[发明专利]阵列天线及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善阵列天线的旁瓣特性的技术。

背景技术

在点对点系统等无线系统中，使用例如抛物面天线或阵列天线。

如图1所示，一般的阵列天线由设置在印刷电路板上的多个天线元件、向该天线元件供电的供电电路构成。该图中的圆圈是天线元件，连接各天线元件的实线是构成供电电路的线路(微波传输带线路)。如该图所示，天线元件在印刷电路板上以点阵状排列。

在具有上述构成的阵列天线中，在印刷电路板上与最大辐射方向(主瓣方向)不同的方向上会产生无用的辐射(栅瓣)。如果该辐射较强，则旁瓣特性会恶化。

在图1中，设定包含X轴和Y轴的X-Y平面与纸面相平行，Z轴在与X-Y平面垂直的方向上。该Z轴方向为主瓣方向。然后，将所有的天线元件以及供电电路的线路设置在X-Y平面上的印刷电路板上。并且，天线元件在X轴方向上按列配置，多个列在Y轴方向上排列配置。该X轴方向为天线元件的排列方向。

如图2所示，考虑将天线元件以元件间隔d排列在基板的平面上的情况。在该图中，包含X轴和Z轴的X-Z平面与纸面相平行，Y轴在与X-Z平面垂直的方向上。

其中，元件间隔d比辐射波的半波长更大的情况下在主瓣方向(Z轴方向)的主束之外也会产生无用的辐射束。具体地，在满足下面(1)式的θ_n方向上产生无用辐射。

sinθ_n＝sinθ₀+nλ/d…(1)

在上述(1)式中θ₀是主束(主瓣)的方向、θ_n是无用辐射的方向、n是自然数、d是元件间隔(无用辐射的波源的间隔)。

例如，n＝1、θ₀＝0、d＝1.4×λ的情况下θ_n可以用(2)式计算。

θ_n＝arcsin(1/1.4)＝45(deg)…(2)

即，在这种情况下从主瓣方向观察时在45度的方向上发生无用辐射。

在图2中示出了天线元件自身成为无用辐射波源的情况，微波传输带线路的分支点也能够成为无用辐射的波源。图1中的箭头表示无用辐射的波源。在该图中，在邻接的天线元件之间的分支点产生无用辐射。无用辐射的箭头方向表示电场方向，该方向与天线元件的偏振波(省略图示)的方向相同。

由于这些无用辐射的发生会导致阵列天线的旁瓣特性下降。

具体地，图3是表示减少了微波传输带线路无用辐射的阵列天线辐射方向图的图。图4是表示受微波传输带线路无用辐射影响的阵列天线的辐射方向图的图。在图3以及图4中纵轴是增益(dB)，横轴是主瓣方向和辐射波方向的夹角。

如图3所示，在没有微波传输带线路的无用辐射时旁瓣电平的最大值为-31.8dB，但是如图4所示，存在无用辐射的情况下旁瓣电平的最大值为-21.6dB。因此，微波传输带线路的无用辐射给阵列天线的旁瓣特性带来的影响是很大的。

一般地，在天线系统中为了抑制向周围的无用辐射很多情况下要求天线具有良好的旁瓣特性。

因此，在一般的阵列天线中可以在和设置天线元件的印刷电路板不同的基板上设置供电电路。根据该构成，可以使在微波传输带线路的分支点产生的无用辐射的影响不会波及到设置了天线元件的面上，能够提高阵列天线的旁瓣特性。并且，在专利文献1所述的阵列天线中通过在设置了供电电路的电路上设置屏蔽板来降低来自供电电路的无用辐射。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-167812号公报

发明内容

但是，在专利文献1所述的阵列天线中存在着要准备多个印刷电路板、构成复杂、不能够廉价制造(制造成本增加)的问题。

本发明的目的在于提供一种能够用简易的构成降低阵列天线的无用辐射的技术。

为了达到上述目的，本发明的阵列天线是一种阵列天线，其具有多个第一天线元件，其以预定的元件间隔排列在基板的平面上；多个第二天线元件，其和上述第一天线元件的排列方向相平行地以上述元件间隔排列在上述平面上；第一供电电路，其通过在上述平面中在第一分支点分支的线路向各个上述第一天线元件供电；和第二供电电路，其通过在上述平面中在第二分支点分支的线路向各个上述第二天线元件供电，上述第二分支点在上述排列方向上相对于上述第一分支点偏移预定距离。