频率选择板的谐振元件、频率选择板及天线装置的制作方法

文档序号:16052887发布日期:2018-11-24 11:26阅读:197来源:国知局

本发明涉及用作为空间滤波器的频率选择板、用于该频率选择板的谐振元件、以及安装有该频率选择板的天线装置。

背景技术

频率选择板例如作为仅使到来的电波中所希望的频率的电波透射的带通滤波器、仅使所希望的频率的电波反射的带阻滤波器等空间滤波器而被使用。

因此,频率选择板在电波的干扰对策等用途上,有时例如被运用于多频共用反射镜天线、通信系统、雷达系统等。频率选择板主要分类为贴片型频率选择板和通孔型频率选择板。

贴片型频率选择板是具有将由金属所构成的多个谐振元件呈周期性排列的构造的频率选择板。

通孔型频率选择板是由呈周期性地施以多个开孔的金属板所构成,且其开孔承担谐振元件的作用的频率选择板。

在以下的非专利文献1中,公开了一种三个极子的根部与中心部分相连接且三个极子(pole)的前端延伸的方向分别错开120度的谐振元件,该谐振元件中的三个极子的形状为长方形。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:

j.d.kraus,“天线”,pp647-649,mcgraw-hill,2002.



技术实现要素:

发明所要解决的问题

例如,在将频率选择板适用于反射镜天线的情况下,电波相对于频率选择板的入射方向并不局限于频率选择板的正面方向,电波相对于频率选择板的入射角有时也会增大。这里,在电波的入射方向为频率选择板的正面方向的情况下,电波的入射角为0度,若电波的入射方向偏离正面方向,则设想电波的入射角变得大于0度。

作为对频率选择板的特性进行评价的指标,可举出入射角特性,希望实现一种即使电波的入射角增大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的频率选择板。

为了使入射角特性提高,需要密集地配置多个谐振元件,以使得中心部分的间隔变窄。

另外,为了力图实现谐振元件的宽频带,需要增大极子的面积,因此,在极子的形状为长方形的情况下,在将长方形的长边方向的长度即极子长度设为固定的条件下,需要使长方形的短边方向的长度即极子宽度变宽。若改变极子长度,则谐振元件的谐振频率发生变化,因此,这里,设极子长度固定。

在长方形的极子的极子宽度较宽的情况下,若使多个谐振元件靠近,则各谐振元件中的极子的前端容易与其它谐振元件发生接触,因此,无法密集地配置多个谐振元件,存在难以提高入射角特性的问题。

本发明是为了解决如上所述问题而完成的,其目的在于,获得一种在不与其它谐振元件发生接触的范围内能靠近其它谐振元件进行配置的频率选择板的谐振元件。

另外,本发明的目的在于,获得一种即使电波的入射角增大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的频率选择板。

另外,本发明的目的在于,获得一种安装有频率选择板的天线装置,该频率选择板即使电波的入射角增大也能获得宽频带的透射特性、反射特性。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的频率选择板的谐振元件包括多个极子,所述多个极子的根部与中心部分相连接,前端在同一平面或同一曲面上沿互不相同的方向延伸,在与将该极子的根部和前端间相连结的线段在同一平面或同一曲面上垂直的方向的线段的长度即极子宽度中,根部处的极子宽度比根部与前端间的极子宽度要窄。

发明效果

根据本发明,构成为在与将极子的根部和前端间相连结的线段在同一平面或同一曲面上垂直的方向的线段的长度即极子宽度中,根部处的极子宽度比根部与前端间的极子宽度要窄,因此,具有以下效果:在不与其它谐振元件发生接触的范围内,能靠近其它谐振元件进行配置。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所涉及的频率选择板的谐振元件的结构图。

图2是表示本发明实施方式1所涉及的频率选择板的结构图。

图3是表示通孔型频率选择板的透射特性及反射特性的说明图。

图4a是表示极子11、12、13的前端较细的谐振元件1的说明图,图4b是表示在极子11、12、13的根部与前端之间存在平行部的谐振元件1的说明图,图4c是表示极子11、12、13的根部和前端呈圆滑的曲线状形状的谐振元件1的说明图。

图5是表示多个谐振元件1的排列图案为四边形排列的示例的说明图。

图6是表示贴片型频率选择板的透射特性及反射特性的说明图。

图7a是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的俯视图,图7b是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的侧视图。

图8a是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的俯视图,图8b是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的侧视图。

图9是表示组装有本发明实施方式4所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。

图10是表示组装有本发明实施方式4所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。

图11是表示组装有本发明实施方式4所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。

图12是表示组装有本发明实施方式5所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。

图13是表示组装有本发明实施方式5所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。

具体实施方式

以下,为了对本发明进行更详细的说明,根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1.

图1是表示本发明实施方式1所涉及的频率选择板的谐振元件的结构图,图2是表示本发明实施方式1所涉及的频率选择板的结构图。

在本实施方式1中,对频率选择板是通孔型频率选择板的示例进行说明。

通孔型频率选择板是由周期性地施以多个开孔的金属板2所构成的频率选择板。

在通孔型频率选择板中,施加于金属板2的开孔承担谐振元件的作用,因此,在本实施方式1中,设施加于金属板2的开孔为谐振元件来进行说明。

在本实施方式1中,通孔型频率选择板中的开孔的形状与图1的谐振元件1相一致。

在图1及图2中,中心轴1a、1b、1c是以120度的间隔来进行配置的谐振元件1的轴。

中心部分10是位于谐振元件1的中心的部分。

在图1的示例中,三个极子11、12、13与中心部分10相连接,因此,中心部分10的形状呈三角形,三个中心轴1a、1b、1c在中心部分10的中心点处交叉。

在图1中,为了便于说明,以纸面上方为基准,将从中心部分10朝向纸面上方的方向设为0度,将纸面左下的方向设为120度,将纸面右下的方向设为240度。

a~u是表示谐振元件1中的各点的位置的标号。

金属板2是表面平坦的平板,图1的谐振元件1即开孔呈周期性地进行排列。

将多个谐振元件1排列的排列图案是如下图案:在多个谐振元件1中,若着眼于配置于相邻位置的两个谐振元件1,则如图2所示,一个谐振元件1的一个极子的前端在不与另一谐振元件1相接触的范围内,靠近另一谐振元件1的中心部分10。

极子11的根部11a与中心部分10相连接,前端11b沿0度的方向延伸。

极子11配置在中心轴1a之上,以中心轴1a为对称轴,呈线对称的形状。

极子12的根部12a与中心部分10相连接,前端12b沿120度的方向延伸。

极子12配置在中心轴1b之上,以中心轴1b为对称轴,呈线对称的形状。

极子13的根部13a与中心部分10相连接,前端13b沿240度的方向延伸。

极子13配置在中心轴1c之上,以中心轴1c为对称轴,呈线对称的形状。

在图2中,金属板2为平板,因此,极子11、12、13的前端11b、12b、13b在同一平面上沿互不相同的方向延伸。即,极子11、12、13的前端11b、12b、13b的延伸方向分别错开120度。

在图1中,示出了谐振元件1包括三个极子11、12、13的示例,但谐振元件1也可以包括四个以上的极子。

例如,在谐振元件1包括四个极子的情况下,谐振元件1呈四个极子的前端延伸的方向分别错开90度的形状。另外,在谐振元件1包括五个极子的情况下,谐振元件1呈五个极子的前端延伸的方向分别错开72度的形状。

在与将极子11的根部11a与前端11b间相连结的线段在同一平面上垂直的方向的线段的长度即极子宽度中,根部11a处的极子宽度比根部11a与前端11b之间的极子宽度要窄。另外,前端11b处的极子宽度比根部11a与前端11b之间的极子宽度要窄。

具体而言,将点r与点s之间相连结的线段(以下称为“线段rs”)对应于将极子11的根部11a与前端11b之间相连结的线段。

例如,将点a与点q之间相连结的线段(以下称为“线段aq”)、将点c与点o之间相连结的线段(以下称为“线段co”)、以及将点b与点p之间相连结的线段(以下称为“线段bp”)对应于与线段rs垂直的方向的线段。

而且,线段co的长度与根部11a处的极子宽度相对应,线段aq的长度与前端11b处的极子宽度相对应,线段bp的长度与根部11a与前端11b之间的极子宽度相对应。以下,将线段bp的长度称为极子11的中央部分的极子宽度。

线段co的长度及线段aq的长度比线段bp的长度要短。

在与将极子12的根部12a与前端12b间相连结的线段在同一平面上垂直的方向的线段的长度即极子宽度中,根部12a处的极子宽度比根部12a与前端12b之间的极子宽度要窄。另外,前端12b处的极子宽度比根部12a与前端12b之间的极子宽度要窄。

具体而言,将点f与点t之间相连结的线段(以下称为“线段ft”)对应于将极子12的根部12a与前端12b之间相连结的线段。

例如,将点e与点g之间相连结的线段(以下称为“线段eg”)、将点c与点i之间相连结的线段(以下称为“线段ci”)、以及将点d与点h之间相连结的线段(以下称为“线段dh”)对应于与线段ft垂直的方向的线段。

而且,线段ci的长度与根部12a处的极子宽度相对应,线段eg的长度与前端12b处的极子宽度相对应,线段dh的长度与根部12a与前端12b之间的极子宽度相对应。以下,将线段dh的长度称为极子12的中央部分的极子宽度。

线段ci的长度及线段eg的长度比线段dh的长度要短。

在与将极子13的根部13a与前端13b间相连结的线段在同一平面上垂直的方向的线段的长度即极子宽度中,根部13a处的极子宽度比根部13a与前端13b之间的极子宽度要窄。另外,前端13b处的极子宽度比根部13a与前端13b之间的极子宽度要窄。

具体而言,将点l与点u之间相连结的线段(以下称为“线段lu”)对应于将极子13的根部13a与前端13b之间相连结的线段。

例如,将点k与点m之间相连结的线段(以下称为“线段km”)、将点i与点o之间相连结的线段(以下称为“线段io”)、以及将点j与点n之间相连结的线段(以下称为“线段jn”)对应于与线段lu垂直的方向的线段。

而且,线段io的长度与根部13a处的极子宽度相对应,线段km的长度与前端13b处的极子宽度相对应,线段jn的长度与根部13a与前端13b之间的极子宽度相对应。以下,将线段jn的长度称为极子13的中央部分的极子宽度。

线段io的长度及线段km的长度比线段jn的长度要短。

由此,图1的谐振元件1中的极子11、12、13的根部11a、12a、13a处的极子宽度比中央部分的极子宽度要窄。另外,前端11b、12b、13b处的极子宽度比中央部分的极子宽度要窄。

因此,谐振元件1的形状呈中央部分10变细的楔形形状,另外,极子11、12、13的前端11b、12b、13b前端较细。

然而,由于中央部分的极子宽度较宽,因此,即使根部11a、12a、13a处的极子宽度、前端11b、12b、13b处的极子宽度较窄,就极子11、12、13整体而言,也能确保较大的面积。

接着对动作进行说明。

对通孔型频率选择板的动作原理进行简单说明。

在电波入射至未施以承担谐振元件1的作用的开孔的金属板的情况下,该电波完全被金属板所反射。因此,所入射的电波的反射系数为-1,透射系数为0。反射系数“-1”意味着所入射的电波完全被反射,透射系数“0”意味着不存在发生透射的电波。

与之相对,在电波入射至施以作为谐振元件1的开孔的通孔型频率选择板的情况下,该电波使谐振元件1即开孔产生电场,因此,在谐振元件1中感应出磁流。

通过感应出磁流,从而将散射波传导至通孔型频率选择板的电波的入射侧及透射侧这两侧。

所传导的散射波的大小取决于谐振元件1中所感应出的磁流的大小,但在谐振元件1完全发生谐振的情况下,该散射系数为1。散射系数“1”意味着与所入射的电波的反射波方向相反大小相同的电波。

其结果是,在入射侧,传导至入射侧的散射波与被通孔型频率选择板的金属部分所反射的电波即反射波互相抵消,反射分量为0。由此,入射至通孔型频率选择板的电波以透射系数为1的方式发生透射。透射系数“1”意味着所入射的电波全部发生透射。

即,通孔型频率选择板在谐振元件1完全发生谐振的情况下,作为透射系数为1的带通滤波器来进行工作。

这里,为了使频率选择板的入射角特性提高,需要密集地配置多个谐振元件1,以使得谐振元件1的中心部分10的间隔变窄。

在图2中,示出了多个谐振元件1以被称为三角形排列的排列图案来进行排列的示例。

三角形排列中,在正三角形的各顶点上配置谐振元件1,且在各顶点上配置有谐振元件1的正三角形呈周期性地进行排列。

在图2中,用虚线来表示正三角形,将多个正三角形排列成相互混杂。在图2中,为了简化附图,仅用虚线示出了四个正三角形。

在多个谐振元件1呈三角形排列的情况下,当着眼于某个谐振元件1时,该谐振元件1的极子的前端靠近相邻谐振元件1的中心部分10处的中间变细部分来进行配置。

本实施方式1的谐振元件1的中心部分10的形状为具有中间变细部分的楔形形状。

在本实施方式1中,与极子的形状为长方形的谐振元件相比,能在不与相邻的谐振元件1发生接触的情况下,使得极子的前端以相当于中间变细部分所具有的程度靠近相邻的谐振元件1的中心部分10。

由此,即使电波的入射角增大,也能获得宽频带的透射特性、反射特性。

图3是表示通孔型频率选择板的透射特性及反射特性的说明图。

在图3中,作为本实施方式1的通孔型频率选择板,示出了由两块图2的频率选择板重叠而成的双层结构的示例,示出了电波的入射角为40度时的透射特性和反射特性。

另外,在图3中,作为本实施方式1的通孔型频率选择板的比较对象,还示出了呈周期性地施以作为具备长方形极子的谐振元件的开孔的通孔型频率选择板(以下称为“现有的通孔型频率选择板”)的透射特性和反射特性。

然而,现有的通孔型频率选择板对尺寸进行了优化,使得入射角为0度时的透射特性及反射特性与本实施方式1的通孔型频率选择板相同。

另外,即使是现有的通孔型频率选择板,也与本实施方式1的通孔型频率选择板相同,为双层结构,并示出了电波的入射角为40度时的透射特性及反射特性。

在图3中,x1表示本实施方式1的通孔型频率选择板的透射特性,x2表示本实施方式1的通孔型频率选择板的反射特性。

另外,y1表示现有的通孔型频率选择板的透射特性,y2表示现有的通孔型频率选择板的反射特性。

当着眼于透射特性时,在电波的频率约为3ghz~4.3ghz时,本实施方式1的通孔型频率选择板的透射特性x1与现有的通孔型频率选择板的透射特性y1大致相同。

然而,在电波的频率约为4.3ghz以上时,本实施方式1的通孔型频率选择板的透射损耗比现有的通孔型频率选择板要小。例如,在电波的频率约为5.5ghz时,本实施方式1的通孔型频率选择板的透射损耗约为-22db,与之相对,现有的通孔型频率选择板的透射损耗约为-30db。

因此,与现有的通孔型频率选择板相比,本实施方式1的通孔型频率选择板力图实现了透射特性的宽频带化。

另外,若着眼于反射特性,则在电波的频率约为3.6ghz~3.9ghz、以及约为4.1ghz~4.2ghz时,与现有的通孔型频率选择板相比,本实施方式1的通孔型频率选择板的反射损耗稍稍减小,但在电波的频率约为3.9~4.1ghz、以及约为4.2~5ghz时,与现有的通孔型频率选择板相比,本实施方式1的通孔型频率选择板的反射损耗大幅增大。

因此,与现有的通孔型频率选择板相比,本实施方式1的通孔型频率选择板力图实现了反射特性的宽频带化。

在图3中,示出了由两块通孔型频率选择板重叠而成的双层结构的示例,但即使在重叠使用三块以上的通孔型频率选择板的多层结构的情况下,或者在仅使用一块通孔型频率选择板的单层结构的情况下,也与双层结构的情况相同,可获得宽频带的透射特性及反射特性。

如以上所明确的那样,根据本实施方式1,构成为包括根部11a、12a、13a与中心部分10相连接、前端11b、12b、13b在同一平面上沿互不相同的方向延伸的极子11、12、13,在与将该极子11、12、13的根部11a、12a、13a和前端11b、12b、13b之间相连结的线段在同一平面上垂直的方向的线段长度即极子宽度中,根部11a、12a、13a处的极子宽度比根部11a、12a、13a与前端11b、12b、13b之间的极子宽度要窄,因此,可获得能在不与其它谐振元件1相接触的范围内靠近其它谐振元件1进行配置的谐振元件1。

因此,可获得即使电波的入射角增大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的频率选择板。

在本实施方式1中,示出了谐振元件1的形状为图1所示的形状的示例,但谐振元件1的中心部分10的形状只要是具有中间变细部分的楔形形状即可,可以进行变形。

图4是表示图1所示的谐振元件1的变形例的说明图。

图4a示出了极子11、12、13的前端11b、12b、13b较细的谐振元件1。

图4b示出了在极子11、12、13的根部11a、12a、13a与前端11b、12b、13b之间存在平行部的谐振元件1。

即,在图1所示的谐振元件1中,例如点b、点p形成一个角,但在图4b所示的谐振元件1中,对应于点b的部分与对应于点p的部分平行。

图4c示出了极子11、12、13的根部及前端呈圆滑的曲线状形状的谐振元件1。

在本实施方式1中,示出了多个谐振元件1的排列图案为三角形排列的示例,但只要像谐振元件1的中心部分10的间隔变窄那样,能将多个谐振元件1密集配置即可,例如,多个谐振元件1的排列图案也可以是四边形排列。

图5是表示多个谐振元件1的排列图案为四边形排列的示例的说明图。

四边形排列中,在四边形的各顶点上配置谐振元件1,且各顶点上配置有谐振元件1的四边形呈周期性地进行排列。

在图5中,用虚线来表示四边形,排列有多个四边形。在图5中,为了简化附图,仅用虚线示出了四个四边形。

在多个谐振元件1呈四边形排列的情况下,当着眼于某个谐振元件1时,该谐振元件1的一个极子的前端靠近相邻谐振元件1的中心部分10处的中间变细部分来进行配置。

由此,由于多个谐振元件1密集配置,因此,即使电波的入射角增大,也能获得宽频带的透射特性、反射特性。

实施方式2.

在上述实施方式1中,示出了图2的频率选择板为通孔型频率选择板的示例,而在本实施方式2中,将对图2的频率选择板为贴片型频率选择板的情况进行说明。

图2的频率选择板为贴片型频率选择板的情况下,金属部分与开孔部分相反。

即,图2的开孔部分中配置有由金属所构成的图1的谐振元件1,图2的金属部分为空。

以下,对贴片型频率选择板的动作原理进行简单说明。

在不存在贴片型频率选择板的空间内,电波直接发生透射,因此,反射系数为0,透射系数为1。反射系数“0”意味着不存在发生反射的电波。

与之相对,在电波入射至排列有谐振元件1的贴片型频率选择板的情况下,该电波会在谐振元件1中感应出电流。

通过感应出电流,从而将散射波传导至贴片型频率选择板的电波的入射侧及透射侧这两侧。

所传导的散射波的大小取决于谐振元件1中所感应出的电流的大小,但在谐振元件1完全发生谐振的情况下,该散射系数为-1。散射系数“-1”意味着与所入射的电波的透射波方向相反大小相同的电波。

其结果是,在透射侧,传导至透射侧的散射波与在贴片型频率选择板上的多个谐振元件1之间的空间中发生了透射的电波即透射波互相抵消,透射分量为0。由此,入射至贴片型频率选择板的电波以反射系数为-1的方式发生反射。

即,贴片型频率选择板在谐振元件1完全发生谐振的情况下,作为反射系数为-1的带阻滤波器来进行工作。

图6是表示贴片型频率选择板的透射特性及反射特性的说明图。

在图6中,作为本实施方式2的贴片型频率选择板,示出了由两块图2的频率选择板重叠而成的双层结构的示例,示出了电波的入射角为40度时的透射特性和反射特性。

另外,在图6中,作为本实施方式2的贴片型频率选择板的比较对象,还示出了呈周期性地排列有具备长方形极子的谐振元件的贴片型频率选择板(以下称为“现有的贴片型频率选择板”)的透射特性和反射特性。

然而,现有的贴片型频率选择板对尺寸进行了优化,使得入射角为0度时的透射特性及反射特性与本实施方式2的贴片型频率选择板相同。

另外,即使是现有的贴片型频率选择板,也与本实施方式2的贴片型频率选择板相同,为双层结构,并示出了电波的入射角为40度时的透射特性及反射特性。

在图6中,x3表示本实施方式2的贴片型频率选择板的反射特性,x4表示本实施方式2的贴片型频率选择板的透射特性。

另外,y3表示现有的贴片型频率选择板的反射特性,y4表示现有的贴片型频率选择板的透射特性。

当着眼于反射特性时,在电波的频率为约3ghz~4.3ghz时,本实施方式2的贴片型频率选择板的反射特性x3与现有的贴片型频率选择板的反射特性y3大致相同。

然而,在电波的频率约为4.3ghz以上时,本实施方式2的贴片型频率选择板的反射损耗比现有的贴片型频率选择板要小。例如,在电波的频率约为5.5ghz时,本实施方式2的贴片型频率选择板的反射损耗约为-22db,与之相对,现有的贴片型频率选择板的反射损耗约为-30db。

因此,与现有的贴片型频率选择板相比,本实施方式2的贴片型频率选择板力图实现了反射特性的宽频带化。

另外,若着眼于透射特性,则在电波的频率约为3.6ghz~3.9ghz、以及约为4.1ghz~4.2ghz时,与现有的贴片型频率选择板相比,本实施方式2的贴片型频率选择板的透射损耗稍稍减小,但在电波的频率约为3.9~4.1ghz、以及约为4.2~5ghz时,与现有的贴片型频率选择板相比,本实施方式2的贴片型频率选择板的透射损耗大幅增大。

因此,与现有的贴片型频率选择板相比,本实施方式2的贴片型频率选择板力图实现了透射特性的宽频带化。

在图6中,示出了由两块贴片型频率选择板重叠而成的双层结构的示例,但即使在重叠使用三块以上的贴片型频率选择板的多层结构的情况下,或者在仅使用一块贴片型频率选择板的单层结构的情况下,也与双层结构的情况相同,可获得宽频带的透射特性及反射特性。

如以上所明确的那样,根据本实施方式2,构成为包括根部11a、12a、13a与中心部分10相连接、前端11b、12b、13b在同一平面上沿互不相同的方向延伸的极子11、12、13,在与将该极子11、12、13的根部11a、12a、13a与前端11b、12b、13b之间相连结的线段在同一平面上垂直的方向的线段长度即极子宽度中,根部11a、12a、13a处的极子宽度比根部11a、12a、13a与前端11b、12b、13b之间的极子宽度要窄,因此,可获得能在不与其它谐振元件1相接触的范围内靠近其它谐振元件1进行配置的谐振元件1。

因此,可获得即使电波的入射角增大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的频率选择板。

实施方式3.

在上述实施方式1、2中,示出了平板即金属板2上排列有多个谐振元件1的频率选择板,而在本实施方式3中,对表面弯曲的弯板即金属板2上排列有多个谐振元件1的频率选择板进行说明。

图7是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的结构图。

图7a是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的俯视图,图7b是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的侧视图。

图7所示的频率选择板可以是通孔型频率选择板,也可以是贴片型频率选择板。

在图7中,金属板2为弯板,在同一曲面上配置有多个谐振元件1。

金属板2为弯板的情况下,极子11、12、13的前端11b、12b、13b在同一曲面上沿互不相同的方向延伸。即,极子11、12、13的前端11b、12b、13b的延伸方向分别错开120度。

然而,图7所示的金属板2的曲面形状最多只是一个示例,并不对曲面的曲率、离心率等进行限定。

因此,例如,也可以在如图8所示的曲面形状的金属板2上排列有多个谐振元件1,图8a是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的俯视图,图8b是表示本发明实施方式3所涉及的频率选择板的侧视图。图8b是从图8a所示的a方向进行观察的侧视图。

即使在多个谐振元件1配置于同一曲面上的情况下,谐振元件1的形状也如图1所示那样,中心部分10为中间变细的楔形形状,因此,与上述实施方式1、2相同,能密集地配置多个谐振元件1,以使得中心部分10的间隔变窄。

因此,可获得即使电波的入射角增大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的频率选择板。

实施方式4.

在上述实施方式1~3中,对呈周期性地排列有多个谐振元件1的频率选择板进行了说明,但在本实施方式4中,对将呈周期性地排列有多个谐振元件1的图2、图7或图8的频率选择板组装于天线装置的结构进行说明。

图9是表示组装有本发明实施方式4所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。

图9的天线装置示出了组装有频率选择板的偏置抛物面天线的示例。

在图9中,初级辐射器21配置于主反射镜24的焦点位置,是辐射频带f1的电波的电波振荡源。

初级辐射器22配置于频率选择板23的所述焦点的镜像位置,是辐射频带f2的电波的电波振荡源。

频率选择板23是图2的频率选择板,使从初级辐射器21辐射出的频带f1的电波发生透射,并对从初级辐射器22辐射出的频带f2的电波进行反射。频率选择板23可以是通孔型频率选择板,也可以是贴片型频率选择板。

主反射镜24是对透过频率选择板23而来的频带f1的电波进行反射、并对由频率选择板23所反射的频带f2的电波进行反射的反射镜。

接着对动作进行说明。

例如在频率选择板23为通孔型频率选择板的情况下,对极子11、12、13的长度进行设计,以使得频率选择板23上的多个谐振元件1与从初级辐射器21辐射出的频带f1的电波发生谐振。即,对线段rs、线段ft、线段lu的长度进行设计。谐振元件1的谐振频率由极子11、12、13的长度来决定。

另外,对极子11、12、13的长度进行设计,以使得频率选择板23上的多个谐振元件1不与从初级辐射器22辐射出的频带f2的电波发生谐振。

由此,从初级辐射器21辐射出的频带f1的电波在透过频率选择板23后,被主反射镜24所反射。

另外,从初级辐射器22辐射出的频带f2的电波在被频率选择板23朝存在主反射镜24的方向进行反射后,被主反射镜24所反射。

此外,在频率选择板23为贴片型频率选择板的情况下,对极子11、12、13的长度进行设计,以使得频率选择板23上的多个谐振元件1与从初级辐射器22辐射出的频带f2的电波发生谐振,而不与从初级辐射器21辐射出的频带f1的电波发生谐振。

这里,示出了辐射电波的天线装置,但也可以是接收电波的天线装置。

在接收电波的天线装置的情况下,被主反射镜24所反射的频带f1的电波在透过频率选择板23后,被初级辐射器21所接收。

另外,被主反射镜24所反射的频带f2的电波在被频率选择板23朝存在初级辐射器22的方向进行反射后,被初级辐射器22所接收。

在这种情况下,初级辐射器21、22承担作为接收机的作用。

根据本实施方式4,可获得能在频带f1和频带f2通用的天线装置。

此外,频率选择板23是即使电波入射角变大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的图2的频率选择板,因此,即使在电波的入射角较大的情况下,也能对频带内的增益的下降进行抑制。

在图9中,示出了组装有频率选择板23的偏置抛物面天线的示例,但如图10所示,也可以是在多为大型地面站用的反射镜天线等天线装置所使用的聚焦射束供电系统的一部分上组装有频率选择板23的结构。

图10是表示组装有本发明实施方式4所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。在图10中,与图9相同的标号表示相同或相当的部分,因此省略说明。

次级曲面镜25是对从初级辐射器22辐射出的频带f2的电波进行反射的反射镜,次级曲面镜25的焦点位置上配置有初级辐射器22。

副反射镜26是将透过频率选择板23而来的频带f1的电波向主反射镜24进行反射、并将由频率选择板23所反射的频带f2的电波向主反射镜24进行反射的反射镜。副反射镜26的焦点位置上配置有初级辐射器21。

图10的天线装置的情况下,与图9的天线装置相同,也可获得能在频带f1和频带f2通用的天线装置。

在图10的天线装置的情况下,频率选择板23是即使电波入射角变大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的图2的频率选择板,因此,即使在电波的入射角较大的情况下,也能对频带内的增益的下降进行抑制。

图10的天线装置的情况下,与图9的天线装置相同,也不局限于对电波进行辐射的天线装置,也可以是接收电波的天线装置。

在图9中,示出了适用在为平板的金属板2上排列有多个谐振元件1的频率选择板23的天线装置,但也可以如图11所示,是适用在为弯板的金属板2上排列有多个谐振元件1的频率选择板27的天线装置。

图11是表示组装有本发明实施方式4所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。在图11中,与图9相同的标号表示相同或相当的部分,因此省略说明。

频率选择板27是图7或图8的频率选择板,使从初级辐射器21辐射出的频带f1的电波发生透射,并对从初级辐射器22辐射出的频带f2的电波进行反射。频率选择板27可以是通孔型频率选择板,也可以是贴片型频率选择板。

由此,从初级辐射器21辐射出的频带f1的电波在频率选择板27中发生透射后,被主反射镜24所反射。

另外,从初级辐射器22辐射出的频带f2的电波在被频率选择板27朝存在主反射镜24的方向进行反射后,被主反射镜24所反射。

图11的天线装置的情况下,与图9的天线装置相同,也可获得能在频带f1和频带f2通用的天线装置。

在图11的天线装置的情况下,频率选择板27是即使电波入射角变大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的图7或图8的频率选择板,因此,即使在电波的入射角较大的情况下,也能对频带内的增益的下降进行抑制。

图11的天线装置的情况下,与图9的天线装置相同,也不局限于对电波进行辐射的天线装置,也可以是接收电波的天线装置。

实施方式5.

在上述实施方式4中,对将呈周期性排列有多个谐振元件1的频率选择板23、27组装于天线装置的结构进行了说明,而在本实施方式5中,对将呈周期性地排列有多个谐振元件1的频率选择板23、27配置成覆盖天线的一部分或整体的结构进行说明。

图12是表示组装有本发明实施方式5所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。在图12中,与图9相同的标号表示相同或相当的部分,因此省略说明。

天线31设置在天线支承台32之上,对电波进行发送或接收。

天线31例如相当于阵列天线、反射镜天线。然而,天线31的种类并不局限于阵列天线、反射镜天线,可以是任意的天线。

天线支承台32是对天线31进行支承的台。

在图12的示例中,对频率选择板23进行配置,以使得覆盖天线31的一部分即前表面。

频率选择板23是即使电波的入射角增大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的图2的频率选择板,因此,在天线31所接收到的电波的入射角较大的情况下,或者在从天线31所辐射的电波的出射角较大的情况下,也能对频带内的增益的下降进行抑制。

这里,示出了对频率选择板23进行配置以使得对天线31的前表面进行覆盖的结构,但如图13所示,也可以是对频率选择板27进行配置以使得对天线31的整体进行覆盖的结构。

图13是表示组装有本发明实施方式5所涉及的频率选择板的天线装置的结构图。在图13中,与图11及图12相同的标号表示相同或相当的部分,因此省略说明。

频率选择板27是即使电波的入射角增大也能获得宽频带的透射特性、反射特性的图7或图8的频率选择板,因此,在天线31所接收到的电波的入射角较大的情况下,或者在从天线31所辐射的电波的出射角较大的情况下,也能对频带内的增益的下降进行抑制。

此外,本申请发明在其发明的范围内可对各实施方式进行自由组合,或者对各实施方式的任意的结构要素进行变形,或在各实施方式中省略任意的结构要素。

工业上的实用性

本发明适用于用作为空间滤波器的频率选择板、该频率选择板所使用的谐振元件。

标号说明

1谐振元件

1a、1b、1c中心轴

2金属板

10谐振元件的中心部分

11极子

11a根部

11b前端

12极子

12a根部

12b前端

13极子

13a根部

13b前端

21、22初级辐射器

23频率选择板

24主反射镜

25次级曲面镜

26副反射镜

27频率选择板

31天线

32天线支承台

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