(57)【要約】【課題】簡単な構成で、受信レベルの低下を改善することのできる移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナを提案する。【解決手段】複数の移相器は、３軸座標のＸＺ平面において、第１の走査角と第２の走査角との間で、各アンテナ素子パッチの合成ビームを走査するように構成される。また、合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、第１の走査角と第２の走査角との間で最小値となって、この最小値の両側で増加し、しかも第１、第２の走査角において、要求される規格レベル以下となるＵ字状特性を持つように、各アンテナ素子パッチは、それぞれの中心点と給電点とを結ぶパッチ中心線が、Ｘ軸に対して所定の傾斜角をなして配置され、または各アンテナ素子パッチに対する２分岐線路の分配比と２分岐した線路の長さが与えられる。【選択図】図１
2007251625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され静止衛星からの電波を受信する移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナであって、
誘電体基板と、
前記誘電体基板の主面がＸＹ平面に位置するようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸座標を想定したときに、前記誘電体基板の主面上に、前記Ｘ軸に沿って並ぶように配置された複数のアンテナ素子パッチと、
前記誘電体基板の主面上に配置され、前記各アンテナ素子パッチに接続された給電線路と、
この給電線路に配置され、前記各アンテナ素子パッチのそれぞれに接続された複数の移相器とを備え、
前記複数の移相器は、前記３軸座標のＸＺ平面において、第１の走査角と第２の走査角との間で、前記各アンテナ素子パッチの合成ビームを走査するように構成され、
また、前記合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、前記第１の走査角と第２の走査角との間で最小値となって、この最小値の両側で増加し、しかも前記第１、第２の走査角において、要求される規格レベル以下となるＵ字状特性を持つように、前記各アンテナ素子パッチは、それぞれの中心点と給電点とを結ぶパッチ中心線が、前記Ｘ軸に対して所定の傾斜角をなして配置されたことを特徴とする移動体衛星通信用アンテナ。
【請求項２】
請求項１記載の移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナであって、前記各アンテナ素子パッチの傾斜角は、前記各アンテナ素子パッチに対する給電線路における不要放射を含め、前記合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、前記第１の走査角と第２の走査角との間で最小値となって、この最小値の両側で増加し、しかも前記第１、第２の走査角において、要求される規格レベル以下となるＵ字状特性を持つように、設定されたことを特徴とする移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ。
【請求項３】
移動体に搭載され静止衛星からの電波を受信する移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナであって、
誘電体基板と、
前記誘電体基板の主面がＸＹ平面に位置するようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸座標を想定したときに、前記誘電体基板の主面上に、前記Ｘ軸に沿って並ぶように配置された複数のアンテナ素子パッチと、
前記誘電体基板の主面に配置された給電線路と、
この給電線路に配置された複数の移相器とを備え、
前記給電線路は、前記各移相器とアンテナ素子パッチとの間に２分岐線路を有し、この２分岐線路は同じアンテナ素子パッチの異なる場所に２つの給電点を持ち、アンテナ素子パッチの中心点と前記各給電点とを結ぶ２つの直線が互いに直交するように構成され、
前記複数の移相器は、前記３軸座標のＸＺ平面において、第１の走査角と第２の走査角との間で、前記各アンテナ素子パッチの合成ビームを走査するように構成され、
また、前記合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、前記第１の走査角と第２の走査角との間で最小値となって、この最小値の両側で増加し、しかも前記第１、第２の走査角において、要求される規定レベル以下となるＵ字状特性を持つように、前記２分岐線路の分配比と、２分岐した線路の長さが与えられることを特徴とする移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ。
【請求項４】
請求項３記載の移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナであって、前記２分岐線路の分配比と、２分岐した線路の長さは、前記各アンテナ素子パッチに対する給電線路における不要放射を含め、前記合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、前記前記第１の走査角と第２の走査角との間で最小値となって、この最小値の両側で増加し、しかも前記第１、第２の走査角において、要求される規定レベル以下となるＵ字状特性を持つように、設定されたことを特徴とする移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両、軌道車、航空機などの移動体に搭載され、静止衛星からの電波を受信する移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体衛星通信システムでは、静止衛星から送信される電波は、直線偏波とされる。この移動体衛星通信システムに使用される移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナは、移動体の移動に伴ない、静止衛星を追尾するように、合成ビームの方向を走査するが、衛星からの送信電波が直線偏波であるので、合成ビームの走査方向が天頂からずれるに従い、合成ビームの偏波面の傾きが変化して、静止衛星からの電波の直線偏波の方位と、移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナの合成ビームの偏波面の傾きとが合致しなくなり、受信レベルが低下する。
【０００３】
先行技術、特開２００２−１４１８４９号公報には、移動体衛星通信装置のアクティブフェーズドアレイアンテナに偏波面制御部を接続し、この偏波面制御部により、合成ビームの走査角の変化に対応して、合成ビームの偏波面の傾きを制御し、静止衛星からの電波の直線偏波の方位に合致させるものが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４１８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、先行技術のように偏波面制御部を設けるものでは、移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナを含むアンテナシステムの規模が大きくなり、またこのアンテナシステムが高価となる。
【０００６】
この発明は、偏波面制御部を設けることなく、簡単な構造で、受信レベルの低下を改善できる改良された移動体衛星通信用フェ―ズドアレイアンテナを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の観点による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナは、移動体に搭載され静止衛星からの電波を受信する移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナであって、誘電体基板と、前記誘電体基板の主面がＸＹ平面に位置するようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸座標を想定したときに、前記誘電体基板の主面上に、前記Ｘ軸に沿って並ぶように配置された複数のアンテナ素子パッチと、前記誘電体基板の主面上に配置され、前記各アンテナ素子パッチに接続された給電線路と、この給電線路に配置され、前記各アンテナ素子パッチのそれぞれに接続された複数の移相器とを備え、前記複数の移相器は、前記３軸座標のＸＺ平面において、第１の走査角と第２の走査角との間で、前記各アンテナ素子パッチの合成ビームを走査するように構成され、また、前記合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、前記第１の走査角と第２の走査角との間で最小値となって、この最小値の両側で増加し、しかも前記第１、第２の走査角において、要求される規格レベル以下となるＵ字状特性を持つように、前記各アンテナ素子パッチは、それぞれの中心点と給電点とを結ぶパッチ中心線が、前記Ｘ軸に対して所定の傾斜角をなして配置されたことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の第２の観点による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナは、移動体に搭載され静止衛星からの電波を受信する移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナであって、誘電体基板と、前記誘電体基板の主面がＸＹ平面に位置するようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸座標を想定したときに、前記誘電体基板の主面上に、前記Ｘ軸に沿って並ぶように配置された複数のアンテナ素子パッチと、前記誘電体基板の主面に配置された給電線路と、この給電線路に配置された複数の移相器とを備え、前記給電線路は、前記各移相器とアンテナ素子パッチとの間に２分岐線路を有し、この２分岐線路は同じアンテナ素子パッチの異なる場所に２つの給電点を持ち、アンテナ素子パッチの中心点と前記各給電点とを結ぶ２つの直線が互いに直交するように構成され、前記複数の移相器は、前記３軸座標のＸＺ平面において、第１の走査角と第２の走査角との間で、前記各アンテナ素子パッチの合成ビームを走査するように構成され、また、前記合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、前記第１の走査角と第２の走査角との間で最小値となって、この最小値の両側で増加し、しかも前記第１、第２の走査角において、要求される規定レベル以下となるＵ字状特性を持つように、前記２分岐線路の分配比と、２分岐した線路の長さが与えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の第１の観点による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナでは、複数の移相器は、３軸座標のＸＺ平面において、第１の走査角と第２の走査角との間で、各アンテナ素子パッチの合成ビームを走査するように構成され、また、合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、第１の走査角と第２の走査角との間で最小値となって、この最小値の両側で増加し、しかも前記第１、第２の走査角において、要求される規格レベル以下となるＵ字状特性を持つように、各アンテナ素子パッチは、それぞれの中心点と給電点とを結ぶパッチ中心線が、Ｘ軸に対して所定の傾斜角をなして配置されるので、偏波面制御部を設けることなく、簡単な構造で、受信レベルの低下を改善することができる。
【００１０】
また、この発明の第２の観点による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナでは、合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、前記第１、第２の走査角において、要求される規定レベル以下となるＵ字状特性を持つように、２分岐線路の分配比を与えることにより交差偏波の発生を低減できる上、２分岐線路の２分岐した線路の長さを与えることにより円偏波の交差偏波の発生を抑制することができ、平面回路のみによる簡単な構成で受信レベルの低下を改善し、偏波が直交する干渉信号が存在する環境においても、高い信号対干渉波比を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナの実施の形態１を示す図であり、図１（ａ）はその斜視図、図１（ｂ）はそのアンテナ素子パッチの平面図である。
【００１３】
実施の形態１の移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０は、自動車などの車両、電車などの軌道車、飛行機、ヘリコプターなどの航空機を含む移動体に搭載され、図示しない静止衛星からの電波を受信する。静止衛星からの電波はＫｕバンドの周波数であり、１２ＧＨｚ帯の周波数である。この静止衛星からの電波は直線偏波とされる。実施の形態１のフェーズドアレイアンテナ１０は、一次元のフェーズドアレイアンテナであり、複数のアンテナ素子パッチが、共通の軸に沿って一次元に配置される。
【００１４】
実施の形態１の移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０は、誘電体基板１と、アンテナ素子パッチ群２と、給電線路３と、受信出力端子４と、移相器群５を含んでいる。
【００１５】
誘電体基板１は、例えばテフロン（登録商標）などの絶縁樹脂基板であり、主面１ａを有する。この主面１ａは上主面であり、この主面１ａと対向する下主面は、その全面が図示しない地導体より被覆される。この地導体は、アース電位に接続される。
【００１６】
アンテナ素子パッチ群２と、給電線路３と、受信出力端子４と、移相器群５は、すべて誘電体基板１の主面１ａ上に配置される。アンテナ素子パッチ群２は、ｎ個のアンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎを含み、これらの各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎは、誘電体基板１の主面１ａ上の導体層をパターニングして形成される。図１では、ｎ＝４とし、４個のアンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎが図示されるが、実際には、より多数のアンテナ素子パッチが配置される。
【００１７】
各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎはすべて、互いに同じ大きさと形状を有し、実施の形態１では、例えば互いに同じ縦寸法と、互いに同じ横寸法を有する矩形状、具体的には長方形状に形成される。各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎは、それぞれ、中心点Ｃと、給電点Ｆを有する。中心点Ｃは、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのそれぞれについて、一対の対角線の交点である。給電点Ｆは、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎについて、それぞれの一辺の中間点である。
【００１８】
誘電体基板１について、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸座標７を想定する。この３軸座標７は、図１（ａ）の左側に示される。この３軸座標７は、そのＸ軸とＹ軸で画定されるＸＹ平面上に、誘電体基板１の主面１ａが位置するように想定される。各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・２ｎは、３軸座標７のＸ軸上に、それぞれの中心点Ｃが位置するようにして、Ｘ軸に沿って互いに等しい間隔で、並べて配置される。給電点Ｆも、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎについて、同じ側に位置するように形成される。
【００１９】
中心点Ｃと給電点Ｆとを結ぶ直線をパッチ中心線ＰＣと呼ぶことにする。このパッチ中心線ＰＣのＸ軸に対するパッチ傾斜角φは、それぞれのアンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎについて互いに等しい。実施の形態１では、このパッチ傾斜角φが、所定の傾斜角φ１とされる。言い換えれば、実施の形態１では、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎは、それぞれのパッチ中心線ＰＣが、Ｘ軸に対して、所定の傾斜角φ１だけ傾斜して配置される。
【００２０】
給電線路３は、誘電体基板１の主面１ａ上に形成される。この給電線路３も、アンテナ素子パッチ群２とともに、誘電体基板１の主面１ａ上の導電層をパターニングして形成される。この給電線路３は、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのそれぞれの給電点Ｆと、受信出力端子４とを接続する線路であり、分岐線路３ａと共通線路３ｂを含む。分岐線路３ａは、共通線路３ｂから、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのそれぞれの給電点Ｆに向けて分岐している。給電線路３は、複数の屈曲部分３ｃを含み、この給電線路３の屈曲部分３ｃでは、不要放射が発生する。
【００２１】
移相器群５は、アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎと同数の複数のｎ個の移相器５ａ、５ｂ、・・・、５ｎを含む。これらの各移相器５ａ、５ｂ、・・・、５ｎは、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎに対応する分岐線路３ａ上に配置される。これらの各移相器５ａ、５ｂ、・・・、５ｎは、それぞれその移相量を調整することにより、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのビームを走査し、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームを走査する。
【００２２】
実施の形態１では、移動体の移動に伴なって、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームが、静止衛星を追尾するように走査される。実施の形態１では、この合成ビームは、ＸＺ平面内で走査され、このＸＺ平面内において、移動体の移動に対応して、第１の走査角θ１と第２の走査角θ２との間で走査されるように構成される。
【００２３】
さて、移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０におけるアンテナ素子パッチ群２合成ビームの偏波面の傾きと、静止衛星からの電波の直線偏波の方位傾きについて、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、想定した３軸座標７において、実施の形態１の移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０におけるアンテナ素子パッチ群２の合成ビームの偏波面の傾きの変化を示し、図２（ｂ）は、同じ３軸座標７について、静止衛星からの電波の直線偏波の方位を示す。静止衛星は天頂の方位にあり、Ｚ軸は天頂を向いている。静止衛星からの電波の直線偏波の方位は、図２（ｂ）に矢印Ａで示され、ＸＺ平面に対して角度φ０だけ傾いている。なお、図２（ｂ）では、X軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸座標が天頂から見て図示されており、Ｚ軸は紙面に垂直である。この静止衛星からの電波の直線偏波の方位傾き角φ０は、具体的には７度である。移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０は、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームが、Ｚ軸方向に走査されたときに、その合成ビームの偏波面の傾きが、図２（ａ）に示す矢印Ａ１のように、図２（ｂ）の矢印Ａで示す静止衛星からの電波の直線偏波の方位と一致しているものとする。
【００２４】
移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０は、移動体の移動に伴ない、静止衛星を追尾し、そのアンテナ素子パッチ群２の合成ビームが、ＸＺ平面内で、第１の走査角θ１と第２の走査角θ２との間で走査される。この合成ビームの走査角は、Ｚ軸からＸ軸に向かって増大するものとし、第１、第２の走査角θ１、θ２は、θ１＜θ２の関係にある。具体的には、第１の走査角θ１は２５度、第２の走査角θ２は６０度に設定される。アンテナ素子パッチ群２の合成ビームが第１の走査角θ１に走査されたときには、矢印Ａ２に示すように、その合成ビームの偏波面は、矢印Ａ１よりもＸＺ平面とのなす角度が小さくなる方向に傾き、またその合成ビームが第２の走査角θ２に走査されたときには、矢印Ａ３に示すように、その合成ビームの偏波面は、矢印Ａ２よりも、さらにＸＺ平面とのなす角度が小さくなる方向に傾く。
【００２５】
実施の形態１の移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０は、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームの走査角の変化に伴なう偏波面の傾きの変化に起因して、受信レベルが低下するのを改善するもので、とくに各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのパッチ中心線ＰＣのＸ軸に対するパッチ傾斜角φに着目し、このパッチ傾斜角φを所定の傾斜角Φ１に設定することにより、受信レベルの低下を改善する。このパッチ傾斜角φ１の設定について、さらに詳細に説明する。
【００２６】
実施の形態１では、移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０におけるアンテナ素子パッチ群２の合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分の変化特性が、パッチ中心線ＰＣのＸ軸に対するパッチ傾斜角φに対応して変化することに基づき、この交差偏波成分の変化特性との関係において、パッチ傾斜角φを所定の傾斜角φ１に設定する。この実施の形態１における各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのパッチ中心線ＰＣのＸ軸に対する所定のパッチ傾斜角φ１は、図２（ｂ）に矢印Ａで示す静止衛星からの電波の直線偏波の方位傾き角φ０が、φ０＝７度であるときに、９〜１１度、具体的には１０度に設定される。
【００２７】
図３は、移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０について、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分の変化特性を示す。図３において、横軸はその合成ビームの走査角を示し、縦軸は交差偏波成分を示す。直線８は、移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０を含むアンテナシステムについて規定される交差偏波成分の規定レベルＬ０を示し、この規定レベルＬ０以下の交差偏波成分とすることが要求される。点線の特性１１は、実施の形態１に対応して、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのパッチ中心線ＰＣのＸ軸に対するパッチ傾斜角φを所定の傾斜角φ１＝１０度とし、給電線路３の不要放射を無視した場合における交差偏波成分の特性である。
【００２８】
交差偏波成分の変化特性１１は、第1の走査角θ１と第2の走査角θ２との間のほぼ中間に、最小値Ｃminを有するＵ字状特性である。この特性１１は、最小値Ｃminの両側では、交差偏波成分が単調に増加するU字状特性であるが、第1の走査角θ１においても、また第2の走査角θ２においても、交差偏波成分は、規定レベルＬ０以下になり、アンテナシステムから要求される規定レベルＬ０以下となっている。
【００２９】
図４は、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームの走査角の変化に対して、その合成ビームの偏波面の傾きの変化を示す。図４において、横軸はその合成ビームの走査角を示し、縦軸は移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０の合成ビームのＸＺ平面に対する偏波面の傾き角を示す。点線の特性２１は、実施の形態１に対応して、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのパッチ中心線ＰＣのパッチ傾斜角Φを所定の傾斜角Φ１＝１０度とした場合の特性である。この特性２１では、第１、第２の走査角θ１、θ２の間で、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームの偏波面の傾きは、約８．６度から約５．３度までの比較的大きな角度で変化している。
【００３０】
実施の形態１は、移相器群５が、３軸座標７のＸＺ平面において、第1の走査角θ１と第２の走査角θ２との間で、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームを走査するように構成され、また、その合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、第1の走査角θ１と第２の走査角θ２との間で最小値Ｃminとなって、この最小値Ｃminの両側で増加し、しかも第１、第２の走査角θ１、θ２において、要求される規定レベルＬ０以下となるＵ字状特性を持つように、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎは、それぞれのパッチ中心線ＰＣが、Ｘ軸に対して、所定の傾斜角φ１をなして配置されたことを特徴とする。
【００３１】
この実施の形態１では、従来のように偏波面制御部を設けることなく、簡単に、移動体の移動体に移動に伴なう受信レベルの低下を改善することができる。
【００３２】
比較例．
この比較例は、実施の形態１において、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのパッチ中心線ＰＣのＸ軸に対するパッチ傾斜角φを、図２（ｂ）に矢印Ａで示した静止衛星からの電波の直線偏波の方位傾き角φ０に合わせて、φ０＝７度としたものである。図３に実線で示す特性１３は、この比較例について、その交差偏波成分の変化特性を示す。この比較例では、図３の特性１３から明らかなように、合成ビームの走査角が第1の走査角θ１に近い範囲では、交差偏波成分は規定レベル以下になるが、合成ビームの走査角が第２の走査角θ２に近い範囲では、交差偏波線分が規定レベルＬ０を超えるので、受信レベルの低下が解消できない。
【００３３】
また、図４に実線で示す特性２３は、比較例について、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームの走査角の変化に対する、その合成ビームの偏波面のＸＺ平面に対する傾きの変化を示す。第１、第２の走査角θ１、θ２との間において、特性２３では、偏波面の傾き角は約６．３度から約３．３度の範囲で、特性２１に比較して、小さな角度で変化している。
【００３４】
実施の形態２．
この実施の形態２は、図１の給電線路３の屈曲部分３ｃからの不要放射を含め、アンテナ素子群２の合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、第1の角度値θ１と第2の角度値θ２との間で最小値Ｃminとなって、この最小値Ｃminの両側で増大し、しかも第１、第２の角度値において、規定レベル以下となるＵ字状特性を持つように、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのパッチ中心線ＰＣとＸ軸とのパッチ傾斜角φを、所定の傾斜角φ２としたものである。その他は、実施の形態１と同じに構成される。この所定の傾斜角φ２は、図２（ｂ）に矢印Ａで示す静止衛星からの電波の直線偏波の方位傾き角φ０が、φ０＝７度であるときに、１１〜１３度、具体的には１２度に設定される。
【００３５】
図３の一点鎖線の特性１２は、実施の形態２に従い、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎのパッチ傾斜角φを所定の傾斜角φ２とした場合における交差偏波成分の変化特性である。特性１１に比べて、特性１２は、全体的に交差偏波成分が増大し、また、第１の走査角θ１に近い領域よりも、第２の走査角θ２に近い領域で交差偏波成分が増加している。しかし、特性１２は、実施の形態１と同様に、第1の走査角θ１と第２の走査角θ２との間で最小値Ｃminとなって、この最小値Ｃminの両側で増加し、しかも第１、第２の走査角θ１、θ２において、要求される規定レベルＬ０以下となるＵ字状特性であり、この実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、偏波面制御部を設けることなく、簡単に、受信レベルの低下を改善することができる。
【００３６】
図４の一点鎖線で示す特性２２は、実施の形態２において、合成ビームの走査角に変化に対する合成ビームの偏波面のＸＺ平面に対する傾き角の変化を示す。この特性２２は、特性２１、２３の間で、特性２１により近い領域にあり、合成ビームの走査角θ１、θ２の間において、約８．０度から約５．０度の範囲で変化している。
【００３７】
実施の形態３．
図５は、この実施の形態３のアンテナ素子パッチ群２の配列を示す平面図である。この実施の形態３の移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０Ａは、二次元のフェーズドアレイアンテナであり、複数のアンテナ素子パッチ２ａ１、２ｂ１、・・・２ｎ１、２ａ２、２ａ２、・・・、２ｎ２、・・・、２ｎ１、２ｎ２、・・・２ｎｎが、それぞれの中心点ＣがＸ軸と平行なＸ１、Ｘ２、・・・、ＸＮ軸上に移駐するようにして、マトリクス状に整列して配置される。
【００３８】
図５では、給電線路３と移相器群５が省略され、また各アンテナ素子パッチの詳細は省略しているが、各アンテナ素子パッチのパッチ中心線ＰＣは、すべてＸ１、Ｘ２、・・・、ＸＮ軸に対して、所定の傾斜角φ１だけ傾斜しており、実施の形態１と同様の効果を得ることができる、また、すべてのアンテナ素子パッチのパッチ中心線ＰＣの傾斜角φを、実施の形態２と同じに、所定の傾斜角φ２とすれば、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
実施の形態４．
図６は、この発明による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナの実施の形態４を示す斜視図である。図１（ａ）と同じ部分には、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４０】
この実施の形態４の移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ１０Ｂでも、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎは、すべて互いに同じ大きさと形状を有し、この実施の形態４では、正方形とされる。また、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎの４つの各辺は、Ｘ軸およびＹ軸と平行になるように配置される。各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎは、それぞれ２つの給電点Ｆ１、Ｆ２を有し、これらの給電点Ｆ１、Ｆ２は、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎの隣接して互いに直交する２辺の各中点に構成される。各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎでは、それぞれの中心点Ｃと、各給電点Ｆ１、Ｆ２とを結ぶ２つの直線が、互いに直交する。
【００４１】
給電線路３は、各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎに対する分岐線路３ａと共通線路３ｂを含み、各分岐線路３ａは、さらに分岐点３ｄで２分岐する２分岐線路３ｄ’を含む。分岐点３ｄでは、２分岐線路３ｄ’の各線路の線路幅を互いに相違させることによって不等分配回路が構成されている。
【００４２】
この実施の形態４では、不等分配回路を構成する２分岐線路３ｄ’を、それぞれ各アンテナ素子パッチ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎの各給電点Ｆ１、Ｆ２に接続することによって、一方の給電点Ｆ１からはＸ軸に平行な偏波の成分が受信され、また他方の給電点Ｆ２からはＹ軸に平行な偏波の成分が受信され、これらの２つの偏波の成分が互いに異なる比率で合成され、給電線路３を通じて受信出力端子４に受信信号が出力される。
【００４３】
実施の形態４では、実施の形態１と同様に、アンテナ素子パッチ群２の合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、第1の走査角θ１と第２の走査角θ２との間で最小値Ｃminとなって、この最小値Ｃminの両側で増加し、しかも第１、第２の走査角θ１、θ２において、要求される規定レベルＬ０以下となるＵ字状特性を持つように、各２分岐線路３ｄ’の分配比と、各２分岐線路３ｄ’の分岐した線路の長さが与えられ、従来のように偏波面制御部を設けることなく、簡単に、移動体の移動体に移動に伴なう受信レベルの低下を改善することができる。
【００４４】
給電線路３から、ある偏波成分を持つ不要放射が発生する場合、２分岐線路３ｄ’による不等分配回路の分配比率を変更し、この不要放射を含めて、各アンテナ素子パッチ群２の合成ビームの走査角の変化に対する交差偏波成分が、第１、第２の走査角θ１、θ２の間の走査範囲内で最小値となり、この最小値の両側で増加し、走査角θ１、θ２において要求レベルＬｏ以下となるＵ字状特性を持つように、各２分岐線路３ｄ’の分配比を与えることにより、交差偏波の発生を低減できる上、各２分岐線路３ｄ’の分岐した線路の長さに差を与えることにより、円偏波の交差偏波の発生を抑制することができ、平面回路のみにより簡単な構成で受信レベルの低下を改善し、偏波が直交する干渉信号が存在する環境においても、高い信号対干渉波比を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナは、移動体に搭載されて、静止衛星からの電波を受信するフェーズドアレイアンテナとして用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、この発明による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナの実施の形態１を示し、図１（ａ）はその斜視図、図１（ｂ）はそのアンテナ素子パッチの平面図である。
【図２】図２は説明図であり、図２（ａ）は実施の形態１における合成ビームの偏波面の傾きの変化を、また図２（ｂ）は静止衛星からの電波の直線偏波の方位を示す。
【図３】図３は、交差偏波成分の変化を示す特性図である。
【図４】図４は、合成ビームの偏波面の傾き角の変化を示す特性図である。
【図５】図５は、この発明による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナの実施の形態３を示す平面図である。
【図６】図６は、この発明による移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナの実施の形態４を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０、１０Ａ、１０Ｂ：移動体衛星通信用フェーズドアレイアンテナ、１：誘電体基板、
２、２ａ、２Ｂ、・・・、２ｎ、２ａ１、２ａ２、・・・、２ａｎ、２ｂ１、２ｂ２、・・・、
２ｂｎ、２ｎ１、２ｎ２、・・・、２ｎｎ：アンテナ素子パッチ、
Ｃ：中心点、Ｆ、Ｆ１、Ｆ２：給電点、ＰＣ：パッチ中心線、３：給電線路、
３ａ：分岐線路、３ｂ：共通線路、３ｄ：分岐点、３ｄ’：２分岐線路、
４：受信出力端子、５、５ａ、５ｂ、・・・、５ｎ：移相器。
【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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