Ｎ個の放射ゾーンとを含み、
各第１の放射ゾーンは、中央ワイヤ要素と同軸であり、外側ワイヤ要素の両方に電気的に接続された円筒状の伝導性要素をさらに含み、
各第２の放射ゾーンは、外側ワイヤ要素とそれぞれ同軸であり、中央ワイヤ要素に電気的に接続された２つの円筒状の伝導性要素をさらに含み、２つの連続した放射ゾーンの間にギャップが設けられることを特徴としたアンテナが提供される。
【０００７】
連続するダイポールが、１つの伝導性円筒状要素と、２つの伝導性円筒状要素により連続して形成された放射要素により構成され、さらに、アンテナは、３つの線形連続要素を有するため、アンテナの構造は対称的であり、したがって、放射される電場も対称的であることが理解される。
【０００８】
各円筒状要素は、長さＬであり、誘電率εを有する誘電体材料のディスクを内部に含み、ディスクは、ワイヤ要素に対して直交して延在し、ワイヤ要素の方向の長さがｌ´であり、
Ｌ＋εｌ´＝λ／２
が成り立つ。
【０００９】
各円筒状伝導性要素内に誘電体材料のディスクがあるため、アンテナの作製を複雑化することなく、円筒状伝導性要素の物理長とアンテナとしての電気長との差を補償することが可能である。また、これらの誘電体材料のディスクは、直線伝導性ワイヤ要素に対して円筒状要素を機械的に保持するように働くことが理解される。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、具体例として挙げられる本発明の実施形態の以下の記載からさらに明らかになるが、これらは本発明を限定するものではない。
【００１１】
図２は、アンテナアセンブリ２０を示す。機能的な観点から、アンテナアセンブリ２０は、放射部分２２と、アンテナケーブル２６に接続されるゾーンから離れた位置にあるブロッキング端部２４とにより構成され、アンテナは、ケーブルとの接続付近の端部に、参照番号２８及び３０がそれぞれ付与された２つの電流トラップ（current trap：電流を取り入れるための接点）を有することが好ましい。
【００１２】
アンテナの放射部分２０は、第１の放射ゾーン３２１、３２２などと、第２の放射ゾーン３４１、３４２などにより形成された連続した放射ゾーンにより構成され、第２の放射ゾーンは、第１の放射ゾーンと交互の位置に設けられる。
【００１３】
構造的な観点から、アンテナの放射部分２２は、互いに平行な位置にある３つの直線伝導体３６、３８、及び４０からなる。伝導体３８を「中央」線形伝導体と呼び、他の２つの伝導体を「外側」線形伝導体と呼ぶ。これらの伝導体は、中央伝導体３８から等間隔の距離にある。第１の放射ゾーン３２１、３２２などは、参照番号４２及び４４がそれぞれ付与された対の円筒状の伝導性表面により構成される。第２の放射ゾーン３４１、３４２などは、１つの実質的に円筒状の伝導性表面４６により構成される。
【００１４】
以下、図３を参照すると、第１及び第２の放射ゾーン３２i及び３４iの構造をさらに詳細に記載する。
【００１５】
上述したように、第２の放射ゾーン３４iは、外側直線伝導体３６及び４０の間の距離に実質的に等しい直径ｄの１つの伝導性シリンダ４６により構成される。第２の放射ゾーンを構成するシリンダ４６の長さは、Ｌである。シリンダ４６の軸Ｘ−Ｘ´は、中央直線伝導体３８と一致し、その外面３６ａは、外側伝導体３６及び４０に結合される。これにより、第２の放射ゾーン３４iを構成するシリンダ４６と、外側伝導体３６及び４０との間に電気的接続が確立される。
【００１６】
第１の放射ゾーン３２iは、上述したように、２つの伝導性シリンダ４２及び４４によりそれぞれ構成され、これらの伝導性シリンダ２４、４４は、互いに同一であり、第２の放射ゾーン３４iを構成するシリンダ４６とも同一であることが好ましい。したがって、シリンダ４２及び４４は、同様に、直径ｄ及び長さＬのものである。各シリンダ４２、４４は、外側直線伝導体３６及び４０のそれぞれと一致する軸Ｙ−Ｙ´またはＺ−Ｚ´をそれぞれ有する。伝導性シリンダ４２及び４４のそれぞれの外面４４ａ及び４２ａは、中央伝導体３８に結合される。これにより、第１の放射ゾーン３２iを構成する対のシリンダ４２及び４４と中央伝導体３８との間に電気的接続が確立される。シリンダ４２、４４、及び４６の長さＬは、１／２波長λ／２に相当する。
【００１７】
以下に規定するように、異なる放射ゾーン３２i及び３４iの間にギャップ４８iを残す必要があり、このギャップの長さは、ｅである。
【００１８】
第１の放射ゾーン３２iから第２の放射ゾーン３４iへ通過するたびに、異なる直線伝導体３６、３８、及び４０は、同軸である位置から伝導性シリンダに接続された位置へ進むため、２つの連続した放射ゾーンの間の位相シフトが実質的に１８０°になることにより、事実上、送信または受信中に各放射ゾーンに流れる電流を加算することが可能になる。
【００１９】
伝導性円筒状表面４２、４４、及び４６の直径ｄが大きくなれば、アンテナの通過域はさらに広くなる。ｄの適切な値は、０．０８λである。しかしながら、伝導性円筒状表面と直線伝導体３６、３８、及び４０の位相シフトは、伝導体の同じ物理長に対して異なる。これらの異なる位相シフトを補償するために、図４に示すようなアンテナの改良された実施形態において、各伝導性シリンダ４２、４４、または４６内に、例えば、テフロン(登録商標)で作られたディスクなどの誘電体ディスク５０が取り付けられる。このようなディスク５０を差し込むことにより、伝導性シリンダ４２と直線伝導体４０の電気長が補償されるようになる。直線伝導体４０の方向における誘電体ディスク４０の長さｌ´は、以下のように求めることができる。誘電率εの誘電体の長さがｌ´であり、シリンダ４２の長さがＬであれば、以下の関係が当てはまる。
【００２０】
λ／２＝Ｌ＋εｌ´
図２を参照しながら上述したように、アンテナ２０は、同軸アンテナケーブル２６に接続された端部５２に、２つの電流トラップ２８及び３０を含むことが好ましい。各電流トラップ２８、３０は、ケーブル２６と同軸であり、λをアンテナの作動波長として、λ／４に相当する長さＬ´の伝導性円筒状表面５４、５６により構成される。シリンダ５４及び５６の下端部５４ａ、５６ａは、同様に伝導性である環状の部分５８及び６０のそれぞれを経由して、同軸ケーブル２６の外面２６ａに接続される。
【００２１】
好適な実施形態において、アンテナは、Ｎ＝１４の放射ゾーンを有する。放射ゾーンは、約５に等しい比率Ｌ／ｄを有する１つまたは２つの円筒状の伝導性表面により構成される。
【００２２】
このアンテナに関して、作動波長が５２ミリメートル（ｍｍ）の場合、１０ｄＢ（国際標準化機構（ＩＳＯ）により規定されているデシベル）のゲインで約２．５％の通過域が得られる。
【００２３】
交互する放射ゾーンは、１つの伝導性円筒状表面と、２つの伝導性円筒状表面の形態で与えられているため、アンテナは、全体的に、中央直線伝導体３８の周りで幾何学的に対称的である。これにより、可能な限り全方位性である方位角の放射パターンが得られる。さらに、伝導性円筒状表面４２、４４、及び４６を直線電気的伝導体３６、３８、及び４０に結合して構成されるため、アンテナの製造が容易である。各伝導性シリンダに誘電体ディスクが取り付けられる場合、誘電体ディスクが、直線電気的伝導体に対して伝導体円筒状表面を機械的に保持し、ロッドの中央に円筒状菅を置く働きをするスペーサを構成することに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】上述したように、公知のタイプの交互同軸コリニアアンテナを示す図である。
【図２】本発明によるアンテナアセンブリの斜視図である。
【図３】本発明のアンテナの縦断面図である。
【図４】放射ゾーンの改良されたタイプを示す断片図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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