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進行波給電方式同軸スロットアンテナ
(ビームアンテナ)特許

国 名
区 分
特 許 番 号
取得会社
イギリス
基本特許
UK.patent. GB2236907.B (有)ビーム
フランス
基本特許
de pudlication:2 652 453.patent.89 12468 (有)ビーム
オランダ
基本特許
patent.191.622 (有)ビーム
韓  国
基本特許
patent.061107 (有)ビーム
アメリカ
基本特許
patent.5546096 (有)ビーム
ド イ ツ
実用新案
ROllennummer G89 16 262.5 (有)ビーム
日  本
基本特許
特許-第2641944号 (株)新興製作所
日  本
応用特許
2641944 (有)ビーム

概    要

1.開発の動機と目的

低廉な同軸ケーブルを活用して、衛星放送・宇宙通信受信や移動体通信システム・携帯電話システム等に広く利用できる電波送受信アンテナを商品化できる基本特許の取得。パラボラアンテナに代わる21世紀のアンテナ市場の開拓。

2.特許技術の概念

従来のアンテナ理論の常識では、殆ど発想不可能とされた同軸ケーブルに共振長のスロットを傾斜角を付けて切りビームアンテナとしたものである。
従って、既存のパラボラアンテナ機能に加えて広範囲な市場に適応できるアンテナ商品群開発の可能性を持つ基本技術である。この基本技術と誤解混同されやすい「漏洩同軸ケーブル」(LCXケーブル)があるが、電波の送受信アンテナ機能を持たない漏洩同軸ケーブルとは、その目的や機能が全く異なるのが『進行波給電方式同軸スロットアンテナ』である。

3.技術の特徴(特性)

進行波給電方式同軸スロットアンテナは、使用周波数を2Ghz〜20Ghzの範囲とし、アンテナ設計時にビームの角度を変えることによって利得を高くしたり低くしたりできる構造特性を持つ。従って、このビームアンテナの基本特許を応用して開発可能な製品(商品)の範囲は極めて広いと考えられる。


技術の内容

1.大量生産されている同軸ケーブルを使った低廉なアンテナとする。

CATVに用いられている同軸ケーブルは、一般に大量生産されており安価である。高周波特性も良いこの同軸ケーブルに、1/2波長のスロットを開けることによって同軸スロットアンテナ(ビームアンテナ)を構成しようとするものである。

2.使用周波数は2Ghz〜20Ghzに適している

A]スロットの長さと同軸ケーブルの太さの関係。

スロットは共振していなければアンテナとはならない。そのためには1/2波長の長さを必要とする。そして同軸ケーブルの内部を電送しているエネルギーとスロットが結合するためには、同軸ケーブルの軸に対して傾斜角を持たねばならない。そこで、スロットが螺旋状に同軸ケーブルを取り巻かないようにするには、同軸ケーブルの太さとスロットの長さとの間に相関関係が生じることとなる。

B]安価に大量生産されている同軸ケーブルの太さの範囲。

大量生産に適する同軸ケーブルの太さは、屈曲性・取り巻きドラムの太さ・加工性などから20o以下が適当とされる。

C]電送周波数から決まる同軸ケーブルの太さの制限。

同軸ケーブルは、外部導体の内径がほぼ1/2波長となるとCUT OFFとなり、それ以上の周波数は電送できない。
安価な量産同軸ケーブルを利用して、使い勝手の良いビームアンテナを構成しようとすると、上記のB・Cの条件を満足しなければならない。即ち、B・Cの条件を考慮してAの関係を満足させようとする結果、周波数は2Ghz〜20Ghzが適することとなる。

安価な量産同軸ケーブルを利用して、使い勝手の良いビームアンテナを構成しようとすると、上記のB・Cの条件を満足しなければならない。即ち、B・Cの条件を考慮してAの関係を満足させようとする結果、周波数は2Ghz〜20Ghzが適することとなる。

3.電送経路とアンテナの一体化。[トランスデュサー不要]

伝送路が同軸ケーブルであり、その同軸ケーブルにスロットを開けてアンテナと下もので、アンテナに取り入れられた電磁波をそのまま機器に電送することができる。例えば、一般にパラボラアンテナでは導波管が伝送路として用いられ同軸ケーブルに変換するためにはトランスデュサーを必要とするが、このアンテナではその変換を必要としない。

4.指向性と利得

同軸ケーブル内の進行波とスロットが結合してアンテナを構成する。伝送路内の位相を考慮してスロットを線路に沿って多数設け進行波給電多段アンテナとすれば、高利得のアンテナを得ることができる。路線内の位相とスロットの位置を関連付けることによって、ビームの方向を制御することも可能である。開口面積を広げるには、反射板と組み合わせるか、同種のスロットアンテナを並列に用いれば解決する。

5.利用法

長尺製造が可能である上、同軸ケーブルとアンテナが一体化しており、屈曲性があるので、曲線的使用も可能。輸送・配線等に特徴を発揮できるアンテナの開発。
2Ghz〜20Ghzの周波数の範囲で使用し、利得を高くしたり低くしたりできる構造特性を持つので、広範囲の利用が考えられる。

使用例 (応用特許出願中)

1.電柱とビル建築物  
2.地下街

3.高速道路自動運転システム


株式会社新興製作所・有限会社ビーム
長野県南佐久郡臼田町田口5131
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