特許ウォッチ

公開番号2024058026
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165129
出願日2022-10-14
発明の名称偏波共用パッチアンテナ
出願人日本無線株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01Q 21/24 20060101AFI20240418BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、互いに直交する偏波に共用される偏波共用パッチアンテナにおいて、構造を複雑しないで、両偏波ポートの間のアイソレーションを向上させるとともに、主偏波に対する交差偏波を発生させないことを目的とする。
【解決手段】本開示は、矩形パッチ31と、グランド板と、矩形パッチ31とグランド板との間の誘電体層と、矩形パッチ31に配置され、互いに直交する偏波のうちの水平偏波を励振し、矩形パッチ31の高次モードの電流分布を回避する位置に配置される水平偏波ポート311Hと、矩形パッチ31に配置され、互いに直交する偏波のうちの垂直偏波を励振し、矩形パッチ31の高次モードの電流分布を回避する位置に配置される垂直偏波ポート311Vと、を備えることを特徴とする偏波共用パッチアンテナA3である。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
互いに直交する偏波に共用される偏波共用パッチアンテナであって、
放射パッチと、グランド板と、前記放射パッチと前記グランド板との間の誘電体層と、
前記放射パッチに配置され、前記互いに直交する偏波のうちの第１偏波を励振し、前記放射パッチの高次モードの電流分布を回避する位置に配置される第１偏波ポートと、
前記放射パッチに配置され、前記互いに直交する偏波のうちの第２偏波を励振し、前記放射パッチの高次モードの電流分布を回避する位置に配置される第２偏波ポートと、
を備えることを特徴とする偏波共用パッチアンテナ。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記第１偏波ポートの配置位置と前記放射パッチの中央位置との間の、前記第１偏波と平行方向における距離は、前記放射パッチの中心波長の１／８倍以下であり、
前記第２偏波ポートの配置位置と前記放射パッチの中央位置との間の、前記第２偏波と平行方向における距離は、前記放射パッチの中心波長の１／８倍以下である
ことを特徴とする、請求項１に記載の偏波共用パッチアンテナ。
【請求項３】
前記放射パッチの入力インピーダンスとアンテナ電源の出力インピーダンスとの間の整合を図る、前記放射パッチと前記アンテナ電源との間の外部インピーダンス整合回路、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の偏波共用パッチアンテナ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、互いに直交する偏波に共用される偏波共用パッチアンテナに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
互いに直交する偏波に共用される偏波共用パッチアンテナは、ＭＩＭＯを利用する基地局アンテナ等に適用されており、特許文献１～３等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭５８－０５９６０５号公報
特開２００４－０３２０４６号公報
特表２０２０－５１１８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１従来技術の偏波共用パッチアンテナの構成を図１に示す。第１従来技術の偏波共用パッチアンテナＡ１は、放射パッチ１１、グランド板、放射パッチ１１とグランド板との間の誘電体層、水平偏波電源１２Ｈ及び垂直偏波電源１２Ｖを備える。放射パッチ１１は、水平偏波ポート１１１Ｈ及び垂直偏波ポート１１１Ｖを備える。
【０００５】
水平偏波ポート１１１Ｈは、放射パッチ１１に配置され、互いに直交する偏波のうちの水平偏波を励振し、放射パッチ１１の入力インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとの間の整合を図る位置（放射パッチ１１の端部近傍）に配置される。具体的には、水平偏波ポート１１１Ｈの配置位置と放射パッチ１１の中心位置１１２との間の、水平偏波と平行方向における距離ｄは、放射パッチ１１の中心波長λの１／４倍程度である。
【０００６】
垂直偏波ポート１１１Ｖは、放射パッチ１１に配置され、互いに直交する偏波のうちの垂直偏波を励振し、放射パッチ１１の入力インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとの間の整合を図る位置（放射パッチ１１の端部近傍）に配置される。具体的には、垂直偏波ポート１１１Ｖの配置位置と放射パッチ１１の中心位置１１２との間の、垂直偏波と平行方向における距離ｄは、放射パッチ１１の中心波長λの１／４倍程度である。
【０００７】
第１従来技術の偏波共用パッチアンテナの解決課題を図２に示す。偏波共用パッチアンテナＡ１のリターンロスの広帯域特性を重視して、放射パッチ１１とグランド板との間の誘電体層厚さを増加すると、放射パッチ１１の高次モードが意図せず励振される。
【０００８】
図２の上段では、水平偏波ポート１１１Ｈが、水平偏波を励振すると、放射パッチ１１の水平偏波の基本モードが、所望通り励振されるとともに、放射パッチ１１の水平偏波の高次モードが、意図せず励振される。図２の下段では、垂直偏波ポート１１１Ｖが、垂直偏波を励振すると、放射パッチ１１の垂直偏波の基本モードが、所望通り励振されるとともに、放射パッチ１１の垂直偏波の高次モードが、意図せず励振される。
【０００９】
ここで、水平偏波ポート１１１Ｈ及び垂直偏波ポート１１１Ｖは、放射パッチ１１の入力インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとの間の整合を図る位置（放射パッチ１１の端部近傍）に配置される。よって、水平偏波ポート１１１Ｈ及び垂直偏波ポート１１１Ｖの配置位置は、放射パッチ１１の高次モードの電流分布と重複する。そして、水平偏波ポート１１１Ｈと垂直偏波ポート１１１Ｖとの間のアイソレーションが劣化するとともに、主偏波（水平／垂直偏波）に対する交差偏波（垂直／水平偏波）が発生する。
【００１０】
第２従来技術の偏波共用パッチアンテナの構成を図３に示す。第２従来技術の偏波共用パッチアンテナＡ２は、放射パッチ２１、グランド板、放射パッチ２１とグランド板との間の誘電体層、水平偏波電源２２Ｈ、垂直偏波電源２２Ｖ、１８０°ハイブリッド２３Ｈ及び１８０°ハイブリッド２３Ｖを備える。放射パッチ２１は、水平偏波ポート２１１Ｈ－１、２１１Ｈ－２及び垂直偏波ポート２１１Ｖ－１、２１１Ｖ－２を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許