(57)【要約】【課題】  積層マイクロバンド反射アレイアンテナの提供。【解決手段】  円形ディスク、ホーンアンテナ、及び固定フレームを具え、該円形ディスクは遠方からの通信信号を反射し、その表面に複数のアレイブロックが組み付けられて高ゲイン、高周波数幅の信号特性を有して高周波無線通信の要求を満足し、ホーンアンテナは円形ディスクに反射された通信信号を受け取り、並びに通信信号を円形ディスクに送り、円形ディスクが通信信号を遠方に反射し、固定フレームはホーンアンテナを円形ディスクの上方に固定する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形ディスク、アンテナ、及び固定フレームを具え、該円形ディスクは遠方からの通信信号を反射し、該アンテナは円形ディスクに反射された通信信号を受け取り、並びに通信信号を円形ディスクに伝送し、並びに円形ディスクに通信信号を遠方に反射させ、該固定フレームは、アンテナを円形ディスクの第１平面の上方に固定し、該第１平面は複数のアレイブロックを具え、各アレイブロックは複数の第１アレイユニットと一つの第２アレイユニットを具え、該複数の第１アレイユニットは第１平面の正面に置かれ、第２アレイユニットは第１平面の背面に置かれ、第２アレイユニットの位置は複数の第１アレイユニットの中間に対応することを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【請求項２】
請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、円形ディスクの第２平面の表面が金属層とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【請求項３】
請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、アンテナがホーンアンテナとされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【請求項４】
請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第１アレイユニットが四角形の金属片とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【請求項５】
請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第１アレイユニットの辺長が通信信号の波長の２分の１とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【請求項６】
請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第３アレイユニットが四角形の金属片とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【請求項７】
請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第２アレイユニットの辺長が通信信号の波長の２分の１とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【請求項８】
請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第２アレイユニットが遅延線を具えた方形金属片とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【請求項９】
請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、遅延線の長さが０から通信信号の波長の２分の１とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の反射アレイアンテナの構造に係り、特に、積層マイクロバンド反射アレイアンテナの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波通信領域において、良好な通信周波数幅を提供するために信号の受信と伝送に反射アレイアンテナが使用される。図１は特許文献１に記載の反射アレイアンテナ１０を示し、それは円形ディスク１２及びホーンアンテナ１６を具え、円形ディスク１２は複数のアレイユニット１４及び厚板１８を具え、並びに複数のアレイユニット１４が厚板１８の上表面に置かれ、厚板１８の下表面は接地層（未表示）とされ、接地層は金属層とされ得る。これから分かるように、円形ディスク１２とホーンアンテナ１６の間にはサポートフレームが存在し、それによりホーンアンテナ１６が円形ディスク１２の上方に固定されている。アレイユニット１４は特殊な設計により信号をホーンアンテナ１６に反射でき、ゆえにホーンアンテナ１６の円形ディスク１２との相対位置は固定されて任意に変更はできない。反射アレイアンテナ１０が遠方からの通信信号を受信する時、円形ディスク１２上の複数のアレイユニット１４は通信信号を反射し、並びに通信信号をホーンアンテナ１６に集中させる。こうしてホーンアンテナ１６が通信信号を受信し、良好な信号ゲイン及び比較的広い通信周波数幅を獲得する。当然、反射アレイアンテナ１０が信号を伝送する時は、ホーンアンテナ１６より通信信号を出力し、並びに円形ディスク１２により通信信号を遠方に伝送する。
【０００３】
良好な信号ゲイン或いは比較的広い通信周波数幅を得られるように、アレイユニット１４のパターンは異なるものとされる。図２に示されるように、アレイユニット１４１、アレイユニット１４２、及びアレイユニット１４４はそれぞれ１條の異なる長さの遅延線（ｄｅｌａｙ  ｌｉｎｅ）を具え、アレイユニット１４３は遅延線を具備しない。遅延線の機能は通信信号の位相を調整してアレイユニットが反射する主光束方向（ｍａｉｎ  ｂｅａｍ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を決定し、アレイユニットが反射する通信信号をホーンアンテナ１６に集中させることにある。使用者はまたアレイユニット１４の角度を回転させることで、アレイユニット１４の角度を異なるものとすることもできる。或いは図３に示されるように、アレイユニット１４５は遅延線（直線型遅延線１４５１と湾曲型遅延線１４５２）を具備するだけでなく、アレイユニット１４５の角度が回転されて、信号ゲイン或いは通信周波数幅の更なる改善を獲得している。
【０００４】
しかし、周知の反射アレイアンテナ１０は以下の欠点がある。即ち、信号ゲイン効果が有限で、信号周波数幅が狭く、また適当に湾曲遅延線を配置することで交叉分極の等級を減らす必要がある。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，１９５，０４７／Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、広い周波数幅を提供できる積層マイクロバンド反射アレイアンテナの構造を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、交叉分極の等級を減らすことができる積層マイクロバンド反射アレイアンテナの構造を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、遅延線の数を減らすことができる積層マイクロバンド反射アレイアンテナの構造を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらにまた別の目的は、遅延線の効率を増すことができる積層マイクロバンド反射アレイアンテナの構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、円形ディスク、アンテナ、及び固定フレームを具え、該円形ディスクは遠方からの通信信号を反射し、該アンテナは円形ディスクに反射された通信信号を受け取り、並びに通信信号を円形ディスクに伝送し、並びに円形ディスクに通信信号を遠方に反射させ、該固定フレームは、アンテナを円形ディスクの第１平面の上方に固定し、該第１平面は複数のアレイブロックを具え、各アレイブロックは複数の第１アレイユニットと一つの第２アレイユニットを具え、該複数の第１アレイユニットは第１平面の正面に置かれ、第２アレイユニットは第１平面の背面に置かれ、第２アレイユニットの位置は複数の第１アレイユニットの中間に対応することを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
請求項２の発明は、請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、円形ディスクの第２平面の表面が金属層とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
請求項３の発明は、請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、アンテナがホーンアンテナとされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
請求項４の発明は、請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第１アレイユニットが四角形の金属片とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
請求項５の発明は、請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第１アレイユニットの辺長が通信信号の波長の２分の１とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
請求項６の発明は、請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第３アレイユニットが四角形の金属片とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
請求項７の発明は、請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第２アレイユニットの辺長が通信信号の波長の２分の１とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
請求項８の発明は、請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、第２アレイユニットが遅延線を具えた方形金属片とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
請求項９の発明は、請求項１記載の積層マイクロバンド反射アレイアンテナにおいて、遅延線の長さが０から通信信号の波長の２分の１とされたことを特徴とする、積層マイクロバンド反射アレイアンテナとしている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナの効果は以下のとおりである。
１．広い周波数幅を提供できる。
２．交叉分極の等級を減らすことができる。
３．遅延線の数を減らすことができる。
４．遅延線の効率を増すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明によると積層マイクロバンド反射アレイアンテナは、円形ディスク、アンテナ、及び固定フレームを具え、該円形ディスクは遠方からの通信信号を反射し、該アンテナは円形ディスクに反射された通信信号を受け取り、並びに通信信号を円形ディスクに伝送し、並びに円形ディスクに通信信号を遠方に反射させ、該固定フレームは、アンテナを円形ディスクの第１平面の上方に固定する。該第１平面は複数のアレイブロックを具え、各アレイブロックは複数の第１アレイユニット及び一つの第２アレイユニットを具え、該複数の第１アレイユニットは第１平面の正面に置かれ、第２アレイユニットは第１平面の反対面に置かれ、第２アレイユニットの位置は複数の第１アレイユニットの中間に対応する。
【実施例１】
【００１３】
図４に示されるように、本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナは、周知の反射アレイアンテナ１０の構造に似ているが、その異なるところは、本発明の円形ディスクの第１平面（周知の技術のホーンアンテナ１６に対向する平面に対応）に複数のアレイブロック２０が設けられ、これは周知の技術では非複数のアレイユニット１４が設けられているのとは異なり、且つ本発明の各アレイブロック２０の第１アレイユニット２２は第１平面の上表面（周知の技術のホーンアンテナ１６に対向する表面に対応）に置かれ、各アレイブロック２０の第２アレイユニット２４は第１平面の下表面に置かれ、且つ第２アレイユニット２４の位置は四つの第１アレイユニット２２の中間に対応し、並びに信号結合の作用により、より、その受信する通信信号は結合されて四つの第１アレイユニット２２に至る。構造特性の違いにより、アレイブロック２０はアレイユニット１４に較べて広い周波数幅を提供できる。各アレイブロック２０の四つの第１アレイユニット２２は形状が同じ四角形金属片とされ、且つその辺長は通信信号の波長と相互に関係があり、例えば、辺長が通信信号の波長の４分の１或いは２分の１とされ、通信信号の作業周波数が８ＧＨｚから１０ＧＨｚであれば、辺長は４ｍｍから５．２ｍｍとされ、第１アレイユニット２２相互間の距離は３ｍｍとされる。第２アレイユニット２４もまた四角形金属片とされ、且つその辺長もまた通信信号の波長と相互に関係があり、例えば、その辺長は通信信号の波長の４分の１或いは２分の１とされ、通信信号の作業周波数が８ＧＨｚから１０ＧＨｚであれば、辺長は５．２ｍｍから５．７ｍｍとされる。しかし、第１アレイユニット２２及び第２アレイユニット２４の辺長は実際の必要に依り調整可能で、上述の値に制限される訳ではない。
【００１４】
第２アレイユニット２４にも遅延線を組み付けて通信信号の準位を調整して良好な信号ゲイン或いは通信周波数幅を取得できるようにすることができる。図５に示されるように、第２アレイユニット２４２、２４４、２４６及び２４８にはそれぞれ遅延線２４１、２４３、２４５、及び２４７が組み付けられている。遅延線２４１、２４３、２４５、及び２４７は方形金属片とされる。第２アレイユニット２４２、２４４、２４６及び２４８相互の間の距離は第１アレイユニット２２或いはアレイユニット１４相互の間の距離より大きく、ゆえにその遅延線２４１、２４３、２４５、及び２４７の長さも制限を受けず、また湾曲型遅延線を使用する必要もなく、大幅に遅延線の設計の複雑度及び交叉分極の等級を減らすことができる。且つ第１アレイユニット２２に遅延線を使用する必要はなく、第２アレイユニット２４２、２４４、２４６及び２４８のみに遅延線２４１、２４３、２４５、及び２４７を使用する必要があり、ゆえにその遅延線の総数は反射アレイアンテナ１０に使用される遅延線の総数の４分の１に過ぎない。
【００１５】
アレイブロック２０は本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナの基本構造であるため、単一アレイブロック２０に対する分析を行ない本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナの特性を評価した。図６に示されるように、上述の辺長値で一つのアレイブロック２０に対してコンピュータシュミレート計算を行なった結果、本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナの実際の測定値は図７に示されるようであり、使用者の予想に符合した。図８に示されるように、本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナの作業周波数が８ＧＨｚの時、通信信号の位相は０偏向角に集中し、且つその共同分極（ｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）と交叉分極（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）の差異値は２０ｄｂ以上に達し、使用者の要求に符合する。図９に示されるように、本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナの作業周波数が９ＧＨｚの時、通信信号の位相は０偏向角に集中し、且つその共同分極と交叉分極の差異値は２０ｄｂ以上に達し、使用者の要求に符合する。
【００１６】
以上の実施例は説明のために提示されたに過ぎず、本発明の請求範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】周知の反射アレイアンテナの表示図である。
【図２】周知のアレイユニットの表示図である。
【図３】もう一つの周知のアレイユニットの表示図である。
【図４】本発明のアレイブロックの正面表示図である。
【図５】本発明のアレイブロックの背面表示図である。
【図６】本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナのシュミレートによるゲイン値波形図である。
【図７】本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナの測定ゲイン値波形図である。
【図８】本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナの測定信号特性波形図である。
【図９】本発明の積層マイクロバンド反射アレイアンテナのもう一つの測定信号特性波形図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  反射アレイアンテナ          １２  円形ディスク      １４  アレイユニット
１６  ホーンアンテナ              １８  厚板              ２０  アレイブロック
２２  第１アレイユニット          ２４  第２アレイユニット
１４１  アレイユニット            １４２  アレイユニット
１４３  アレイユニット            １４４  アレイユニット
１４５  アレイユニット            １４５１  遅延線
１４５２  遅延線                  ２４１  遅延線
２４２  第２アレイユニット        ２４３  遅延線
２４４  第２アレイユニット        ２４５  遅延線
２４７  遅延線                    ２４６  第２アレイユニット
２４８  第２アレイユニット
【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】
2005167961.tif 000008
【図７】
2005167961.tif 000009
【図８】
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【図９】
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