(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロストリップ分布ネットワークが所定の周波数帯域内にある少なくとも１つの電磁信号を分配し組み合わせると共に、第１の面上に接地面（１１６，２１６，３１６，４１６）を備え、第２の面上に少なくとも１つの分離ブランチを有する分布ネットワーク（１１２，２１２，３１２，４１２）を備え、この際、前記第１の面及び前記第２の面が誘電体（１１４，２１４，３１４，４１４）によって分離されると共に相互に実質的に等距離にあることによって、少なくとも２つの給電点が前記接地面を介して前記分布ネットワーク及びグループ・アンテナのアンテナ要素（１２０，２２０，３１７，５２０，６２０）の間で前記電磁信号を転送してなるグループ・アンテナのマイクロストリップ分布ネットワーク用装置において、
前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）は２つの接続線（１０１，２０１，３０１，４０１）に沿って前記マイクロストリップ分布ネットワークに接続していると共に、導波管構造体の一部分を形成し、この際、前記導波管構造体が必要な大きさにされて、前記グループ・アンテナによってかつ前記分布ネットワークの不連続性によって発生される好ましくないモードを抑制するために、前記所定の周波数帯域の周波数よりも高いカットオフ周波数を有するように構成し、
前記導波管基礎構造体（１００，２００，４００）が接続線（１０１，２０１，４０１）に沿うと共にこれに向って開いている少なくとも１つの開口部（４０５）を備えて、前記第２の面上の前記分布ネットワーク（１１２，２１２，４１２）に属する少なくとも１つの導体（４１８）が、前記導波管基礎構造体の開口部がある前記接続線の一方の側から他方の側に通ることを可能にし、
前記開口部（４０５）が前記導波管基礎構造体（１００，２００，４００）の開口部がある接続線（１０１，２０１，４０１）に沿って波長の半分以下の大きさの長さと、前記第２の面から前記導波管基礎構造体における波長の８分の１以上の深さとを有することを特徴とする前記装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記カットオフ周波数は前記所定の周波数帯域の最高周波数よりも高いことを特徴とする前記装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の何れかに記載の装置において、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）は前記２つの接続線の間に前記給電点のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする前記装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかに記載の装置において、前記分布ネットワーク（１１２，２１２，３１２，４１２）の少なくとも一部分は前記導波管構造体内に位置していることを特徴とする前記装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかに記載の装置において、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）は実質的にＵ字状として形づくられていることを特徴とする前記装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れかに記載の装置において、前記接地面（１１６，２１６，３１６，４１６）の少なくとも一部分は前記導波管構造体における導波管内部面である境界面を形成することを特徴とする前記装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）及び前記接地面（１１６，２１６，３１６，４１６）は各接続線（１０１，２０１，３０１，４０１）に沿って少なくとも１つの電気的導電性の接続部（１１１，２１１，３１１，４１１）によって電気的に接続していることを特徴とする前記装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）及び前記接地面（１１６，２１６，３１６，４１６）は各接続線（１０１，２０１，３０１，４０１）に沿って少なくとも２つの電気的導電性の接続部（１１１，２１１，３１１，４１１）によって電気的に接続していることと、接続線上において、前記電気的導電性の接続部の間の距離は、前記所定の周波数帯域の周波数の前記マイクロストリップ分布ネットワークの誘電体（１１４，２１４，３１４，４１４）における波長のせいぜい半分であること、とを特徴とする前記装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、前記導波管基礎構造体（１００，２００，４００）及び前記接地面（１１６，２１６，４１６）が各接続線（１０１，２０１，４０１）に沿って少なくとも２つの電気的導電性の接続部（１１１，２１１，４１１）によって電気的に接続していることと、接続線上の開口部（４０５）に沿っていることを除いて、前記電気的導電性の接続部の間の距離が前記所定の周波数帯域の周波数の波長のせいぜい半分であることと、開口部が各側に接続している電気的導電性の接続部を有していること、とを特徴とする前記装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れかに記載の装置において、前記導波管基礎構造体の前記境界面は、前記マイクロストリップ分布ネットワークの機能が原理的に影響を受けないように設計され必要な大きさにされていることを特徴とする前記装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れかに記載の装置において、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）は押出しアルミニウムから製造されることを特徴とする前記装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れかに記載の装置において、前記導波管基礎構造体（１００，２００，４００）は前記マイクロストリップ分布ネットワークが設けられるボックス構造体（１９０，２９０）の一部分を形成することを特徴とする前記装置。
【請求項１３】
少なくとも２つのアンテナ要素（１２０，２２０，３１７）と、所定の周波数帯域内の電磁信号を分配し組み合わせると共に、第１の面上の接地面（１１６，２１６，３１６，４１６）及び第２の面上の分布ネットワーク（１１２，２１２，３１２，４１２）を備え、この際、前記第１の面及び前記第２の面が誘電体（１１４，２１４，３１４，４１４）によって分離されると共に、相互に実質的に等距離にあるマイクロストリップ分布ネットワーク（１１０，２１０，３１０，４１０）とを具備することによって、少なくとも２つの給電点が前記接地面を介して前記分布ネットワーク及びアンテナ要素の間で前記電磁信号を転送してなるグループ・アンテナにおいて、
前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）は２つの接続線（１０１，２０１，３０１，４０１）に沿って前記マイクロストリップ分布ネットワーク（１１０，２１０，３１０，４１０）に接続している共に、導波管構造体の一部分を形成し、この際、前記導波管構造体が必要な大きさにされて、前記グループ・アンテナによって発生される好ましくないモードを抑制するために、前記所定の周波数帯域の周波数よりも高いカットオフ周波数を有するように構成することによって、アンテナ要素間の好ましくないカップリングを回避し、
前記導波管基礎構造体（１００，２００，４００）は接続線（１０１，２０１，４０１）に沿うと共にこれに向って開いている少なくとも１つの開口部（４０５）を備えて、前記第２の面上の前記分布ネットワーク（１１２，２１２，４１２）に属する少なくとも１つの導体（４１８）が前記導波管基礎構造体の開口部がある前記接続線の一方の側から他方の側に通ることができるようにし、
開口部（４０５）は前記導波管基礎構造体（１００，２００，４００）の開口部がある接続線（１０１，２０１，４０１）に沿って波長の半分以下のオーダーの長さと、前記第２の面からの前記導波管基礎構造体における波長の８分の１以上の深さとを有することを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項１４】
請求項１３記載のグループ・アンテナにおいて、前記カットオフ周波数は前記所定の周波数帯域の最高周波数よりも高いことを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４の何れかに記載のグループ・アンテナにおいて、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）は前記２つの接続線の間に前記給電点のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項１６】
請求項１３から請求項１５の何れかに記載のグループ・アンテナにおいて、前記分布ネットワーク（１１２，２１２，３１２，４１２）の少なくとも一部分が前記導波管構造内に位置することを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項１７】
請求項１３から請求項１６の何れかに記載のグループ・アンテナにおいて、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）は実質的にＵ字状に形づくられていることを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項１８】
請求項１３から請求項１７の何れかに記載のグループ・アンテナにおいて、前記接地面（１１６，２１６，３１６，４１６）の少なくとも一部分は前記導波管構造体における導波管内部面である境界面を形成していることを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項１９】
請求項１３記載のグループ・アンテナにおいて、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）及び前記接地面（１１６，２１６，３１６，４１６）は各接続線（１０１，２０１，３０１，４０１）に沿って少なくとも１つの電気的導電性の接続部（１１１，２１１，３１１，４１１）によって電気的に接続していることを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項２０】
請求項１３記載のグループ・アンテナにおいて、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）及び前記接地面（１１６，２１６，３１６，４１６）は各接続線（１０１，２０１，３０１，４０１）に沿って少なくとも２つの電気的導電性の接続部（１１１，２１１，３１１，４１１）によって電気的に接続していることと、接続線上の前記電気的導電性の接続部の間の距離は前記所定の周波数帯域の周波数の前記マイクロストリップ分布ネットワークの誘電体（１１４，２１４，３１４，４１４）における波長のせいぜい半分であること、とを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項２１】
請求項１３に記載のグループ・アンテナにおいて、前記導波管基礎構造体（１００，２００，４００）及び前記接地面（１１６，２１６，４１６）が各接続線（１０１，２０１，４０１）に沿った少なくとも２つの電気的導電性の接続部（１１１，２１１，４１１）によって電気的に接続していることと、接続線上の開口部（４０５）に沿っていることを除いて、前記電気的導電性の接続部の間の距離が前記所定の周波数帯域における周波数の波長のせいぜい半分であることと、開口部が各側にて接続している電気的導電性の接続部を有すること、とを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項２２】
請求項１３から請求項２１の何れかに記載のグループ・アンテナにおいて、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）の前記境界面は前記マイクロストリップ分布ネットワークの機能が原理的に影響を及ぼされないように構成され必要な大きさにされていることを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項２３】
請求項１３から請求項２２の何れかに記載のグループ・アンテナにおいて、前記導波管基礎構造体（１００，２００，３００，４００）は押出しアルミニウムから製造されることを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【請求項２４】
請求項１３から請求項２３の何れかに記載のグループ・アンテナにおいて、前記導波管基礎構造体（１００，２００，４００）は前記マイクロストリップ分布ネットワークが設けられるボックス構造体の一部分を形成することを特徴とする前記グループ・アンテナ。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は、特に好ましくないモードを抑制するためのマイクロストリップ・アンテナの分野におけるマイクロストリップ分布ネットワーク用の装置に関する。好ましくないモードは、例えばグループ・アンテナの異なる要素間のカップリングを引き起こし得る。この発明はまた、異なるアンテナ要素間のカップリングの回避に関するグループ・アンテナを含む、改良した特性を有するグループ・アンテナにも関する。
発明の背景
マイクロストリップ・アンテナは通常、多数のアンテナ要素と、これらのアンテナ要素に面している一方の側で接地面を有すると共に他方の側で分布ネットワークを有するマイクロストリップ分布ネットワークとから構成される。分布ネットワークはしばしばアンテナ要素の２つの異なる偏波の結合に対する２つの個別のブランチを有する。これらの異なる型式のアンテナ及び分布ネットワークにおいて、接地面のスロットはまた後方に放射するので、好ましくないモードが他の根拠の間で生じる。他の類いの不連続性もまた好ましくない放射及びこれによって好ましくないモードをも引き起こす。これらの諸問題を解決する既に周知の試みは、マイクロストリップ分布ネットワークの積層体に新しい材料を導入することを含んでいる。エヌ・アイ・ハースコヴィッチ他（N. I. Herscovici et al.）による「新しい型式の多層給電ネットワークによって給電されるマイクロストリップ・アレイ（A Microstrip Array Fed by a New Type of Multilayer Feeding Network）」と題する、マイクロ波ジャーナル（Microwave Journal）、１９９５年７月刊、第１２４頁から第１３４頁の文献は、積層体／基板に誘導体プラグを導入することによって好ましくないモードを抑制する方法について述べている。シー・エス・リー他（C. S. Lee et al.）による「表面波の抑制による厚いマイクロストリップ・アンテナの利得向上（Gain enhancement of a thick microstrip antenna by suppressing surface waves）」と題する、アイトリプルイー・エーピー・シンポジウム（IEEE AP symposium）、１９９４年刊、第４６０頁から第４６３頁の文献は、積層体／基板内に寄生要素を導入することによってマイクロストリップ・アンテナを改良する方法について述べている。これらの方法は標準の構成要素を使用することができないので極端に費用が高くつく。積層体に新しい材料を導入することは費用の高い非標準処理を必要とし、このために大量生産には不向きである。
発明の概要
この発明の１つの目的は、例えばマイクロストリップ分布ネットワークにおける不連続性の結果生じた好ましくないモードを抑制するマイクロストリップ分布ネットワーク用の装置を規定することにある。
この発明の別の目的は、好ましくないモードを抑制して、アンテナ要素間のカップリングが何ら生じないかまたは僅かなカップリングのみが生じるようにしたマイクロストリップ・アンテナを規定することにある。
この発明の更なる目的は、アンテナ要素間に僅かなカップリングを有すかまたは何らのカップリングも有さないグループ・アンテナを規定することにある。
この発明のまた別の目的は、アンテナ・アレイに好ましくないモードを導かないグループ・アンテナ用のマイクロストリップ分布ネットワークを規定することにある。
この発明のまた別の目的は、好ましくないモードを抑制し、大量生産が容易で、しかも標準化した方法に従って処理される標準構成要素を使用するマイクロストリップ分布ネットワーク用の装置を規定することにある。
前記諸目的は、マイクロストリップ分布ネットワークに対するまたはこれに関する及びマイクロストリップ分布ネットワークの分布ネットワーク側の好ましくないモードを抑制するためのグループ・アンテナに対するまたはこれに関する装置によって、この発明に従って達成される。このことによって、とりわけ、マイクロストリップ分布ネットワークに接続したアンテナ要素間の好ましくないカップリングが回避される。マイクロストリップ分布ネットワークはエッチングされた両面を銅でコートしたファイバーグラスの積層体から製造することができる。原理的には押出しアルミニウムのＵ字状として規定される導波管基礎構造体は、各接続線に沿ったマイクロストリップ分布ネットワークの接地面に対する少なくとも２つの電気的導電性の接続部によって、２つの接続線に沿ってマイクロストリップ分布ネットワークに結合している。接地面の少なくとも一部と共に、導波管基礎構造体は導波管構造体を形成する。導波管構造体を必要な大きさにし、この結果、マイクロストリップ分布ネットワークに使用される最高周波数よりも高いカットオフ周波数を有するようにする。即ち、導波管は「カットオフ（cut-off）」にあると言われる。このことによって、導波管構造体が高域フィルタとして機能するように設計されているので、グループ・アンテナによって、また分布ネットワークの不連続性によって発生される好ましくないモードが抑制される。導波管はマイクロストリップ分布ネットワークに使用される周波数に対しては動作しないので、分布ネットワークに給電するのに使用されない。
この発明による前記諸目的はまた、グループ・アンテナ用のマイクロストリップ分布ネットワークに対するまたはこれに関する装置によって達成される。マイクロストリップ分布ネットワークは所定の周波数帯域内にある少なくとも１つの電磁信号を分配し組み合わせると共に、第１の面上の接地面と第２の面上の少なくとも１つの個別ブランチを有する分布ネットワークとを備えている。第１の面及び第２の面は誘電体によって分離されると共に、原理的には相互に等距離にある。少なくとも２つの給電点は接地面を介して分布ネットワークから及び／又は分布ネットワークに対して電磁信号を転送する。この転送はアンテナ要素として機能する接地面のスロットに対して、接地面のスロットを介してパッチに対して或いは付加的な１つ以上の分布ネットワークを介してアンテナ要素に対して行うことができる。導波管基礎構造体はマイクロストリップ分布ネットワークに関連してセットアップ／アレンジされると共に、導波管構造体の一部分を形成している。導波管構造体を必要な大きさにして、グループ・アンテナによってまた分布ネットワークの不連続性によって発生される好ましくないモードを抑制するために所定の周波数帯域の周波数よりも高いカットオフ周波数を有するようになっている。このカットオフ周波数は所定の周波数帯域の最高の周波数よりも適切に高くあることができる。導波管基礎構造体は給電ポイントのうちの少なくとも１つと関連して適切にセットアップすることができる。導波管基礎構造体の適切な位置と、接地面の少なくとも一部分が導波管構造に対して分界面（demarcation surface）を有益にも形成することができるという事実によって、分布ネットワークの少なくとも一部分が導波管構造体内に位置するということが導かれる。導波管基礎構造体は原理的にはＵ字状として適切に形づくることができる。
好ましい実施例において、導波管基礎構造体は２つの接続線に沿ってマイクロストリップ分布ネットワークに接続している。応用に応じて、導波管基礎構造体及び接地面を各接続線に沿った少なくとも１つの電気的導電性の接続部によって電気的に接続するという様に適切に変形を行うことができる。別の応用において、導波管基礎構造体及び接地面を各接続線に沿った少なくとも２つの電気的導電性接続部によって電気的に接続するという様に、また接続線上において、電気的導電性接続部間の距離は、所定の周波数帯域の周波数のマイクロストリップ分布ネットワークの誘電体における波長のせいぜい半分であるという様に変形することができる。この距離が所定の周波数帯域の最高の周波数の波長のせいぜい半分であることが好ましい。この説明において波長で表わされる距離は他に述べない限り信号が伝播するこの信号の電波の長さに関連している。
或る応用において、第２の面上の分布ネットワークに属する少なくとも１つの導体が導波管基礎構造体の開口部がある接続線の一方の側から他方の側に通ることができるようにするために、導波管基礎構造体が接続線に沿っていると共にこの接続線に向って開いている少なくとも１つの開口部を備えることを要求することができる。最適の機能に対して、開口部は導波管基礎構造体の開口部がある接続線に沿って波長のせいぜい半分の長さと、第２の面から導波管基礎構造体の波長の少なくとも８分の１の深さとを適切に有することができる。導波管基礎構造体が接続線のうちの少なくとも１つに沿った少なくとも１つの開口部を有する各応用において、導波管基礎構造体及び接地面を各接続線に沿った少なくとも２つの電気的導電性の接続部によって適切に電気的に接続することができる。接続線上の各開口部に沿っていることを除いて、電気的導電性の接続部の間の距離は、最高の周波数であり得ることが好ましい所定の周波数帯域の周波数の波長の適切にせいぜい半分であり得る。開口部はこの開口部の各側に関連する電気的導電性の接続部を有することができる。
勿論、マイクロストリップ分布ネットワークは導波管基礎構造体の影響に関して設計することができるが、導波管基礎構造体の分界面は、マイクロストリップ分布ネットワークの機能が原理的に影響を及ぼされないように設計し必要な大きさにすることができる。導波管基礎構造体を製造する適切な方法は押出しアルミニウムまたは何か他の適切な材料を使用している。導波管基礎構造体はまたマイクロストリップ分布ネットワークが設置されるボックス構造体の一部分を形成することができる。
この発明による前記諸目的はまた、少なくとも２つのアンテナ要素を含むグループ・アンテナとマイクロストリップ分布ネットワークとによって達成することができる。マイクロストリップ分布ネットワークは所定の周波数帯域内の電磁信号を分配し組み合わせると共に、第１の面上の接地面及び第２の面上の分布ネットワークを備えている。第１の面及び第２の面は誘導体によって分離され、相互に実質的に等距離にある。少なくとも２つの給電点を配置して、誘導体を介して分布ネットワーク及びアンテナ要素の間で電磁信号を転送する。アンテナ要素は例えば、接地面のスロットまたは接地面のスロットを介して或いは同軸導体を介して結合するマイクロストリップ要素、所謂パッチであることができる。アンテナ要素はまた他の型式のダイポール等のエミッタから構成することができる。導波管基礎構造体がマイクロストリップ分布ネットワークと関連して配置されると共に、導波管構造体が必要な大きさにされて適切に最高周波数であり得る所定の周波数帯域の周波数よりも高いカットオフ周波数を有するようになっている導波管構造体の一部分を形成することがこの発明の特徴である。このことによってグループ・アンテナにより発生される好ましくないモードの抑制が達成されると共に、アンテナ要素間の好ましくないカップリングが回避される。グループ・アンテナは、とりわけ応用に応じて、前述した各装置による多数の異なる好ましい実施例において行うことができる。
この発明はこれまで知られている技術と比較してマイクロストリップ分布ネットワークに対して及びグループ・アンテナに対して多数の利点を有している。この発明はモード伝播を抑制することによって、マイクロストリップ分布ネットワークに接続したアンテナ要素間のカップリングを回避または低減することができる。このことは、マイクロストリップ分布ネットワークの分布ネットワーク側に設けられると共に、マイクロストリップ分布ネットワークの接地面と共に電気的に接続した導波管基礎構造体によって達成される。導波管基礎構造体は接地面の少なくとも一部分と共に必要な大きさにされて、マイクロストリップ分布ネットワークに使用する各周波数に対して「カットオフ（cut-off）」にある導波管構造体を形成するようになっている。導波管基礎構造体は押出し装置を使用してアルミニウムから適切に製造することができ、このことは特に長期的にこの発明を極めてコスト的に有効にする。このことはこの発明が多数生産される移動電話システム用の基地局アンテナに対して関係があることを意味している。この発明によれば、導波管基礎構造体はマイクロストリップ分布ネットワークを支持し保護するボックス構造体の一部分であることができる。例えばマイクロストリップ分布ネットワークが（例えば、両側にエッチングした銅を有するファイバーグラス基板／積層板である）プリント回路基板から製造される場合、ボックス構造体にはマイクロストリップ分布ネットワークが挿入されるチャンネルを単に設けることができる。スロット結合式パッチを有するアンテナが、例えば接地面にスロットを有する放射要素として使用されれば、ボックス構造体にもパッチを有するファイバーグラス基板／積層板を挿入することができるチャンネルを設けることができる。マイクロストリップ分布ネットワークは多数のアンテナ要素／送信機要素と共に使用して、グループアンテナを形成することができる。グループアンテナは唯一つのスタック／カラムの放射要素を有する一次元かまたは二次元の何れかであることができ、通常は多数のスタックの一次元グループ・アンテナから構成される。導波管基礎構造体を有するボックス構造体はその予定する位置にグループ・アンテナを設けるのに使用できるように容易に設計することができる。この発明はその機能及び製造態様の双方に関して多数の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
以下において、この発明を添付した各図を参照して説明を目的とはするが決して限定的な目的のためにではなくより詳細に述べることとする。
図１はこの発明によるスロット結合式パッチ及びマイクロストリップ分布ネットワークを有する第１の実施例のマイクロストリップ・アンテナの断面図である。
図２はこの発明によるスロット結合式パッチ及びマイクロストリップ分布ネットワークを有する第２の実施例のマイクロストリップ・アンテナの断面図である。
図３はスロットをアンテナ要素とするこの発明による第３の実施例のマイクロストリップ・アンテナの断面図である。
図４はこの発明による実施例のマイクロストリップ分布ネットワークの接続線に沿った断面図である。
図５はアンテナ要素として±４５°の偏波に対する両側偏波パッチを有する一次元グループ・アンテナを示している。
図６はアンテナ要素として０°／９０°の偏波に対する両側偏波パッチを有する二次元グループ・アンテナを示している。
好ましい実施例の説明
この発明による手続き及びシステムを簡略化するために、その応用のうちの幾つかの例を図１から図６を参照して以下において説明することとする。
図１はこの発明による第１の実施例に従って設計されたマイクロストリップ・アンテナの断面図を示している。このマイクロストリップ・アンテナは例えば一次元グループ・アンテナまたは二次元グループ・アンテナのスタック／カラムである。マイクロストリップ・アンテナは、第１の面上に接地図１１６を有すると共に第２の面上に分布ネットワーク１１２を有するマイクロストリップ分布ネットワーク１１０を備えている。接地面１１６及び分布ネットワーク１１２は、例えばファイバーグラス積層体または空気であることができる誘電体１１４によって分離されている。分布ネットワーク１１２がエッチング形成されている両側が銅でコートされたファイバーグラス積層体プリント回路基板であることはマイクロストリップ分布ネットワーク１１０にとって当り前のことである。スロット等の或る一定のパターンが接地面１１６においてエッチング形成されている。図１に示すアンテナは放射要素としてスロット結合式１１７パッチ１２０を使用している。パッチ１２０は片側が銅でコートされたファイバーグラス積層体プリント回路基板上でエッチング形成することができる。ファイバーグラス積層体１２２はパッチ１２０のための支持としてのみ機能すると共に、例えば幾つかのスペーサ１２８を使用してマイクロストリップ分布ネットワーク１１０の前面に設けられる。
この発明によれば、導波管基礎構造体１００はマイクロストリップ分布ネットワーク１１０の第２の面に対抗する２つの接続線１０１に沿ってアンテナの背面上に設けられている。導波管基礎構造体１００が接地面１１６と電気的に接続することによって、接地面１１６の少なくとも一部分と共に導波管構造体を形成するようになっている。導波管基礎構造体１００を接地面１１６に接続する電気的接続部１１１は例えばねじまたはリベットを用いて達成することができる。予定された機能を保証するために、これらの個々の電気的接続部１１１の間の距離は、マイクロストリップ分布ネットワーク１１０に使用する最高周波数の波長のせいぜい半分のオーダーでなければならない。この発明の一部分は、導波管構造を形成するためにマイクロストリップ分布ネットワークの接地面の少なくとも一部分を使用することから正確に構成される。この発明に従って形成される導波管構造体は、マイクロストリップ分布ネットワーク１１０に使用する最高周波数よりも高いカットオフ周波数を有している。このことは導波管構造体を必要な大きさにして、マイクロストリップ分布ネットワーク１１０によって使用される各周波数に対して導波管としては機能しないようにしていることを意味している。導波管構造体は「カットオフ（cut-off）」にある。導波管構造体内にある分布ネットワーク１１２のその部分から生じる全ての放射は大幅に抑制される。前面に位置しているパッチ１２０と接続すべきスロット１１７、即ち給電点はまた後方に放射することとなると共に、導波管構造体に向けられる放射はこれによって大幅に抑制されることとなる。放射が抑制されなければ、他のスロット／給電点に結合できる好ましくないモードが生じることによって、所望のアンテナ特性を損う。導波管構造体の寸法決めは、任意の適切な断面及び所望のカットオフ周波数を使用して、例えば商業的プログラムを使用して容易に行うことができる。
場合によっては、導波管基礎構造体１００をボックス構造体１９０の一部分とすることは適正であり得る。このボックス構造体はとりわけ分布ネットワーク１１２を物理的に保護することができると共に、マイクロストリップ分布ネットワーク１１０を挿入できるチャンネル１９５を含むことができる。このチャンネル１９５はボックス構造体１９０を接地面１１６に電気的に接続する手段を備えることができる。
図２はこの発明の第２の実施例に従って設計されたマイクロストリップ・アンテナを対応する方法で示している。この第２の実施例はまた、放射要素としてスロット結合式２１７パッチ２２０を使用するアンテナを示している。マイクロストリップ分布ネットワーク２１０は接地面２１６と誘電体２１４によって相互に分離された分布ネットワーク２１２とを備えている。導波管基礎構造体２００は接続線２０１に沿ってマイクロストリップ分布ネットワーク２１０に接続している。導波管基礎構造体２００は電気的導電性の接続部２１１によって接地面２１６と電気的に接続して、分布ネットワーク２１２の少なくとも一部分を囲む「カットオフ」にある導波管構造体を形成するようになっている。ここでは、導波管基礎構造体２００は、マイクロストリップ分布ネットワークまたはマイクロストリップ・アンテナを適切な場所に設けることを容易にする形式で以って示してある。また、任意のボックス構造体２９０はここでは、マイクロストリップ分布ネットワークをチャンネル２９５に挿入できるだけでなく、パッチ２２０用の支持体２２２をそれぞれのチャンネル２９６に挿入できるように設計されている。
導波管基礎構造体１００，２００が図１及び図２に示すようにボックス構造体１９０，２９０に含まれていれば、形成されるスペース１９１，２９１もまた、導波管基礎構造体１００，２００がそれぞれの接地面１１６，２１６の少なくとも一部分と共に必要な大きさにされるのと対応する方法で、「カットオフ」にある導波管構造体として必要な大きさにされることが適当である。
図３はアンテナ要素としてスロット３１７を使用するのみのこの発明によるマイクロストリップ・アンテナを示している。図３のマイクロストリップ分布ネットワーク３１０、その誘電体３１４及び分布ネットワーク３１２は、使用する周波数範囲、接続するアンテナ要素の数によってまたは何か他の理由で図１及び図２の１１０及び２１０よりも相対的に小さい。従って、導波管構造体３００は、例えばマイクロストリップ分布ネットワーク３１０を挿入するのに使用される任意のチャンネル３９５と一致する接続線３０１に沿ってマイクロストリップ分布ネットワーク３１０に接続することができる。導波管基礎構造体３００はチャンネル３９５に沿って接地面３１６と電気的に接続することができ、このため何らの個別の電気的接続も要求されない。接続部３１１は例えば（恐らくはねじまたはリベットを使用して）締りばねとしてまたは導電性のパッキング或いはシールを用いて設計することができる。形成される導波管構造体を必要な大きさにして、そのカットオフ周波数がマイクロストリップ・アンテナが使用される各周波数よりも高くなるようにする。
図１から図３に示すマイクロストリップ分布ネットワーク１１０，２１０，３１０上の第１及び第２の面は全て平坦に示しているが、例えば曲がるような異なる形状を有するこれらの面を任意に採ることができる。
或る応用において、大きな分布ネットワークが要求され、このことは、マイクロストリップ分布ネットワーク１１０，２１０がそれぞれの導波管基礎構造体１００，２００よりも広い図１及び図２に示すマイクロストリップ分布ネットワークが大きくかつ広くなることを意味している。たとえ導波管基礎構造体１００，２００が接続線１０１，２０１に沿ってそれぞれのマイクロストリップ分布ネットワーク１１０，２１０に接続するとしても、マイクロストリップ分布ネットワーク１１０，２１０を分布ネットワーク１１２，２１２に対して使用できるようにするために、導波管基礎構造体１００，２００は必要数の開口部を含んでいる。図４は、例えば図１及び図２の接続線１０１または２０１のうちの一方に沿った断面を示している。接地面４１６を有する第１の面及び分布ネットワーク４１２を有する第２の面を備えたマイクロストリップ分布ネットワーク４１０の一部分を導波管基礎構造体４００の一部分と共に図に示している。接地面４１６及び分布ネットワーク４１２は導電体４１４によって分離されている。導波管基礎構造体４００は接続線４０１に沿ってマイクロストリップ分布ネットワーク４００に接続すると共に、電気的接続部４１１によって接地面に電気的に接続している。導波管基礎構造体４００からの干渉に晒されることなく、分布ネットワーク４１２上の各導体４１８が接続線４０１の一方の側から他方の側に通れるようにするために、必要数の開口部４０５が設けられている。開口部は波長のせいぜい半分の幅及び波長（通常は空気を含むに過ぎない開口部の波長）の少なくとも８分の１の深さを有することができる。
図５及び図６はグループ・アンテナの諸例を示している。図５はアンテナ要素５２０を有する唯一つのスタック／カラム５０２を備えた一次元のグループ・アンテナを示している。これらのアンテナ要素はアンテナの長辺に関して±４５°の平面における２つの直線偏波を送信し受信することができる。図６は０°及び９０°の偏波用のアンテナ要素６２０を有する多数のスタック／カラム６０２を備えた二次元のグループ・アンテナを示している。
この発明はグループ・アンテナ、特にマイクロストリップ・アンテナに関すると共に、これらに生じ得る好ましくないモードの抑制に関する。以上、「カットオフ」にある導波管構造体を使用してどのようにして好ましくないモードを大幅に抑制することができるかという諸例を説明した。導波管構造体がマイクロストリップ・ネットワークの接地面の少なくとも一部分を利用して、この少なくとも一部分と一体化構造となる。どのようにして導波管基礎構造体を有する導波管構造体を柔軟な方法で設計して、コスト的に有効な大量生産を可能にすることができるかについても説明した。個々のスタックを有するグループ・アンテナの組立て及び二次元のグループ・アンテナに対する幾つかの個々のスタックの組立ては、導波管基礎構造体を柔軟に設計する能力を使用してより容易に行うことができる。
この発明は前述した各実施例に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の枠組みの中で変更することができる。
【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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