JP2014082736A - Array antenna device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an array antenna device that improves an axial ratio while suppressing an increase in device size.SOLUTION: In an array antenna device 1 which has a circular ground conductor 17, a driven element 10 disposed at the center of the ground conductor and a plurality of parasitic elements 11 having the same length as the driven element 10 and disposed on the ground conductor, and in which changes in reactance values of variable reactance elements cause the plurality of parasitic elements 11 to function as directors or reflectors, a conductive annular plate 19 is arranged on the side of the ground conductor with the driven element and the parasitic elements, and the conductive annular plate is parallel to the ground conductor and has a central axis aligned with a central axis of the ground conductor. A distance d between an upper surface of the ground conductor and a lower surface of the conductive annular plate, and an inner radius rin and an outer radius rout of the conductive annular plate satisfy a predetermined condition given by the length L of the driven element and the parasitic elements and a wavelength λ of a radio wave received by the array antenna device.

Description

Translated fromJapanese

本発明は、アレーアンテナ装置に関し、特に、アレーアンテナ装置の軸比を改善する技術に関する。  The present invention relates to an array antenna device, and more particularly to a technique for improving the axial ratio of an array antenna device.

アレーアンテナ装置として、無線信号を受信するための励振素子と、その励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられた複数の非励振素子とを備え、各非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子のリアクタンス値が変化することにより、指向性が変化するアレーアンテナ装置が知られている（たとえば、特許文献１）。なお、この形式のアレーアンテナ装置は、電子走査導波器アレーアンテナ装置と呼ばれることも多いが、以下では、単にアレーアンテナ装置という。  The array antenna apparatus includes an excitation element for receiving a radio signal, and a plurality of non-excitation elements provided at a predetermined distance from the excitation element, and a plurality of variable elements connected to the respective non-excitation elements. An array antenna apparatus is known in which directivity changes as a reactance value of a reactance element changes (for example, Patent Document 1). An array antenna apparatus of this type is often called an electronic scanning waveguide array antenna apparatus, but is simply referred to as an array antenna apparatus below.

アレーアンテナ装置では、励振素子および非励振素子は、円形の接地導体上に、その接地導体から絶縁された状態で設けられる。また、一般的に、接地導体は、半径が受信電波の波長λの１／２に設定される。励振素子は、この接地導体の中心に配置され、非励振素子は、接地導体の中心からの距離が波長λの１／４となるように配置され、各非励振素子には可変リアクタンス素子が接続される。上記位置に非励振素子が配置されると、可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることで、非励振素子を、導波器や反射器として機能させることができる。よって、指向性が可変となる。  In the array antenna apparatus, the excitation element and the non-excitation element are provided on a circular ground conductor in a state of being insulated from the ground conductor. In general, the radius of the ground conductor is set to ½ of the wavelength λ of the received radio wave. The excitation element is arranged at the center of the ground conductor, the non-excitation element is arranged so that the distance from the center of the ground conductor is 1/4 of the wavelength λ, and a variable reactance element is connected to each non-excitation element. Is done. When the non-exciting element is disposed at the above position, the non-exciting element can function as a director or a reflector by changing the reactance value of the variable reactance element. Therefore, directivity is variable.

このアレーアンテナ装置は、指向性が可変であることを利用して、無線端末（たとえば、無線タグ）の方向探知に用いられることがある。アレーアンテナ装置は、通常、水平面走査となるように設置され、この場合、垂直偏波に対して良好な指向性を有する。したがって、方向探知の対象となる無線タグが垂直偏波を送信すれば、精度のよい方向探知が可能になる。  This array antenna apparatus may be used for direction detection of a wireless terminal (for example, a wireless tag) by utilizing the fact that directivity is variable. The array antenna apparatus is usually installed so as to perform horizontal plane scanning, and in this case, has good directivity with respect to vertical polarization. Therefore, if the wireless tag that is the target of direction detection transmits vertical polarization, direction detection with high accuracy becomes possible.

しかし、無線タグが人に携帯される場合は、無線タグが様々な向きとなる。従って、無線タグが送信する電波は、水平偏波が主放射偏波となることもある。アレーアンテナ装置は水平偏波に対する指向性は必ずしも垂直偏波の指向性と合致しないことから、水平偏波によって無線タグの方向を推定すると、その精度が十分に得られない。そこで、無線タグが送信する電波は水平偏波成分が強く、垂直偏波成分が弱い場合であっても、アレーアンテナ装置は、垂直偏波成分に基づいた方向推定を行なうことが望まれる。そのためには、アレーアンテナ装置は、垂直偏波の利得が水平偏波の利得よりもできるだけ高いことが望まれる。  However, when the wireless tag is carried by a person, the wireless tag is in various directions. Therefore, in the radio wave transmitted by the wireless tag, the horizontal polarization may become the main radiation polarization. Since the directivity with respect to horizontal polarization does not necessarily match the directivity with vertical polarization in the array antenna apparatus, if the direction of the wireless tag is estimated with horizontal polarization, the accuracy cannot be sufficiently obtained. Therefore, even if the radio wave transmitted by the wireless tag has a strong horizontal polarization component and a weak vertical polarization component, it is desired that the array antenna apparatus perform direction estimation based on the vertical polarization component. For this purpose, the array antenna device is desired to have a vertical polarization gain as high as possible as compared to a horizontal polarization gain.

ここで、主放射成分利得と、その主放射成分と直交する偏波の利得との比を軸比という。アレーアンテナ装置では、垂直偏波が受信する主放射成分となることが要求されるから、垂直偏波を主放射成分としてみた場合、主放射成分の軸比が大きいほど、水平偏波の利得と比較して垂直偏波の利得が高いことを意味する。よって、アレーアンテナ装置では、受信時におけるこの垂直偏波を主放射成分としてみた場合の主放射成分の軸比を大きくすることが望まれることになる。特許文献１には、軸比を改善するとの明確な記載はないものの、接地導体（特許文献１では有限反射板１）の半径を大きくすることによって水平面の主放射成分利得を高くし、受信時の軸比を改善できることが推測できる（段落００１７など）。  Here, the ratio between the main radiation component gain and the gain of the polarization orthogonal to the main radiation component is referred to as an axial ratio. In an array antenna apparatus, vertical polarization is required to be the main radiation component to be received. Therefore, when viewing vertical polarization as the main radiation component, the larger the axial ratio of the main radiation component, the higher the gain of horizontal polarization. This means that the gain of vertical polarization is high. Therefore, in the array antenna apparatus, it is desired to increase the axial ratio of the main radiation component when the vertically polarized wave at the time of reception is viewed as the main radiation component. Although there is no clear description inPatent Document 1 that the axial ratio is improved, the main radiation component gain in the horizontal plane is increased by increasing the radius of the ground conductor (finite reflector 1 in Patent Document 1), and at the time of reception. It can be inferred that the axial ratio can be improved (paragraph 0017, etc.).

特開２００２−１６４２７号公報JP 2002-16427 A

しかしながら、接地導体半径を大きくしてしまうと、アレーアンテナ装置が大型化してしまうので好ましくない。  However, if the radius of the ground conductor is increased, the array antenna device is increased in size, which is not preferable.

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、装置の大型化を抑制しつつ、軸比を改善することができるアレーアンテナ装置を提供することにある。  The present invention has been made based on this situation, and an object of the present invention is to provide an array antenna device capable of improving the axial ratio while suppressing an increase in size of the device.

その目的を達成するための請求項１記載の発明は、
円形の接地導体と、
前記接地導体の中心に、その接地導体から絶縁された状態で設けられ、無線信号を受信する励振素子と、
前記接地導体上にその接地導体から絶縁された状態で設けられた複数の非励振素子と、
各非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子と、を備え、
可変リアクタンス素子のリアクタンス値が変化することにより、前記複数の非励振素子が導波器あるいは反射器として機能するように、それら複数の非励振素子は、前記励振素子から所定の素子間距離だけ離隔して配置されているアレーアンテナ装置であって、
前記接地導体に対して前記励振素子および非励振素子側に導体円環板が配置されており、且つ、その導体円環板は、
前記接地導体と平行であり、
中心軸線が前記接地導体の中心軸線と一致し、
前記接地導体の上面と導体円環板の下面との間の距離ｄ、導体円環板の内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔが、前記励振素子の長さをＬ、アレーアンテナ装置が受信する電波の波長をλとしたとき、下記（１）〜（８）のいずれかの条件を満たしていることを特徴とするアレーアンテナ装置。
１．０＜ｄ＜０．２４Ｌの場合
（１） 素子間距離＜ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．４０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（２） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
２．０．２４Ｌ≦ｄ＜０．３５Ｌの場合
（３） 素子間距離＜ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．３５λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（４） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
３．０．３５Ｌ≦ｄ＜０．４３Ｌの場合
（５） 素子間距離＜ｒ_ｉｎ＜０．３０λ、 ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（６） ０．３０λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．３５λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（７） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
４．０．４３Ｌ≦ｄ＜１．００Ｌの場合
（８） 素子間距離＜ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λIn order to achieve the object, the invention according toclaim 1
A circular ground conductor;
An excitation element provided at the center of the ground conductor in a state insulated from the ground conductor and receiving a radio signal;
A plurality of parasitic elements provided on the ground conductor in a state of being insulated from the ground conductor;
A plurality of variable reactance elements respectively connected to each non-excitation element,
The plurality of non-excitation elements are separated from the excitation elements by a predetermined inter-element distance so that the reactance values of the variable reactance elements change so that the plurality of non-excitation elements function as a director or a reflector. An array antenna device arranged as
A conductor ring plate is disposed on the excitation element and non-excitation element side with respect to the ground conductor, and the conductor ring plate is
Parallel to the ground conductor;
The central axis coincides with the central axis of the ground conductor;
The distance d between the upper surface of the ground conductor and the lower surface of the conductor ring plate, the inner radius r_in and the outer radius r_{out of} the conductor ring plate are L, and the array antenna apparatus receives the length of the excitation element. An array antenna apparatus characterized by satisfying any of the following conditions (1) to (8), where λ is the wavelength of the radio wave.
When 1.0 <d <0.24L (1) Inter-element distance <r_in <0.35λ, 0.40λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(2) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
2. In the case of 0.24L ≦ d <0.35L (3) Inter-element distance <r_in <0.35λ, 0.35λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(4) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
3. When 0.35L ≦ d <0.43L (5) Distance between elements <r_in <0.30λ, r_in <r_out ≦ 0.74λ
(6) 0.30λ ≦ r_in <0.35λ, 0.35λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(7) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
4. In the case of 0.43L ≦ d <1.00L (8) Distance between elements <r_in <r_out ≦ 0.74λ

上記条件を満たす導体円環板を備えたアレーアンテナ装置は、導体円環板がない以外は同じ構成のアレーアンテナ装置（以下、従来アレーアンテナ装置）に比較して、受信された時の軸比が大きくなることをシミュレーションにより確認できた（なお、シミュレーション結果は後に詳述する）。  The array antenna device having a conductor ring plate that satisfies the above conditions is compared with an array antenna device having the same configuration except that there is no conductor ring plate (hereinafter referred to as a conventional array antenna device). It has been confirmed by simulation that the value becomes large (the simulation result will be described in detail later).

しかも、導体円環板は、励振素子や非励振素子の上端よりも接地導体に近い位置ないしはその上端とほぼ同じ位置に配置されるので、アレーアンテナ装置の高さ方向寸法はほとんど大きくならない。よって、装置の大型化を抑制しつつ、軸比を改善することができる。  In addition, since the conductor annular plate is disposed at a position closer to the ground conductor than the upper ends of the excitation elements and the non-excitation elements, or at substantially the same position as the upper end thereof, the dimension in the height direction of the array antenna device is hardly increased. Therefore, the axial ratio can be improved while suppressing an increase in the size of the apparatus.

また、請求項２記載のように、前記（１）〜（８）のいずれかの条件において、外半径ｒ_ｏｕｔの上限値を前記接地導体の半径に置き換えた条件を満たしていることが好ましい。According to a second aspect of the present invention, it is preferable that, in any one of the conditions (1) to (8), the condition that the upper limit value of the outer radius r_out is replaced with the radius of the ground conductor is satisfied.

このようにすれば、導体円環板を設けても、アレーアンテナ装置は、径方向寸法も大きくならない。  In this way, even if a conductor ring plate is provided, the array antenna device does not have a large radial dimension.

また、前述の目的を達成するための請求項３記載の発明は、
円形の接地導体と、
前記接地導体の中心に、その接地導体から絶縁された状態で設けられ、無線信号を受信する励振素子と、
前記接地導体上にその接地導体から絶縁された状態で設けられた複数の非励振素子と、
各非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子と、を備え、
可変リアクタンス素子のリアクタンス値が変化することにより、前記複数の非励振素子が導波器あるいは反射器として機能するように、それら複数の非励振素子は、前記励振素子から所定の素子間距離だけ離隔して配置されているアレーアンテナ装置であって、
前記接地導体に対して前記励振素子および非励振素子側に導体円環板が配置されており、且つ、その導体円環板は、
前記接地導体と平行であり、
中心軸線が前記接地導体の中心軸線と一致し、
前記励振素子の上端と前記導体円環板の下面との間の距離Ｄ、導体円環板の内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔが、アレーアンテナ装置が受信する電波の波長をλとしたとき、下記
（１）〜（１９）のいずれかの条件を満たしていることを特徴とするアレーアンテナ装置。
１．０≦Ｄ＜０．０３λの場合
（１） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．１７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（２） ０．１７λ≦ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６５λ
（３） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ＜０．６５λ
（４） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
２．０．０３λ≦Ｄ＜０．０５λの場合
（５） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２１λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（６） ０．２１λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（７） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
３．０．０５λ≦Ｄ＜０．０７λの場合
（８） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３８λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（９） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６２λ
（１０） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
４．０．０７λ≦Ｄ＜０．１４λの場合
（１１） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６２λ
（１２） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λ
（１３） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
５．０．１４λ≦Ｄ＜０．２３λの場合
（１４） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（１５） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
６．０．２３λ≦Ｄ＜０．２４λの場合
（１６） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（１７） ０．３７λ≦ｒ_ｉｎ≦０．４９λ、 ０．４６λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
７．０．２４λ≦Ｄ＜０．２９λの場合
（１８） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λ
（１９） ０．３３λ＜ｒ_ｉｎ≦０．４９λ、 ０．５０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λIn order to achieve the above object, the invention according toclaim 3
A circular ground conductor;
An excitation element provided at the center of the ground conductor in a state insulated from the ground conductor and receiving a radio signal;
A plurality of parasitic elements provided on the ground conductor in a state of being insulated from the ground conductor;
A plurality of variable reactance elements respectively connected to each non-excitation element,
The plurality of non-excitation elements are separated from the excitation elements by a predetermined inter-element distance so that the reactance values of the variable reactance elements change so that the plurality of non-excitation elements function as a director or a reflector. An array antenna device arranged as
A conductor ring plate is disposed on the excitation element and non-excitation element side with respect to the ground conductor, and the conductor ring plate is
Parallel to the ground conductor;
The central axis coincides with the central axis of the ground conductor;
When the distance D between the upper end of the excitation element and the lower surface of the conductor ring plate, the inner radius r_in and the outer radius r_{out of} the conductor ring plate are λ, the wavelength of the radio wave received by the array antenna device is λ An array antenna apparatus satisfying any of the following conditions (1) to (19):
When 1.0 ≦ D <0.03λ (1) 0 <r_in <0.17λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(2) 0.17λ ≦ r_in <0.25λ, 0.30λ ≦ r_out ≦ 0.65λ
(3) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, r_in <r_out <0.65λ
(4) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
2. When 0.03λ ≦ D <0.05λ (5) 0 <r_in <0.21λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(6) 0.21λ ≦ r_in <0.33λ, 0.30λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(7) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
3. When 0.05λ ≦ D <0.07λ (8) 0 <r_in <0.25λ, 0.38λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(9) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.62λ
(10) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
4.0 When 0.07λ ≦ D <0.14λ (11) 0 <r_in <0.25λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.62λ
(12) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.66λ
(13) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
In the case of 5.0.14λ ≦ D <0.23λ (14) 0 <r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(15) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
6. When 0.23λ ≦ D <0.24λ (16) 0 <r_in <0.37λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(17) 0.37λ ≦ r_in ≦ 0.49λ, 0.46λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
7. When 0.24λ ≦ D <0.29λ (18) 0 <r_in <0.37λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.66λ
(19) 0.33λ <r_in ≦ 0.49λ, 0.50λ ≦ r_out ≦ 0.66λ

上記条件を満たす導体円環板を備える場合も、従来アレーアンテナ装置に比較して、受信時の軸比が大きくなることをシミュレーションにより確認できた（シミュレーション結果は後に詳述する）。  Even when a conductor ring plate satisfying the above conditions was provided, it was confirmed by simulation that the axial ratio at the time of reception was larger than in the conventional array antenna device (the simulation result will be described in detail later).

また、この発明では、導体円環板は励振素子の上方に配置している。すなわち、励振素子の上方を活用して受信時の軸比を改善している。そのため、径方向の大型化が抑制できる。また、導体円環板は接地導体とは別構成であることから、接地導体のみを大きくするよりも、アレーアンテナ装置の大型化を抑制しつつ受信時の軸比を改善できる。  In the present invention, the conductor ring plate is disposed above the excitation element. That is, the axial ratio at the time of reception is improved by utilizing the upper side of the excitation element. Therefore, enlargement in the radial direction can be suppressed. In addition, since the conductor ring plate is configured separately from the ground conductor, it is possible to improve the axial ratio during reception while suppressing an increase in the size of the array antenna device rather than increasing only the ground conductor.

また、請求項４記載のように、前記（１）〜（１９）のいずれかの条件において、外半径ｒ_ｏｕｔの上限値を前記接地導体の半径に置き換えた条件を満たしていることが好ましい。このようにすれば、導体円環板を設けても径方向には大型化しないからである。According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the above conditions (1) to (19), it is preferable that the condition that the upper limit value of the outer radius r_out is replaced with the radius of the ground conductor is satisfied. This is because even if a conductor ring plate is provided, the size is not increased in the radial direction.

本発明が適用されたアレーアンテナ装置であるアンテナ部１を備えた無線端末方向探知装置の構成図である。It is a block diagram of a radio | wireless terminal direction detection apparatus provided with theantenna part 1 which is an array antenna apparatus with which this invention was applied.第１実施形態のアンテナ部１を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows theantenna part 1 of 1st Embodiment.第１実施形態のアレーアンテナ装置と、従来アレーアンテナ装置の指向性利得を比較して示す図である。It is a figure which compares and shows the directional gain of the array antenna apparatus of 1st Embodiment, and the conventional array antenna apparatus.接地導体１７と導体円環板１９との距離ｄ＝１ｍｍ（０．０４Ｌ）として、導体円環板１９の内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As the distance d = 1 mm and theground conductor 17 and the conductor annular plate 19 (0.04 L), is a diagram showing the axial ratio when changing inner radius_{r in} the conductiveannular plate 19, the outer radius_{r out} .ｄ＝３ｍｍ（０．１２Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 3mm_(0.12L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝５ｍｍ（０．２０Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 5mm_(0.20L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝６ｍｍ（０．２４Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 6mm_(0.24L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝８ｍｍ（０．３１Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 8mm_(0.31L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝９ｍｍ（０．３５Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 9mm_(0.35L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝１０ｍｍ（０．３９Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 10mm_(0.39L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝１１ｍｍ（０．４３Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 11mm_(0.43L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝１６ｍｍ（０．６３Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 16mm_(0.63L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝２１ｍｍ（０．８２Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 21mm_(0.82L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝２２ｍｍ（０．８６Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 22mm_(0.86L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝２４ｍｍ（０．９４Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 24mm_(0.94L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.ｄ＝２６ｍｍ（１．０２Ｌ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As d = 26mm_(1.02L), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.アンテナとして機能する励振素子長Ｌの範囲を説明する図である。It is a figure explaining the range of the excitation element length L which functions as an antenna.ｄ＝０．５０Ｌにおいて励振素子長Ｌを変化させたときの軸比を示す図である。It is a figure which shows the axial ratio when changing the excitation element length L in d = 0.50L.ｄ＝０．７５Ｌにおいて励振素子長Ｌを変化させたときの軸比を示す図である。It is a figure which shows the axial ratio when changing the excitation element length L in d = 0.75L.ｄ＝１．００Ｌにおいて励振素子長Ｌを変化させたときの軸比を示す図である。It is a figure which shows an axial ratio when changing the excitation element length L in d = 1.00L.第２実施形態のアンテナ部１００を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows theantenna part 100 of 2nd Embodiment.第２実施形態のアレーアンテナ装置と、従来アレーアンテナ装置の指向性利得を比較して示す図である。It is a figure which compares and shows the directional gain of the array antenna apparatus of 2nd Embodiment, and the conventional array antenna apparatus.Ｄ＝０．００８λ（２６．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.008λ_(26.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．０１６λ（２７．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.016λ_(27.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．０２５λ（２８．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.025λ_(28.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．０３３λ（２９．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.033λ_(29.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．０４λ（３０．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.04λ_(30.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．０５７λ（３２．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.057λ_(32.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．０６５λ（３３．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.065λ_(33.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．０７４λ（３４．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.074λ_(34.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．１０λ（３７．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.10λ_(37.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．１３λ（４１．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.13λ_(41.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．１５λ（４３．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.15λ_(43.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．１９λ（４８．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.19λ_(48.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．２２λ（５２．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.22λ_(52.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．２３λ（５３．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.23λ_(53.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．２４λ（５４．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.24λ_(54.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．２５λ（５５．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.25λ_(55.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.Ｄ＝０．２８λ（５９．５ｍｍ）として、ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔを変化させたときの軸比を示す図である。As D = 0.28λ_(59.5mm), is a diagram showing the axial ratio when changing the_{r in,} r_out.

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されたアレーアンテナ装置であるアンテナ部１を備えた無線端末方向探知装置の構成図である。(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless terminal direction finding device including anantenna unit 1 which is an array antenna device to which the present invention is applied.

この無線端末方向探知装置は、アンテナ部１、電力検出回路５、方向探知コンピュータ６を備えている。アンテナ部１は、電子制御導波器アレーアンテナ装置であり、詳しくは図２を用いて後述するが、１本の励振素子１０と６本の非励振素子１１Ａ〜１１Ｆとを備えている。これら励振素子１０、非励振素子１１Ａ〜１１Ｆは、接地導体１７の上に、その接地導体１７から絶縁された状態に設けられている。また、励振素子１０、非励振素子１１Ａ〜１１Ｆの外側には、それらの素子１０、１１Ａ〜１１Ｆをまとめて囲う導体円環板１９が配置されている。  This wireless terminal direction finding device includes anantenna unit 1, apower detection circuit 5, and adirection finding computer 6. Theantenna unit 1 is an electronically controlled waveguide array antenna device, which will be described later in detail with reference to FIG. 2, and includes oneexcitation element 10 and sixnon-excitation elements 11A to 11F. Theexcitation element 10 and thenon-excitation elements 11A to 11F are provided on theground conductor 17 so as to be insulated from theground conductor 17. In addition, aconductor ring plate 19 is disposed outside theexciting element 10 and thenon-exciting elements 11A to 11F so as to collectively surround theelements 10 and 11A to 11F.

励振素子１０の給電点は、同軸ケーブル２０を介して電力検出回路５に接続されており、外部の無線端末から送信され励振素子１０によって受信された電波を示す受信信号は電力検出回路５に供給される。  A feeding point of theexcitation element 10 is connected to thepower detection circuit 5 via thecoaxial cable 20, and a reception signal indicating a radio wave transmitted from an external wireless terminal and received by theexcitation element 10 is supplied to thepower detection circuit 5. Is done.

非励振素子１１Ａ〜１１Ｆには、可変リアクタンス回路１８Ａ〜１８Ｆがそれぞれ接続されている。この可変リアクタンス回路１８は、電子制御導波器アレーアンテナ装置において一般的に用いられるものと同一の回路であり、たとえば、バイアス電圧が印加されることによってリアクタンス値が変化する可変リアクタンス素子（例えば可変容量ダイオード）を含む回路として構成される。この回路は、高周波的に接地導体１７に接続され、方向探知コンピュータ６の後述する可変リアクタンス制御部６１によってリアクタンス値が電子的に変化させられる。このリアクタンス値が変化させられることにより、アンテナ部１は方位角φが変化する。  Variable reactance circuits 18A to 18F are connected to thenon-excitation elements 11A to 11F, respectively. Thevariable reactance circuit 18 is the same circuit as that generally used in an electronically controlled waveguide array antenna apparatus. For example, a variable reactance element (for example, a variable reactance element) whose reactance value changes when a bias voltage is applied. A circuit including a capacitor diode). This circuit is connected to theground conductor 17 at a high frequency, and the reactance value is electronically changed by a variable reactance control unit 61 (to be described later) of thedirection detection computer 6. By changing the reactance value, the azimuth angle φ of theantenna unit 1 changes.

電力検出回路５は、励振素子１０から供給された受信信号の電力の大きさ（電力値）を検出する回路である。この電力検出回路５は、無線信号の電力を検出する種々の公知の回路を用いることができ、たとえばダイオード検波器を含む回路構成のものである。この電力検出回路５で検出された電力値を示す電力値信号は図示しないＡＤ変換回路を介して方向探知コンピュータ６の方向探知部６２に供給される。  Thepower detection circuit 5 is a circuit that detects the power level (power value) of the reception signal supplied from theexcitation element 10. As thepower detection circuit 5, various known circuits for detecting the power of the radio signal can be used. For example, thepower detection circuit 5 has a circuit configuration including a diode detector. A power value signal indicating the power value detected by thepower detection circuit 5 is supplied to thedirection detection unit 62 of thedirection detection computer 6 via an AD conversion circuit (not shown).

方向探知コンピュータ６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等（いずれも図示せず）を備えており、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、可変リアクタンス制御部６１および方向探知部６２として機能する。  Thedirection detection computer 6 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like (all not shown), and the CPU executes a program stored in the ROM while using a temporary storage function of the RAM, so that a variable reactance can be obtained. It functions as thecontrol unit 61 and thedirection detection unit 62.

可変リアクタンス制御部６１は、図示しないメモリに記憶されたデジタル電圧値を参照して、内蔵した６個のＤＡ変換器（図示せず）を用いてそのデジタル電圧値をアナログのバイアス電圧値に変換し、このバイアス電圧値をリアクタンス値信号Ｃ１１（θ）〜Ｃ１６（θ）として各可変リアクタンス回路１８Ａ〜１８Ｆに出力する。上記デジタル電圧値は、予め設定された複数の方位角（たとえば、０°から３３０°まで３０°毎）にビームを形成する複数の指向性ビームパターンに対して記憶されている。可変リアクタンス制御部６１は、リアクタンス値信号Ｃ１１（θ）〜Ｃ１６（θ）を切り替えることにより、指向性ビームパターンを複数の方位角に順次変化させる。なお、メモリに記憶されたデジタル電圧値は、実験に基づいて予め求められた値である。  The variablereactance control unit 61 refers to a digital voltage value stored in a memory (not shown) and converts the digital voltage value into an analog bias voltage value using six built-in DA converters (not shown). The bias voltage value is output as reactance value signals C11 (θ) to C16 (θ) to thevariable reactance circuits 18A to 18F. The digital voltage values are stored for a plurality of directional beam patterns that form a beam at a plurality of preset azimuth angles (for example, every 30 ° from 0 ° to 330 °). The variablereactance control unit 61 sequentially changes the directional beam pattern to a plurality of azimuth angles by switching the reactance value signals C11 (θ) to C16 (θ). The digital voltage value stored in the memory is a value obtained in advance based on experiments.

方向探知部６２は、電力検出回路５から供給される電力値と、その電力値の受信信号を受信したときの方位角とに基づいて無線端末の方向探知を行なう。たとえば、方位角に対する電力値の変化を示す電力値パターンを作成し、そのパターンにおいてピーク値を示す方位角を無線端末の方向に決定する。  Thedirection detection unit 62 performs direction detection of the wireless terminal based on the power value supplied from thepower detection circuit 5 and the azimuth angle when the reception signal of the power value is received. For example, a power value pattern indicating a change in power value with respect to the azimuth angle is created, and the azimuth angle indicating the peak value in the pattern is determined as the direction of the wireless terminal.

図２は、アンテナ部１を拡大して示す図である。励振素子１０および６本の非励振素子１１Ａ〜１１Ｆはいずれも円柱形状であって接地導体１７から垂直に突き出している。６本の非励振素子１１Ａ〜１１Ｆの長さは互いに同一であり、また、励振素子１０も非励振素子１１と略同じ長さである。より詳しくは、励振素子１０の、接地導体１７の上面から素子上端までの長さをＬ（以下、励振素子長という）としたとき、非励振素子１１の、接地導体１７の上面から素子上端までの長さは、０.９Ｌ〜１．１Ｌの範囲で適宜設定される。なお、励振素子１０の長さと非励振素子１１の長さとの関係は、この形式の公知のアレーアンテナと同じである。  FIG. 2 is an enlarged view of theantenna unit 1. Theexciting element 10 and the sixnon-exciting elements 11A to 11F are all cylindrical and project vertically from theground conductor 17. The sixnon-excitation elements 11A to 11F have the same length, and theexcitation element 10 has substantially the same length as thenon-excitation element 11. More specifically, when the length from the upper surface of the groundingconductor 17 to the upper end of the element of theexcitation element 10 is L (hereinafter referred to as the excitation element length), the upper surface of the groundingconductor 17 of thenon-excitation element 11 to the upper end of the element. Is appropriately set in the range of 0.9L to 1.1L. Note that the relationship between the length of theexcitation element 10 and the length of thenon-excitation element 11 is the same as that of a known array antenna of this type.

上記励振素子長Ｌは約λ／４であり、詳しくは、０．７８×（λ／４）＜Ｌ＜０．８６×（λ／４）である。なお、λは、アンテナ部１が受信する電波の波長である。  The excitation element length L is about λ / 4. Specifically, 0.78 × (λ / 4) <L <0.86 × (λ / 4). Note that λ is the wavelength of the radio wave received by theantenna unit 1.

また、励振素子１０は接地導体１７の中心に配置される。一方、非励振素子１１Ａ〜１１Ｆは、励振素子１０を中心とする円周上に等間隔に設けられており、励振素子１０と非励振素子１１との間の距離（素子間距離ｒ_０とする）は、非励振素子１１が導波器あるいは反射器として機能するようにするため、λ／４に設定されている。Theexcitation element 10 is disposed at the center of theground conductor 17. On the other hand, theparasitic element 11A~11F is provided at equal intervals on the circumference around theexcitation element 10, the distance (element distance r₀ between theexcitation element 10 and the parasitic element 11 ) Is set to λ / 4 so that thenon-excited element 11 functions as a director or a reflector.

接地導体１７は、励振素子１０や非励振素子１１Ａ〜１１Ｆに対して十分に大きい広さの円板形状部材であり、ここでは半径がλ／２とする。  Theground conductor 17 is a disk-shaped member having a sufficiently large width with respect to theexcitation element 10 and thenon-excitation elements 11A to 11F, and here has a radius of λ / 2.

アンテナ部１においてここまでに説明した構成は、公知の電子走査導波器アレーアンテナ装置と同じであり、本発明においても、公知の電子走査導波器アレーアンテナ装置と同様の種々の設計変更が可能である。本発明は、この公知の構成において、導体円環板１９をさらに備えることに特徴がある。  The configuration described so far in theantenna unit 1 is the same as that of a known electronic scanning waveguide array antenna device. In the present invention, various design changes similar to those of the known electronic scanning waveguide array antenna device are possible. Is possible. The present invention is characterized in that the known structure further includes aconductor ring plate 19.

導体円環板１９は、導体性であり、形状は、円環形状、且つ、板状である。この導体円環板１９は、励振素子１０から見て、非励振素子１１よりもさらに外側に、非励振素子１１から離隔して設けられている。  Theconductor ring plate 19 is conductive and has an annular shape and a plate shape. Theconductor ring plate 19 is provided on the outer side of thenon-exciting element 11 and separated from thenon-exciting element 11 when viewed from theexciting element 10.

また、この導体円環板１９は、接地導体１７と平行となっており、且つ、中心軸線は接地導体１７の中心軸線と一致している。なお、この導体円環板１９は、接地導体１７、励振素子１０、非励振素子１１とともにこの導体円環板１９を収容する図示しないアンテナ筐体に固定されている。  The conductorannular plate 19 is parallel to theground conductor 17, and the center axis coincides with the center axis of theground conductor 17. Theconductor ring plate 19 is fixed to an antenna housing (not shown) that houses theconductor ring plate 19 together with theground conductor 17, theexcitation element 10, and thenon-excitation element 11.

ここで、図２に示すように、接地導体１７の上面（導体円環板１９側の面）と導体円環板１９の下面との間の距離をｄ、導体円環板１９の内半径をｒ_ｉｎ、外半径をｒ_ｏｕｔとする。この距離ｄおよび半径ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔが以下に示す（１）〜（８）のいずれかの条件を満たす場合、この導体円環板１９があることにより、導体円環板１９がない場合に比べて軸比が向上することをシミュレーションにより確認した。
１．０＜ｄ＜０．２４Ｌの場合
（１） ｒ_０＜ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．４０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（２） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
２．０．２４Ｌ≦ｄ＜０．３５Ｌの場合
（３） ｒ_０＜ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．３５λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（４） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
３．０．３５Ｌ≦ｄ＜０．４３Ｌの場合
（５） ｒ_０＜ｒ_ｉｎ＜０．３０λ、 ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（６） ０．３０λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．３５λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（７） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
４．０．４３Ｌ≦ｄ＜１．００Ｌの場合
（８） ｒ_０＜ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λHere, as shown in FIG. 2, the distance between the upper surface of the ground conductor 17 (the surface on theconductor ring plate 19 side) and the lower surface of theconductor ring plate 19 is d, and the inner radius of theconductor ring plate 19 is Let r_{in be} the outer radius r_out . When the distance d and the radii r_in and r_out satisfy any one of the following conditions (1) to (8), the presence of theconductor ring plate 19 results in the absence of theconductor ring plate 19. It was confirmed by simulation that the axial ratio was improved.
When 1.0 <d <0.24L (1) r₀ <r_in <0.35λ, 0.40λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(2) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
2. When 0.24L ≦ d <0.35L (3) r₀ <r_in <0.35λ, 0.35λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(4) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
3. When 0.35L ≦ d <0.43L (5) r₀ <r_in <0.30λ, r_in <r_out ≦ 0.74λ
(6) 0.30λ ≦ r_in <0.35λ, 0.35λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(7) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
4.0 When 0.43L ≦ d <1.00L (8) r₀ <r_in <r_out ≦ 0.74λ

なお、軸比とは、前述したように、主放射成分利得と、その主放射成分と直交する偏波の利得との比であり、アレーアンテナ装置では、垂直偏波が、受信の主放射成分となることが要求され、垂直偏波を受信の主放射成分としてみたとき、水平偏波が、主放射成分と直交する偏波である。  As described above, the axial ratio is the ratio between the main radiation component gain and the gain of the polarization orthogonal to the main radiation component. In the array antenna apparatus, the vertical polarization is the main radiation component of reception. When the vertical polarization is viewed as the main radiation component of reception, the horizontal polarization is a polarization orthogonal to the main radiation component.

図３は、本実施形態のアレーアンテナ装置と、従来アレーアンテナ装置（導体円環板１９がない以外は本実施形態のアレーアンテナ装置と同じ構成）の仰角＝０における指向性利得を比較して示す図である。なお、図３では、本実施形態のアレーアンテナ装置は、図２において距離ｄが０．７５Ｌ、外半径ｒ_ｏｕｔが０．４４λ、内半径ｒ_ｉｎが０．３０λ、波長λが１２２．４ｍｍ（２．４５ＧＨｚ）、励振素子長Ｌ＝０．８３×（λ／４）、非励振素子の長さ＝Ｌである。FIG. 3 shows a comparison of the directivity gain at an elevation angle = 0 between the array antenna apparatus of the present embodiment and the conventional array antenna apparatus (same configuration as the array antenna apparatus of the present embodiment except for the absence of the conductor ring plate 19). FIG. In FIG. 3, the array antenna apparatus of the present embodiment has a distance d of 0.75 L, an outer radius r_out of 0.44λ, an inner radius r_in of 0.30λ, and a wavelength λ of 122.4 mm (see FIG. 2). 2.45 GHz), excitation element length L = 0.83 × (λ / 4), and length of non-excitation element = L.

また、図３の利得は、コンピュータを用いたシミュレーションにより算出したものであり、シミュレーションにおいては、接地導体１７、導体円環板１９は、いずれも完全導体としており、厚さは、いずれも０．０２ｍｍとしている。ただし、接地導体１７については表皮効果により、電流は表面にしか流れないため、２０μｍ以上では特性に差は生じないことが知られている。同様に、導体円環板１９についても、厚さはアンテナ特性に影響しないと考察している。また、材質についても、通常、アンテナの接地導体として用いられるものを導体円環板１９についても用いれば、このシミュレーションとほぼ同一の結果になると考えられる。  Further, the gain in FIG. 3 is calculated by a simulation using a computer. In the simulation, theground conductor 17 and theconductor ring plate 19 are all perfect conductors, and the thicknesses are both 0. 02 mm. However, since the current flows only to the surface of theground conductor 17 due to the skin effect, it is known that there is no difference in characteristics at 20 μm or more. Similarly, it is considered that the thickness of theconductor ring plate 19 does not affect the antenna characteristics. In addition, regarding the material, if what is usually used as the ground conductor of the antenna is also used for theconductor ring plate 19, it is considered that the result is almost the same as that of this simulation.

この図３から分かるように、水平偏波指向性利得は、導体円環板１９があることにより、従来アレーアンテナ装置に比較して全体的に低下している。これに対し、垂直偏波指向性利得は、導体円環板１９の有無による利得の変化はほとんどない。よって、導体円環板１９を備える本実施形態の装置の受信時の軸比は、従来アレーアンテナ装置よりも高くなる。具体的には、図３の例では、従来アレーアンテナ装置の軸比は１５．６ｄＢであるのに対して、導体円環板１９がある場合の軸比は２６．０ｄＢとなっている。  As can be seen from FIG. 3, the horizontal polarization directivity gain is generally reduced as compared with the conventional array antenna apparatus due to the presence of the conductorannular plate 19. On the other hand, the vertical polarization directivity gain hardly changes depending on the presence or absence of the conductorannular plate 19. Therefore, the axial ratio at the time of reception of the apparatus of this embodiment provided with theconductor ring plate 19 is higher than that of the conventional array antenna apparatus. Specifically, in the example of FIG. 3, the axial ratio of the conventional array antenna apparatus is 15.6 dB, whereas the axial ratio when the conductorannular plate 19 is provided is 26.0 dB.

次に、前述の距離ｄ、内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔが上記（１）〜（８）の範囲であれば、従来アレーアンテナ装置よりも受信時の軸比が改善することをシミュレーション結果を用いて説明する。Next, if the distance d, the inner radius r_in , and the outer radius r_out are in the above ranges (1) to (8), the simulation result shows that the axial ratio during reception is improved as compared with the conventional array antenna apparatus. Will be described.

図４〜図１６は、いずれも、導体円環板１９の内半径ｒ_ｉｎ、および外半径ｒ_ｏｕｔを変化させつつシミュレーションにより算出した軸比（ｄＢ）である。軸比は、リアクタンス値を所望の方位角φとしたときのその方位角φにおける垂直偏波利得と、リアクタンス値を所望の方位角φとしたときの３６０°方位内の最大の水平偏波利得から算出している。なお、このシミュレーションにおいて、周波数は２．４５ＧＨｚ、すなわち、波長λは約１２２．４ｍｍであり、励振素子長Ｌは２５．５ｍｍ（≒０．８３×（λ／４））、非励振素子長＝Ｌである。4 to 16 are axial ratios (dB) calculated by simulation while changing the inner radius r_in and the outer radius r_out of the conductorannular plate 19. The axial ratios are the vertical polarization gain at the azimuth angle φ when the reactance value is the desired azimuth angle φ, and the maximum horizontal polarization gain within the 360 ° azimuth when the reactance value is the desired azimuth angle φ. It is calculated from In this simulation, the frequency is 2.45 GHz, that is, the wavelength λ is about 122.4 mm, the excitation element length L is 25.5 mm (≈0.83 × (λ / 4)), and the non-excitation element length = L.

図４〜図１６の違いは、導体円環板１９と接地導体１７との間の距離ｄである。各図には、シミュレーション条件における距離ｄが、ミリメートル単位と励振素子長Ｌに対する比率で示してある。また、各図において、その距離ｄの左側に示す数字は、請求項１における距離ｄの６つの範囲に対応する。そして、各図において、太線で囲んでいる範囲は、請求項１に記載した内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔにより規定される範囲であり、その太線と引出線でつながっているかっこ内の数字は、請求項１における（１）〜（８）に対応する。The difference between FIGS. 4 to 16 is the distance d between theconductor ring plate 19 and theground conductor 17. In each figure, the distance d under the simulation conditions is shown as a ratio to the millimeter unit and the excitation element length L. In each figure, the numbers shown on the left side of the distance d correspond to the six ranges of the distance d inclaim 1. In each figure, the range surrounded by the thick line is the range defined by the inner radius r_in and the outer radius r_out described inclaim 1, and the numbers in parentheses connected by the thick line and the leader line. Corresponds to (1) to (8) inclaim 1.

図４〜図６は、距離ｄがそれぞれ、１ｍｍ（０．０４Ｌ）、３ｍｍ（０．１２Ｌ）、５ｍｍ（０．２０Ｌ）であり、請求項１の「１．」の場合、すなわち、０＜ｄ＜０．２４Ｌに含まれる。図４〜図６は、それぞれ、この「１．」の範囲の最小距離付近のデータ、中間距離付近のデータ、最大距離付近のデータである。図４〜図６に太線で示す範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図４〜図６のシミュレーション結果より、請求項１の（１）、（２）で規定される範囲であれば、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  4 to 6, the distance d is 1 mm (0.04 L), 3 mm (0.12 L), and 5 mm (0.20 L), respectively. It is included in d <0.24L. 4 to 6 respectively show data near the minimum distance, data near the intermediate distance, and data near the maximum distance in the range of “1.”. The range indicated by the thick lines in FIGS. 4 to 6 is larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be seen from the simulation results of FIGS. 4 to 6 that the axial ratio is larger than that of the conventional array antenna apparatus within the range defined by (1) and (2) ofclaim 1.

なお、図４〜図６における二重線は、接地導体１７の半径を示している。よって、太線で示す範囲であって、且つ、二重線よりも矢印で示す方向である場合には、導体円環板１９を設けても、アレーアンテナ装置は、径方向寸法が大きくならないので特に好ましい。  4 to 6 indicate the radius of theground conductor 17. Therefore, in the range indicated by the bold line and in the direction indicated by the arrow rather than the double line, the array antenna device is not particularly large in radial direction even if the conductorannular plate 19 is provided. preferable.

図７、８は、距離ｄがそれぞれ、６ｍｍ（０．２４Ｌ）、８ｍｍ（０．３１Ｌ）であり、請求項１の「２．」の場合、すなわち、０．２４Ｌ≦ｄ＜０．３５Ｌの場合の最小距離のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図７、図８のシミュレーション結果より、請求項１の（３）、（４）で規定される範囲であれば、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  7 and 8, the distances d are 6 mm (0.24 L) and 8 mm (0.31 L), respectively, and in the case of “2.” inclaim 1, that is, 0.24 L ≦ d <0.35 L. In this case, the minimum distance data and the maximum distance data are shown. The range indicated by the bold line is larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be seen from the simulation results of FIGS. 7 and 8 that the axial ratio is larger than that of the conventional array antenna apparatus within the range defined by (3) and (4) ofclaim 1.

図９、１０は、距離ｄがそれぞれ、９ｍｍ（０．３５Ｌ）、１０ｍｍ（０．３９Ｌ）であり、請求項１の「３．」の場合、すなわち、０．３５Ｌ≦ｄ＜０．４３Ｌの場合の最小距離のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す（５）、（６）、（７）の範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図９、図１０のシミュレーション結果より、請求項１の（５）、（６）、（７）で規定される範囲であれば、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。もちろん、太線で示す範囲であって、且つ、二重線よりも矢印で示す方向が、径方向寸法が大きくならないので特に好ましい。  9 and 10, the distances d are 9 mm (0.35 L) and 10 mm (0.39 L), respectively, and in the case of “3.” inclaim 1, that is, 0.35 L ≦ d <0.43 L. In this case, the minimum distance data and the maximum distance data are shown. The ranges of (5), (6), and (7) indicated by bold lines are all larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, from the simulation results of FIGS. 9 and 10, it can be seen that the axial ratio is larger than that of the conventional array antenna device within the range defined by (5), (6), and (7) ofclaim 1. . Of course, the range indicated by the thick line and the direction indicated by the arrow is more preferable than the double line because the radial dimension does not increase.

図１１〜図１５は、距離ｄがそれぞれ、１１ｍｍ（０．４３Ｌ）、１６ｍｍ（０．６３Ｌ）、２１ｍｍ（０．８２Ｌ）、２２ｍｍ（０．８６Ｌ）、２４ｍｍ（０．９４Ｌ）であり、請求項１の「４．」の場合、すなわち、０．４３Ｌ≦ｄ＜１．００Ｌに含まれる。また、図１６は、距離ｄが２６ｍｍ（１．０２Ｌ）であり、請求項１の「４．」の場合の上限値をやや超えた距離である。  11 to 15, the distances d are 11 mm (0.43 L), 16 mm (0.63 L), 21 mm (0.82 L), 22 mm (0.86 L), and 24 mm (0.94 L), respectively. In case of “4.” initem 1, that is, 0.43L ≦ d <1.00L. FIG. 16 shows a distance d of 26 mm (1.02 L), which is a distance slightly exceeding the upper limit in the case of “4.” inclaim 1.

つまり、図１１、図１６は、それぞれ、この「４．」の範囲の最小距離のデータ、最大距離付近のデータであり、図１２〜図１５は、この「４．」の範囲の中間距離のデータである。各図において太線で示す（８）の範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢと同等以上である。よって、図１１〜図１６のシミュレーション結果より、請求項１の（８）で規定される範囲であれば、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。もちろん、太線で示す範囲であって、且つ、二重線よりも矢印で示す方向が特に好ましい。  That is, FIGS. 11 and 16 show the minimum distance data in the range of “4.” and the data in the vicinity of the maximum distance, respectively, and FIGS. 12 to 15 show the intermediate distance in the range of “4.”. It is data. In each figure, the range indicated by the bold line (8) is equal to or greater than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be seen from the simulation results of FIGS. 11 to 16 that the axial ratio is larger than that of the conventional array antenna apparatus within the range defined by (8) ofclaim 1. Of course, the range indicated by the thick line and the direction indicated by the arrow is more preferable than the double line.

以上、説明したように、接地導体１７と平行であり、中心軸線が接地導体１７の中心軸線と一致し、且つ、上記（１）〜（８）の何れかの条件を満たす導体円環板１９を備えることで、従来アレーアンテナ装置に比較して受信時の軸比を改善することができる。  As described above, the conductorannular plate 19 that is parallel to theground conductor 17, whose center axis coincides with the center axis of theground conductor 17, and satisfies the conditions (1) to (8) above. As a result, the axial ratio at the time of reception can be improved as compared with the conventional array antenna apparatus.

しかも、上記（１）〜（８）のいずれにおいても、ｄは、励振素子長Ｌと同程度かそれよりも短いことから、導体円環板１９を備えても、アレーアンテナ装置の高さ方向寸法はほとんど大きくならない。よって、装置の大型化を抑制しつつ、軸比を改善することができる。  In addition, in any of the above (1) to (8), d is approximately equal to or shorter than the excitation element length L. Therefore, even if the conductorannular plate 19 is provided, the height direction of the array antenna apparatus is provided. The dimensions are hardly increased. Therefore, the axial ratio can be improved while suppressing an increase in the size of the apparatus.

また、図４〜図１６において、太線で示す範囲であって、且つ、二重線よりも矢印で示す方向である場合には、導体円環板１９を設けても、アレーアンテナ装置は、径方向寸法も大きくならないので特に好ましい。  4 to 16, the array antenna device has a diameter even if the conductorannular plate 19 is provided in the range indicated by the thick line and in the direction indicated by the arrow rather than the double line. Since the directional dimension does not increase, it is particularly preferable.

なお、軸比の観点では、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢに対して３ｄＢの差があれば顕著な差であると言える。よって、図４〜図１６において、軸比が１８．６ｄＢ以上である範囲が特に好ましいと言える。もちろん、軸比が１８．６ｄＢであって、導体円環板１９の外半径ｒ_ｏｕｔが接地導体１７の半径よりも小さい範囲が最も好ましい。From the viewpoint of the axial ratio, if there is a difference of 3 dB with respect to the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus, it can be said that it is a significant difference. Therefore, in FIGS. 4 to 16, it can be said that the range in which the axial ratio is 18.6 dB or more is particularly preferable. Of course, it is most preferable that the axial ratio is 18.6 dB and the outer radius r_out of theconductor ring plate 19 is smaller than the radius of theground conductor 17.

（励振素子長Ｌの影響）
これまでに示した図４〜図１６のデータは、Ｌ＝０．８３×（λ／４）＝２５．５ｍｍにおけるデータであった。本発明者は、Ｌを変化させると軸比の変化が見られるものの、前述した（１）〜（８）の範囲であれば、アンテナとして機能する範囲でＬを変化させても、軸比の変化は、従来よりも軸比が改善する範囲内であることを確認した。すなわち、前述した（１）〜（８）の範囲であれば、Ｌによらず、軸比改善効果があることを確認した。(Influence of excitation element length L)
The data shown in FIGS. 4 to 16 shown so far are data at L = 0.83 × (λ / 4) = 25.5 mm. Although the present inventor changes the axial ratio when L is changed, the axial ratio can be changed even if L is changed within the range of functioning as an antenna within the range of (1) to (8) described above. It was confirmed that the change was within a range where the axial ratio was improved as compared with the conventional case. That is, it was confirmed that there was an axial ratio improving effect regardless of L in the range of (1) to (8) described above.

図１７は、アンテナとして機能する励振素子長Ｌの範囲を説明する図であり、図１８〜図２０は、励振素子長Ｌによらず軸比改善効果があることを確認したデータである。  FIG. 17 is a diagram for explaining the range of the excitation element length L that functions as an antenna, and FIGS. 18 to 20 are data that confirms that there is an effect of improving the axial ratio regardless of the excitation element length L.

図１７には、実用上の周波数範囲から代表的な周波数として選択した３つの周波数（２４００ＭＨｚ、２４５０ＭＨｚ、２５０ＭＨｚ）において、励振素子長Ｌを変化させることにより正面利得がどのように変化するかを示している。なお、非励振素子長は常に励振素子長Ｌと同じ長さとしている。  FIG. 17 shows how the front gain changes by changing the excitation element length L at three frequencies (2400 MHz, 2450 MHz, and 250 MHz) selected as typical frequencies from the practical frequency range. ing. The non-excitation element length is always the same as the excitation element length L.

この図１７において、網掛けした数値は、各周波数における正面利得のピーク値である。また、四角で囲んだ範囲は、正面利得がピーク値から１ｄＢより少ない低下で済む範囲である。この四角で囲んだ範囲に対応する素子長Ｌをアンテナとして機能する素子長Ｌの範囲とする。  In FIG. 17, the shaded numerical values are the peak values of the front gain at each frequency. Further, the range surrounded by the square is a range in which the front gain can be reduced by less than 1 dB from the peak value. The element length L corresponding to the range enclosed by the square is defined as the range of the element length L that functions as an antenna.

図１８〜図２０は、いずれも、素子長Ｌを、アンテナとして機能する素子長Ｌの最小値付近（Ｌ＝２３．９ｍｍ）、中間値付近（Ｌ＝２５．５ｍｍ）、最大値付近（Ｌ＝２６．３ｍｍ）の３種に変化させて得た軸比のシミュレーション結果である。  In each of FIGS. 18 to 20, the element length L is set near the minimum value (L = 23.9 mm), the intermediate value (L = 25.5 mm), and the maximum value (L = 26.3 mm) is a simulation result of the axial ratio obtained by changing to three types.

図１８、図１９、図２０の違いは、導体円環板１９の高さｄであり、図１８はｄ＝０．５０Ｌ、図１９はｄ＝０．７５Ｌ、図２０はｄ＝１．００Ｌである。これら図１８〜図２０を見ると分かるように、素子長Ｌが変化することにより軸比は変化するものの、図２０の左上角部を除き、従来の軸比と同等以上の軸比となっていることが分かる。  The difference between FIG. 18, FIG. 19, and FIG. 20 is the height d of theconductor ring plate 19. FIG. 18 shows d = 0.50L, FIG. 19 shows d = 0.75L, and FIG. 20 shows d = 1.00L. It is. As can be seen from FIGS. 18 to 20, although the axial ratio changes as the element length L changes, the axial ratio is equal to or higher than the conventional axial ratio except for the upper left corner of FIG. I understand that.

図２０では、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）ともに、表の左上角に、従来軸比と同程度あるいはわずかに劣る値も存在する。この理由は、本発明のアンテナ部１は、開放型アンテナであることによると考察している。詳しくは以下の通りである。  In FIG. 20, for both (A), (B), and (C), there is also a value that is the same as or slightly inferior to the conventional axial ratio in the upper left corner of the table. The reason is considered that theantenna unit 1 of the present invention is an open antenna. Details are as follows.

一般に、開放型アンテナでは開放端が他の部材の影響を受けやすいことが知られている。そして、ｄ＝１．００Ｌのときは、素子先端の高さに導体円環板１９が存在する。よって、素子１０、１１が導体円環板１９の影響を最も受けやすい距離ｄであると言える。加えて、表の左上角部は、内半径Ｒ_ｉｎが小さいことから、径方向においても、導体円環板１９は非励振素子１１に近く、かつ、外半径Ｒ_ｏｕｔが大きいことから、幅のある導体円環板１９である。つまり、図２０の表の左上角部は、素子１０、１１に最も近いところに、素子１０、１１に与える影響が大きい導体円環板１９が存在している状況である。In general, it is known that the open end of an open antenna is easily affected by other members. When d = 1.00 L, the conductorannular plate 19 exists at the height of the tip of the element. Therefore, it can be said that theelements 10 and 11 are the distance d that is most susceptible to the influence of the conductorannular plate 19. In addition, since the inner radius R_in is small_in the upper left corner of the table, theconductor ring plate 19 is also close to thenon-excitation element 11 and the outer radius R_out is large in the radial direction. It is a certainconductor ring plate 19. That is, the upper left corner of the table of FIG. 20 is a situation where theconductor ring plate 19 that has a large influence on theelements 10 and 11 exists in the place closest to theelements 10 and 11.

この距離ｄ＝１．００Ｌから導体円環板１９が下方（ｄが小さくなる方向）に移動すれば、導体円環板１９と素子先端との相互作用は低下する。よって、軸比は高くなると考察できる。この距離ｄ＝１．００Ｌにおいても、軸比は、従来とほぼ同等であることから、距離ｄが１．００Ｌよりも小さくなれば軸比は従来よりも向上すると考察できる。よって、ｄ＜１．００Ｌであれば請求項１の（８）の範囲で軸比改善効果があると言える。  If the conductorannular plate 19 moves downward (in a direction in which d decreases) from this distance d = 1.00 L, the interaction between the conductorannular plate 19 and the element tip decreases. Therefore, it can be considered that the axial ratio increases. Even at this distance d = 1.00L, the axial ratio is almost the same as the conventional one. Therefore, it can be considered that if the distance d is smaller than 1.00L, the axial ratio is improved as compared with the conventional one. Therefore, if d <1.00L, it can be said that there is an effect of improving the axial ratio within the range of (8) ofclaim 1.

なお、図１８〜図２０は、素子長Ｌ、すなわち、物理長を変化させたデータである。素子長Ｌを変化させるとアンテナの電気長が変化する。よって、アンテナとして機能する範囲で電気長を変化させても、前述した（１）〜（８）の範囲で、軸比改善効果があると言える。  18 to 20 show data in which the element length L, that is, the physical length is changed. When the element length L is changed, the electrical length of the antenna changes. Therefore, even if the electrical length is changed within the range of functioning as an antenna, it can be said that there is an effect of improving the axial ratio in the range of (1) to (8) described above.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用することができる。(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the following description, elements having the same reference numerals as those used so far are the same as the elements having the same reference numerals in the previous embodiments unless otherwise specified. In addition, when only a part of the configuration is described, the embodiment described above can be applied to other parts of the configuration.

図２１は、第２実施形態におけるアンテナ部１００を拡大して示す図である。第２実施形態のアンテナ部１００は、第１実施形態では励振素子１０の上端と同程度の位置あるいは上端よりも下方（接地導体１７側）に配置されていた導体円環板１９に代えて、励振素子１０の上端よりも上方に配置される導体円環板１１９を備える。その他の構成は第１実施形態と同じである。  FIG. 21 is an enlarged view of theantenna unit 100 according to the second embodiment. In the first embodiment, theantenna unit 100 of the second embodiment is replaced with the conductorannular plate 19 that is disposed at the same position as the upper end of theexcitation element 10 or below the upper end (on theground conductor 17 side). Aconductor ring plate 119 is provided above the upper end of theexcitation element 10. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

導体円環板１１９は、配置位置は第１実施形態の導体円環板１９と異なるが、導体性である点および形状が円環形状かつ板状である点では第１実施形態の導体円環板１９と同じである。  Theconductor ring plate 119 differs from theconductor ring plate 19 of the first embodiment in the arrangement position, but the conductor ring plate of the first embodiment is different in that it is conductive and has a ring shape and a plate shape. Same asplate 19.

また、導体円環板１１９は、接地導体１７と平行である点、中心軸線が接地導体１７の中心軸線と一致している点も第１実施形態の導体円環板１９と同じである。この導体円環板１１９は、接地導体１７、励振素子１０、非励振素子１１とともにこの導体円環板１１９を収容する図示しないアンテナ筐体に固定されている。  Theconductor ring plate 119 is also the same as theconductor ring plate 19 of the first embodiment in that it is parallel to theground conductor 17 and the center axis coincides with the center axis of theground conductor 17. Theconductor ring plate 119 is fixed to an antenna housing (not shown) that accommodates theconductor ring plate 119 together with theground conductor 17, theexcitation element 10, and thenon-excitation element 11.

図２１に示すように、励振素子１０の上端と導体円環板１１９の下面との間の距離をＤ、導体円環板１１９の内半径をｒ_ｉｎ、外半径をｒ_ｏｕｔとする。この距離Ｄおよび半径ｒ_ｉｎ、ｒ_ｏｕｔが以下に示す（１）〜（１９）のいずれかの条件を満たす場合、この導体円環板１１９があることにより、導体円環板１１９がない場合に比べて軸比が向上することをシミュレーションにより確認した。なお、λは第１実施形態と同じく、アンテナ部１が受信する電波の波長であり、この波長は電波の周波数により定まる自由空間波長である。
１．０≦Ｄ＜０．０３λの場合
（１） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．１７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（２） ０．１７λ≦ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６５λ
（３） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ＜０．６５λ
（４） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
２．０．０３λ≦Ｄ＜０．０５λの場合
（５） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２１λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（６） ０．２１λ＜ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（７） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
３．０．０５λ≦Ｄ＜０．０７λの場合
（８） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３８λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（９） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６２λ
（１０） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
４．０．０７λ≦Ｄ＜０．１４λの場合
（１１） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６２λ
（１２） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λ
（１３） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
５．０．１４λ≦Ｄ＜０．２３λの場合
（１４） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（１５） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
６．０．２３λ≦Ｄ＜０．２４λの場合
（１６） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（１７） ０．３７λ≦ｒ_ｉｎ≦０．４９λ、 ０．４６λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
７．０．２４λ≦Ｄ＜０．２９λの場合
（１８） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λ
（１９） ０．３３λ＜ｒ_ｉｎ≦０．４９λ、 ０．５０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λAs shown in FIG. 21, it is assumed that the distance between the upper end of theexcitation element 10 and the lower surface of theconductor ring plate 119 is D, the inner radius of theconductor ring plate 119 is r_in , and the outer radius is r_out . When the distance D and the radii r_in and r_out satisfy any of the following conditions (1) to (19), the presence of theconductor ring plate 119 results in the absence of theconductor ring plate 119. It was confirmed by simulation that the axial ratio was improved. Note that λ is the wavelength of the radio wave received by theantenna unit 1 as in the first embodiment, and this wavelength is a free space wavelength determined by the frequency of the radio wave.
When 1.0 ≦ D <0.03λ (1) 0 <r_in <0.17λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(2) 0.17λ ≦ r_in <0.25λ, 0.30λ ≦ r_out ≦ 0.65λ
(3) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, r_in <r_out <0.65λ
(4) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
2. When 0.03λ ≦ D <0.05λ (5) 0 <r_in <0.21λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(6) 0.21λ <r_in <0.33λ, 0.30λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(7) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
3. When 0.05λ ≦ D <0.07λ (8) 0 <r_in <0.25λ, 0.38λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(9) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.62λ
(10) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
4.0 When 0.07λ ≦ D <0.14λ (11) 0 <r_in <0.25λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.62λ
(12) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.66λ
(13) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
In the case of 5.0.14λ ≦ D <0.23λ (14) 0 <r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(15) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
6. When 0.23λ ≦ D <0.24λ (16) 0 <r_in <0.37λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(17) 0.37λ ≦ r_in ≦ 0.49λ, 0.46λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
7. When 0.24λ ≦ D <0.29λ (18) 0 <r_in <0.37λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.66λ
(19) 0.33λ <r_in ≦ 0.49λ, 0.50λ ≦ r_out ≦ 0.66λ

図２２は、第２実施形態のアレーアンテナ装置と従来アレーアンテナ装置の仰角＝０における指向性利得を比較して示す図である。なお、図２２では、本実施形態のアレーアンテナ装置は、距離Ｄが０．０３λ、外半径ｒ_ｏｕｔが０．５９λ、内半径ｒ_ｉｎが０．３３λ、波長λが１２２．４ｍｍ（２．４５ＧＨｚ）、励振素子長Ｌ＝０．８３×（λ／４）、非励振素子の長さ＝Ｌである。なお、この図２２のグラフも、図３と同様、シミュレーションにより算出したものであり、接地導体１７、導体円環板１１９はいずれも完全導体であり厚さは０．０２ｍｍとしている。FIG. 22 is a diagram showing a comparison of directivity gains at an elevation angle = 0 between the array antenna apparatus of the second embodiment and the conventional array antenna apparatus. In FIG. 22, the array antenna apparatus according to the present embodiment has a distance D of 0.03λ, an outer radius r_out of 0.59λ, an inner radius r_in of 0.33λ, and a wavelength λ of 122.4 mm (2.45 GHz). ), Excitation element length L = 0.83 × (λ / 4), and length of non-excitation element = L. The graph of FIG. 22 is also calculated by simulation in the same manner as FIG. 3, and both theground conductor 17 and theconductor ring plate 119 are complete conductors and have a thickness of 0.02 mm.

この図２２から分かるように、水平偏波指向性利得は、導体円環板１１９があることにより、従来アレーアンテナ装置に比較して全体的に低下している。これに対し、垂直偏波指向性利得は、導体円環板１１９の有無による利得の変化はほとんどない。よって、導体円環板１１９を備える第２実施形態の装置の受信時の軸比は、従来アレーアンテナ装置よりも高くなる。具体的には、図２２の例では、従来アレーアンテナ装置の軸比は１５．６ｄＢであるのに対して、導体円環板１１９がある場合の軸比は２５．９ｄＢとなっている。  As can be seen from FIG. 22, the horizontal polarization directivity gain is generally reduced as compared with the conventional array antenna apparatus due to the presence of the conductorannular plate 119. On the other hand, the vertical polarization directivity gain hardly changes depending on the presence or absence of the conductorannular plate 119. Therefore, the axial ratio at the time of reception of the apparatus of the second embodiment including theconductor ring plate 119 is higher than that of the conventional array antenna apparatus. Specifically, in the example of FIG. 22, the axial ratio of the conventional array antenna apparatus is 15.6 dB, whereas the axial ratio when the conductorannular plate 119 is provided is 25.9 dB.

次に、前述の距離Ｄ、内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔが上記（１）〜（１９）の範囲であれば、従来アレーアンテナ装置よりも受信時の軸比が改善することをシミュレーション結果を用いて説明する。Next, if the above-mentioned distance D, inner radius r_in , and outer radius r_out are in the ranges (1) to (19), the simulation result shows that the axial ratio during reception is improved as compared with the conventional array antenna apparatus. Will be described.

図２３〜図３９は、いずれも、導体円環板１１９の内半径ｒ_ｉｎ、および外半径ｒ_ｏｕｔを変化させつつシミュレーションにより算出した軸比（ｄＢ）である。軸比の算出方法は第１実施形態と同じである。また、このシミュレーションにおいて、周波数は２．４５ＧＨｚ、すなわち、波長λは約１２２．４ｍｍであり、励振素子長Ｌは２５．５ｍｍ（≒０．８３×（λ／４））、非励振素子長＝Ｌである。23 to 39 are axial ratios (dB) calculated by simulation while changing the inner radius r_in and the outer radius r_out of the conductorannular plate 119. The calculation method of the axial ratio is the same as in the first embodiment. In this simulation, the frequency is 2.45 GHz, that is, the wavelength λ is about 122.4 mm, the excitation element length L is 25.5 mm (≈0.83 × (λ / 4)), and the non-excitation element length = L.

図２３〜図３９の違いは、距離Ｄの範囲である。各図には、シミュレーション条件における距離Ｄが、ミリメートル単位と励振素子長Ｌに対する比率で示してある（ただし、ミリメートルについては励振素子長Ｌ（２５．５ｍｍ）を加えた値である）。また、各図において、その距離Ｄの左側に示す数字は、請求項３における距離Ｄの７つの範囲に対応する。そして、各図において、太線で囲んでいる範囲は、請求項３に記載した内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔにより規定される範囲であり、その太線と引出線でつながっているかっこ内の数字は、請求項３における（１）〜（１９）に対応する。The difference between FIGS. 23 to 39 is the range of the distance D. In each figure, the distance D under the simulation conditions is shown as a unit of millimeter and a ratio to the excitation element length L (however, the millimeter is a value obtained by adding the excitation element length L (25.5 mm)). Moreover, in each figure, the number shown on the left side of the distance D corresponds to the seven ranges of the distance D inclaim 3. In each figure, the range surrounded by the thick line is the range defined by the inner radius r_in and the outer radius r_out described inclaim 3, and the numbers in parentheses connected by the thick line and the leader line. Corresponds to (1) to (19) inclaim 3.

図２３〜２５は、距離Ｄがそれぞれ、０．００８λ（２６．５ｍｍ）、０．０１６λ（２７．５ｍｍ）、０．０２５λ（２８．５ｍｍ）であり、請求項３の「１．」の場合、すなわち、０≦Ｄ＜０．０３λの場合の最小距離付近のデータ、中間距離付近のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図２３〜２５のシミュレーション結果より、請求項３の（１）、（２）、（３）、（４）で規定される範囲であれば、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  23 to 25, the distances D are 0.008λ (26.5 mm), 0.016λ (27.5 mm), and 0.025λ (28.5 mm), respectively. That is, the data near the minimum distance, the data near the intermediate distance, and the data near the maximum distance when 0 ≦ D <0.03λ. The range indicated by the bold line is larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, from the simulation results shown in FIGS. 23 to 25, the axial ratio is larger than that of the conventional array antenna apparatus within the range defined by (1), (2), (3), and (4) ofclaim 3. I understand that.

図２６、２７は、距離Ｄがそれぞれ、０．０３３λ（２９．５ｍｍ）、０．０４１λ（３０．５ｍｍ）であり、請求項３の「２．」の場合、すなわち、０．０３λ≦Ｄ＜０．０５λの場合の最小距離付近のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す（５）、（６）、（７）の範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図２６、図２７のシミュレーション結果より、請求項３の（５）、（６）、（７）で規定される範囲も、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  26 and 27, the distances D are 0.033λ (29.5 mm) and 0.041λ (30.5 mm), respectively, and in the case of “2.” inclaim 3, that is, 0.03λ ≦ D < Data near the minimum distance and data near the maximum distance in the case of 0.05λ. The ranges of (5), (6), and (7) indicated by bold lines are all larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be seen from the simulation results of FIGS. 26 and 27 that the axial ratio of the ranges defined in (5), (6), and (7) ofclaim 3 is larger than that of the conventional array antenna apparatus.

図２８、２９は、距離Ｄがそれぞれ、０．０５７λ（３２．５ｍｍ）、０．０６５λ（３３．５ｍｍ）であり、請求項３の「３．」の場合、すなわち、０．０５λ≦Ｄ＜０．０７λの場合の最小距離付近のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す（８）、（９）、（１０）の範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図２８、図２９のシミュレーション結果より、請求項３の（８）、（９）、（１０）で規定される範囲も、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  28 and 29, the distances D are 0.057λ (32.5 mm) and 0.065λ (33.5 mm), respectively, and in the case of “3.” in FIG. 3, that is, 0.05λ ≦ D < Data near the minimum distance and data near the maximum distance in the case of 0.07λ. The ranges (8), (9), and (10) indicated by bold lines are all larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be seen from the simulation results of FIGS. 28 and 29 that the axial ratio of the ranges defined by (8), (9), and (10) ofclaim 3 is larger than that of the conventional array antenna apparatus.

図３０〜３２は、距離Ｄがそれぞれ、０．０７４λ（３４．５ｍｍ）、０．１０λ（３７．５ｍｍ）、０．１３λ（４１．５ｍｍ）であり、請求項３の「４．」の場合、すなわち、０．０７λ≦Ｄ＜０．１４λの場合の最小距離付近のデータ、中間距離付近のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す（１１）、（１２）、（１３）の範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図３０〜３２のシミュレーション結果より、請求項３の（１１）、（１２）、（１３）で規定される範囲も、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  30 to 32, the distances D are 0.074λ (34.5 mm), 0.10λ (37.5 mm), and 0.13λ (41.5 mm), respectively, in the case of “4.” inclaim 3 That is, the data near the minimum distance, the data near the intermediate distance, and the data near the maximum distance when 0.07λ ≦ D <0.14λ. The ranges of (11), (12), and (13) indicated by bold lines are all larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be seen from the simulation results of FIGS. 30 to 32 that the axial ratio of the ranges defined by (11), (12), and (13) ofclaim 3 is larger than that of the conventional array antenna apparatus.

図３３〜３５は、距離Ｄがそれぞれ、０．１５λ（４３．５ｍｍ）、０．１９λ（４８．５ｍｍ）、０．２２λ（５２．５ｍｍ）であり、請求項３の「５．」の場合、すなわち、０．１４λ≦Ｄ＜０．２３λの場合の最小距離付近のデータ、中間距離付近のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す（１４）、（１５）の範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図３３〜３５のシミュレーション結果より、請求項３の（１４）、（１５）で規定される範囲も、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  In FIGS. 33 to 35, the distances D are 0.15λ (43.5 mm), 0.19λ (48.5 mm), and 0.22λ (52.5 mm), respectively. That is, the data near the minimum distance, the data near the intermediate distance, and the data near the maximum distance when 0.14λ ≦ D <0.23λ. The ranges of (14) and (15) indicated by bold lines are both larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be understood from the simulation results of FIGS. 33 to 35 that the axial ratio of the range defined by (14) and (15) ofclaim 3 is larger than that of the conventional array antenna apparatus.

図３６、３７は、距離Ｄがそれぞれ、０．２３λ（５３．５ｍｍ）、０．２４λ（５４．５ｍｍ）であり、請求項３の「６．」の場合、すなわち、０．２３λ≦Ｄ＜０．２４λの場合の最小距離付近のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す（１６）、（１７）の範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図３６、図３７のシミュレーション結果より、請求項３の（１６）、（１７）で規定される範囲も、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  In FIGS. 36 and 37, the distances D are 0.23λ (53.5 mm) and 0.24λ (54.5 mm), respectively, in the case of “6.” inclaim 3, that is, 0.23λ ≦ D < The data near the minimum distance and the data near the maximum distance in the case of 0.24λ. The ranges of (16) and (17) indicated by bold lines are both larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be seen from the simulation results of FIGS. 36 and 37 that the axial ratio of the range defined by (16) and (17) ofclaim 3 is larger than that of the conventional array antenna apparatus.

図３８、３９は、距離Ｄがそれぞれ、０．２５λ（５５．５ｍｍ）、０．２８λ（５９．５ｍｍ）であり、請求項３の「７．」の場合、すなわち、０．２４λ≦Ｄ＜０．２９λの場合の最小距離付近のデータ、最大距離付近のデータである。太線で示す（１８）、（１９）の範囲はいずれも、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢよりも大きい。よって、図３８、図３９のシミュレーション結果より、請求項３の（１８）、（１９）で規定される範囲も、軸比が従来アレーアンテナ装置よりも大きくなることが分かる。  38 and 39, the distances D are 0.25λ (55.5 mm) and 0.28λ (59.5 mm), respectively, and in the case of “7.” inclaim 3, that is, 0.24λ ≦ D < The data near the minimum distance and the data near the maximum distance in the case of 0.29λ. The ranges of (18) and (19) indicated by bold lines are both larger than the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus. Therefore, it can be seen from the simulation results of FIGS. 38 and 39 that the axial ratio of the range defined by (18) and (19) ofclaim 3 is larger than that of the conventional array antenna apparatus.

以上、説明したように、接地導体１７と平行であり、中心軸線が接地導体１７の中心軸線と一致し、且つ、上記（１）〜（１９）の何れかの条件を満たす導体円環板１１９を備えることで、従来アレーアンテナ装置に比較して受信時の軸比を改善することができる。  As described above, the conductorannular plate 119 that is parallel to theground conductor 17, the center axis coincides with the center axis of theground conductor 17, and satisfies the conditions (1) to (19) above. As a result, the axial ratio at the time of reception can be improved as compared with the conventional array antenna apparatus.

しかも、導体円環板１１９は励振素子１０の上方に配置している。すなわち、励振素子１０の上方を活用して受信時の軸比を改善しているので、径方向の大型化が抑制できる。特に、図２３〜３９において太線で示す範囲であって、且つ、二重線よりも矢印で示す方向である場合には、導体円環板１１９を設けても、アレーアンテナ装置は径方向には大型化しない。  In addition, theconductor ring plate 119 is disposed above theexcitation element 10. That is, since the axial ratio at the time of reception is improved by utilizing the upper side of theexcitation element 10, the increase in the radial direction can be suppressed. In particular, in the range indicated by the thick line in FIGS. 23 to 39 and in the direction indicated by the arrow rather than the double line, the array antenna device is arranged in the radial direction even if the conductorannular plate 119 is provided. Does not increase in size.

さらに、導体円環板１１９は接地導体１７とは別構成であることから、接地導体１７のみを大きくするよりも、アレーアンテナ装置の大型化を抑制しつつ受信時の軸比を改善することができる。  Furthermore, since theconductor ring plate 119 is configured differently from theground conductor 17, it is possible to improve the axial ratio during reception while suppressing the increase in size of the array antenna device rather than increasing only theground conductor 17. it can.

なお、軸比の観点では、従来アレーアンテナ装置の軸比１５．６ｄＢに対して３ｄＢの差があれば顕著な差であると言える。よって、図２３〜図３９において、軸比が１８．６ｄＢ以上である範囲が特に好ましいと言える。もちろん、軸比が１８．６ｄＢであって、導体円環板１９の外半径ｒ_ｏｕｔが接地導体１７の半径よりも小さい範囲がより好ましい。From the viewpoint of the axial ratio, if there is a difference of 3 dB with respect to the axial ratio of 15.6 dB of the conventional array antenna apparatus, it can be said that it is a significant difference. Therefore, in FIGS. 23 to 39, it can be said that the range in which the axial ratio is 18.6 dB or more is particularly preferable. Of course, it is more preferable that the axial ratio is 18.6 dB and the outer radius r_out of the conductorannular plate 19 is smaller than the radius of theground conductor 17.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。  As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement in various changes within the range which does not deviate from a summary.

１ アンテナ部、 ５ 電力検出回路、 ６ 方向探知コンピュータ、 １０ 励振素子、 １１ 非励振素子、 １７ 接地導体、 １８ 可変リアクタンス回路、 １９ 導体円環板、 ２０ 同軸ケーブル、 ６１ 可変リアクタンス制御部、 ６２ 方向探知部 １００ アンテナ部、 １１９ 導体円環板DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 Antenna part, 5 Power detection circuit, 6 direction detection computer, 10 Excitation element, 11 Non-excitation element, 17 Ground conductor, 18 Variable reactance circuit, 19 Conductor ring board, 20 Coaxial cable, 61 Variable reactance control part, 62Direction Detection unit 100 Antenna unit, 119 Conductor ring plate

Claims (4)

Translated fromJapanese

円形の接地導体と、
前記接地導体の中心に、その接地導体から絶縁された状態で設けられ、無線信号を受信する励振素子と、
前記接地導体上にその接地導体から絶縁された状態で設けられた複数の非励振素子と、
各非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子と、を備え、
可変リアクタンス素子のリアクタンス値が変化することにより、前記複数の非励振素子が導波器あるいは反射器として機能するように、それら複数の非励振素子は、前記励振素子から所定の素子間距離だけ離隔して配置されているアレーアンテナ装置であって、
前記接地導体に対して前記励振素子および非励振素子側に導体円環板が配置されており、且つ、その導体円環板は、
前記接地導体と平行であり、
中心軸線が前記接地導体の中心軸線と一致し、
前記接地導体の上面と導体円環板の下面との間の距離ｄ、導体円環板の内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔが、前記励振素子の長さをＬ、アレーアンテナ装置が受信する電波の波長をλとしたとき、下記（１）〜（８）のいずれかの条件を満たしていることを特徴とするアレーアンテナ装置。
１．０＜ｄ＜０．２４Ｌの場合
（１） 素子間距離＜ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．４０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（２） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
２．０．２４Ｌ≦ｄ＜０．３５Ｌの場合
（３） 素子間距離＜ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．３５λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（４） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
３．０．３５Ｌ≦ｄ＜０．４３Ｌの場合
（５） 素子間距離＜ｒ_ｉｎ＜０．３０λ、 ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（６） ０．３０λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３５λ、 ０．３５λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（７） ０．３５λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
４．０．４３Ｌ≦ｄ＜１．００Ｌの場合
（８） 素子間距離＜ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λA circular ground conductor;
An excitation element provided at the center of the ground conductor in a state insulated from the ground conductor and receiving a radio signal;
A plurality of parasitic elements provided on the ground conductor in a state of being insulated from the ground conductor;
A plurality of variable reactance elements respectively connected to each non-excitation element,
The plurality of non-excitation elements are separated from the excitation elements by a predetermined inter-element distance so that the reactance values of the variable reactance elements change so that the plurality of non-excitation elements function as a director or a reflector. An array antenna device arranged as
A conductor ring plate is disposed on the excitation element and non-excitation element side with respect to the ground conductor, and the conductor ring plate is
Parallel to the ground conductor;
The central axis coincides with the central axis of the ground conductor;
The distance d between the upper surface of the ground conductor and the lower surface of the conductor ring plate, the inner radius r_in and the outer radius r_{out of} the conductor ring plate are L, and the array antenna apparatus receives the length of the excitation element. An array antenna apparatus characterized by satisfying any of the following conditions (1) to (8), where λ is the wavelength of the radio wave.
When 1.0 <d <0.24L (1) Inter-element distance <r_in <0.35λ, 0.40λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(2) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
2. In the case of 0.24L ≦ d <0.35L (3) Inter-element distance <r_in <0.35λ, 0.35λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(4) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
3. When 0.35L ≦ d <0.43L (5) Distance between elements <r_in <0.30λ, r_in <r_out ≦ 0.74λ
(6) 0.30λ ≦ r_in <0.35λ, 0.35λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(7) 0.35λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
4. In the case of 0.43L ≦ d <1.00L (8) Distance between elements <r_in <r_out ≦ 0.74λ請求項１において、
前記（１）〜（８）のいずれかの条件において、外半径ｒ_ｏｕｔの上限値を前記接地導体の半径に置き換えた条件を満たしていることを特徴とするアレーアンテナ装置。In claim 1,
The array antenna apparatus according to any one of the above (1) to (8), wherein a condition in which an upper limit value of an outer radius r_out is replaced with a radius of the ground conductor is satisfied. 円形の接地導体と、
前記接地導体の中心に、その接地導体から絶縁された状態で設けられ、無線信号を受信する励振素子と、
前記接地導体上にその接地導体から絶縁された状態で設けられた複数の非励振素子と、
各非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子と、を備え、
可変リアクタンス素子のリアクタンス値が変化することにより、前記複数の非励振素子が導波器あるいは反射器として機能するように、それら複数の非励振素子は、前記励振素子から所定の素子間距離だけ離隔して配置されているアレーアンテナ装置であって、
前記接地導体に対して前記励振素子および非励振素子側に導体円環板が配置されており、且つ、その導体円環板は、
前記接地導体と平行であり、
中心軸線が前記接地導体の中心軸線と一致し、
前記励振素子の上端と前記導体円環板の下面との間の距離Ｄ、導体円環板の内半径ｒ_ｉｎ、外半径ｒ_ｏｕｔが、アレーアンテナ装置が受信する電波の波長をλとしたとき、下記（１）〜（１９）のいずれかの条件を満たしていることを特徴とするアレーアンテナ装置。１．０≦Ｄ＜０．０３λの場合
（１） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．１７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（２） ０．１７λ≦ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６５λ
（３） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ＜０．６５λ
（４） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
２．０．０３λ≦Ｄ＜０．０５λの場合
（５） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２１λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（６） ０．２１λ＜ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（７） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
３．０．０５λ≦Ｄ＜０．０７λの場合
（８） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３８λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６１λ
（９） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６２λ
（１０） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
４．０．０７λ≦Ｄ＜０．１４λの場合
（１１） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．２５λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６２λ
（１２） ０．２５λ≦ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λ
（１３） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
５．０．１４λ≦Ｄ＜０．２３λの場合
（１４） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３３λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（１５） ０．３３λ≦ｒ_ｉｎ＜ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
６．０．２３λ≦Ｄ＜０．２４λの場合
（１６） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
（１７） ０．３７λ≦ｒ_ｉｎ≦０．４９λ、 ０．４６λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．７４λ
７．０．２４λ≦Ｄ＜０．２９λの場合
（１８） ０＜ｒ_ｉｎ＜０．３７λ、 ０．３４λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λ
（１９） ０．３３λ＜ｒ_ｉｎ≦０．４９λ、 ０．５０λ≦ｒ_ｏｕｔ≦０．６６λA circular ground conductor;
An excitation element provided at the center of the ground conductor in a state insulated from the ground conductor and receiving a radio signal;
A plurality of parasitic elements provided on the ground conductor in a state of being insulated from the ground conductor;
A plurality of variable reactance elements respectively connected to each non-excitation element,
The plurality of non-excitation elements are separated from the excitation elements by a predetermined inter-element distance so that the reactance values of the variable reactance elements change so that the plurality of non-excitation elements function as a director or a reflector. An array antenna device arranged as
A conductor ring plate is disposed on the excitation element and non-excitation element side with respect to the ground conductor, and the conductor ring plate is
Parallel to the ground conductor;
The central axis coincides with the central axis of the ground conductor;
When the distance D between the upper end of the excitation element and the lower surface of the conductor ring plate, the inner radius r_in and the outer radius r_{out of} the conductor ring plate are λ, the wavelength of the radio wave received by the array antenna device is λ An array antenna apparatus satisfying any of the following conditions (1) to (19): When 1.0 ≦ D <0.03λ (1) 0 <r_in <0.17λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(2) 0.17λ ≦ r_in <0.25λ, 0.30λ ≦ r_out ≦ 0.65λ
(3) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, r_in <r_out <0.65λ
(4) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
2. When 0.03λ ≦ D <0.05λ (5) 0 <r_in <0.21λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(6) 0.21λ <r_in <0.33λ, 0.30λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(7) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
3. When 0.05λ ≦ D <0.07λ (8) 0 <r_in <0.25λ, 0.38λ ≦ r_out ≦ 0.61λ
(9) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.62λ
(10) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
4.0 When 0.07λ ≦ D <0.14λ (11) 0 <r_in <0.25λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.62λ
(12) 0.25λ ≦ r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.66λ
(13) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
In the case of 5.0.14λ ≦ D <0.23λ (14) 0 <r_in <0.33λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(15) 0.33λ ≦ r_in <r_out ≦ 0.74λ
6. When 0.23λ ≦ D <0.24λ (16) 0 <r_in <0.37λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
(17) 0.37λ ≦ r_in ≦ 0.49λ, 0.46λ ≦ r_out ≦ 0.74λ
7. When 0.24λ ≦ D <0.29λ (18) 0 <r_in <0.37λ, 0.34λ ≦ r_out ≦ 0.66λ
(19) 0.33λ <r_in ≦ 0.49λ, 0.50λ ≦ r_out ≦ 0.66λ請求項３において、
前記（１）〜（１９）のいずれかの条件において、外半径ｒ_ｏｕｔの上限値を前記接地導体の半径に置き換えた条件を満たしていることを特徴とするアレーアンテナ装置。In claim 3,
The array antenna apparatus according to any one of (1) to (19), wherein the condition that the upper limit value of the outer radius r_out is replaced with the radius of the ground conductor is satisfied.

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