JP7811510B2 - Mantle Cloak embedded radome - Google Patents
Mantle Cloak embedded radomeInfo
- Publication number
- JP7811510B2 JP7811510B2 JP2022069516A JP2022069516A JP7811510B2 JP 7811510 B2 JP7811510 B2 JP 7811510B2 JP 2022069516 A JP2022069516 A JP 2022069516A JP 2022069516 A JP2022069516 A JP 2022069516A JP 7811510 B2 JP7811510 B2 JP 7811510B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- radome
- mantle
- cloke
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Description
本発明はアンテナ間の相互結合による干渉を抑制する技術に関する。 The present invention relates to technology for suppressing interference caused by mutual coupling between antennas.
近年、無線端末の小型化に伴い複数のアンテナが近接して配置される場合が多くなっている。特に複数のアンテナで使用される周波数が近接していると、相互結合による干渉が双方のアンテナ放射パターンを大きく歪ませ、当初のアンテナ性能が発揮できない原因となる。このような干渉を抑制する方法はこれまでに多く提案されている。 In recent years, as wireless terminals have become smaller, it has become more common for multiple antennas to be placed in close proximity. In particular, when the frequencies used by multiple antennas are close to each other, interference due to mutual coupling can significantly distort the radiation patterns of both antennas, preventing the antennas from performing to their full potential. Many methods have been proposed to suppress this type of interference.
たとえば特許文献１には携帯電話機に複数のアンテナの位置関係を調整する機構を設けアンテナの干渉を抑制する方法が開示されている。特許文献２には携帯電話機内の高周波回路にＬＣ並列共振回路を設けることで近接配置されたアンテナの利得劣化を抑制する方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method of suppressing antenna interference by providing a mechanism for adjusting the relative positions of multiple antennas in a mobile phone. Patent Document 2 discloses a method of suppressing gain degradation of closely spaced antennas by providing an LC parallel resonant circuit in the high-frequency circuit within the mobile phone.
また他の方法として、非特許文献１には電磁波を制御するマントルクロークでアンテナを覆うことによりアンテナ間の相互結合を低減する方法が提案されている。なお、障害を生じされる物体を隠し、あたかも存在しないような場（電場等）を周囲に提供する技術をクローキングといい、適切に設計されたリアクタンス層でアンテナを外套（マントル）のように覆い電磁波を制御する簡易なクローキング手法をマントルクロークという。 Another method proposed in Non-Patent Document 1 is to reduce mutual coupling between antennas by covering them with a mantle cloke that controls electromagnetic waves. Cloaking is a technology that hides objects that cause interference and provides a field (such as an electric field) around them that makes them appear as if they do not exist. A mantle cloke is a simple cloaking method that controls electromagnetic waves by covering an antenna with an appropriately designed reactance layer like a mantle.
しかしながら、上記特許文献１および２に開示された干渉抑制方法では携帯電話機内に特別な機構あるいは回路を設ける必要があるために小型化が阻害され、その結果アンテナ設置のための空間の効率的な利用ができない。 However, the interference suppression methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 require the installation of special mechanisms or circuits within the mobile phone, which hinders miniaturization and results in inefficient use of space for antenna installation.
また上記非特許文献１に開示されたマントルクロークでアンテナを覆う方法は、所定厚さの誘電体をアンテナ自体に積層させるために実装が困難であり、また十分な耐環境性も得にくい。 Furthermore, the method of covering the antenna with a mantle clook, as disclosed in the above-mentioned non-patent document 1, requires laminating a dielectric of a certain thickness onto the antenna itself, making implementation difficult and also making it difficult to achieve sufficient environmental resistance.
耐環境性の向上にはアンテナをレドームで被覆して保護する方法が採用されるが、通常、レドームの目的は透過周波数帯での良好な透過特性に向けられており、アンテナ間の相互結合による干渉抑制を目的としていない。 To improve environmental resistance, antennas are often protected by being covered with a radome, but the purpose of a radome is usually to provide good transmission characteristics in the transmission frequency band, not to suppress interference caused by mutual coupling between antennas.
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、アンテナ間の相互結合による干渉を有効に抑制できる実装が容易なレドームを提供することにある。 The present invention was devised in light of the above circumstances, and its object is to provide an easily mounted radome that can effectively suppress interference caused by mutual coupling between antennas.
前記目的を達成するため本発明の一実施の形態によるマントルクローク組み込みレドームは、アンテナを覆い周囲環境から保護するレドームであって、レドーム本体と、前記レドーム本体上に設けられた複数の導体ストリップからなるマントルクローク層と、からなることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態によれば、前記レドーム本体の誘電率、厚さおよび前記導体ストリップの幅の少なくとも１つを調整して前記アンテナの反射損失特性を変更することができる。
また、本発明の一実施の形態によれば、前記レドーム本体の誘電率、厚さおよび前記導体ストリップの幅の少なくとも１つを調整して、前記アンテナの使用周波数で反射損失を最小にし、前記アンテナに近接する他のアンテナの使用周波数で反射損失を最大にすることができる。
また、本発明の一実施の形態によれば、前記複数の導体ストリップが、スパッタリング、蒸着、導体箔の貼り付け、導体層のエッチング、導体塗料の塗布を含むいずれかの方法により、前記レドーム本体上に形成され得る。
In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides a mantle cloke-embedded radome, which is a radome that covers an antenna and protects it from the surrounding environment, and is characterized by comprising a radome body and a mantle cloke layer consisting of a plurality of conductive strips provided on the radome body.
Furthermore, according to one embodiment of the present invention, the return loss characteristics of the antenna can be changed by adjusting at least one of the dielectric constant and thickness of the radome body and the width of the conductive strip.
Furthermore, according to one embodiment of the present invention, by adjusting at least one of the dielectric constant and thickness of the radome body and the width of the conductive strip, it is possible to minimize the return loss at the operating frequency of the antenna and maximize the return loss at the operating frequency of another antenna close to the antenna.
Furthermore, according to one embodiment of the present invention, the plurality of conductive strips can be formed on the radome body by any method including sputtering, vapor deposition, attaching a conductive foil, etching a conductive layer, and applying a conductive paint.
上述したように、本発明の一実施の形態によれば、レドームをアンテナに実装するだけでアンテナ間の相互結合による干渉を容易に抑制することができる。
また、本発明の一実施の形態によれば、レドーム本体の誘電率、厚さおよび前記導体ストリップの幅の少なくとも１つを調整することでアンテナの反射損失特性を変更し、アンテナ間の相互結合による干渉を容易に抑制することができる。
また、本発明の一実施の形態によれば、レドーム本体の誘電率、厚さおよび前記導体ストリップの幅の少なくとも１つを調整することで自アンテナの反射損失を小さく他アンテナの反射損失を大きくすることができ、近接した周波数で運用するアンテナを近接配置することが可能になり、従来よりもアンテナを稠密に配置しスペースを効率利用することができる。
また、本発明の一実施の形態によれば、レドーム本体上にスパッタリング、蒸着、導体箔の貼り付け、導体層のエッチング、導体塗料の塗布を含むいずれかの方法により導体ストリップを形成できるので、マントルクローク層の特性を容易に調整することができる。
また、適宜設計したマントルクローク組み込みレドームを交換するだけで容易にアンテナの性能変更が可能になる。またアンテナにマントルクローク組み込みレドームを実装することで、アンテナの性能変更だけでなくアンテナ全体に優れた耐環境性を付与こともできる。
As described above, according to one embodiment of the present invention, interference due to mutual coupling between antennas can be easily suppressed simply by mounting a radome on the antenna.
Furthermore, according to one embodiment of the present invention, the reflection loss characteristics of the antenna can be changed by adjusting at least one of the dielectric constant and thickness of the radome body and the width of the conductive strip, thereby easily suppressing interference due to mutual coupling between antennas.
Furthermore, according to one embodiment of the present invention, by adjusting at least one of the dielectric constant, thickness, and width of the conductor strip of the radome body, it is possible to reduce the reflection loss of the antenna itself and increase the reflection loss of other antennas, making it possible to arrange antennas operating at nearby frequencies in close proximity, and enabling antennas to be arranged more densely than before, thereby making more efficient use of space.
Furthermore, according to one embodiment of the present invention, a conductive strip can be formed on the radome body by any method including sputtering, vapor deposition, attaching a conductive foil, etching a conductive layer, and applying a conductive paint, so that the characteristics of the mantle cloke layer can be easily adjusted.
Furthermore, antenna performance can be easily changed by simply replacing the appropriately designed Mantle Cloak embedded radome. Furthermore, by installing a Mantle Cloak embedded radome on an antenna, not only can the antenna's performance be changed but the entire antenna can also be made more environmentally resistant.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態ではダイポールアンテナを例示するが、これに限定されるものではない。また図示されたマントルクローク組み込みレドームの構成要素、それらの寸法、および図示された構成要素間のサイズ比は説明の便宜のための例示であって、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨ではない。 Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. However, while a dipole antenna will be illustrated in the following embodiments, the present invention is not limited to this. Furthermore, the components of the illustrated mantle cloke-embedded radome, their dimensions, and the size ratios between the illustrated components are merely examples for the convenience of explanation and are not intended to limit the technical scope of the present invention to these alone.
１．マントルクローク構成
図１に例示するように、本発明の一実施形態によるマントルクローク組み込みレドーム１０は、ダイポールアンテナ１０１を覆うレドーム本体（以下、シェルという。）１０２と、シェル１０２上にマントルクローク層として設けられた複数の導体ストリップ１０３とからなる。ダイポールアンテナ１０１は２つのダイポールアンテナ素子からなり、その間の給電点スペースにダイポールアンテナ１０１の給電部１０４が設けられている。
1, a mantle cloke-integrated radome 10 according to one embodiment of the present invention comprises a radome body (hereinafter referred to as the shell) 102 that covers a dipole antenna 101, and a plurality of conductor strips 103 provided as a mantle cloke layer on the shell 102. The dipole antenna 101 comprises two dipole antenna elements, and a feed portion 104 of the dipole antenna 101 is provided in the feed point space between them.
シェル１０２は、ダイポールアンテナ１０１を覆い周囲環境から保護するものであり、後述するマントルクローク設計に従った誘電率を有する誘電体で構成される。ダイポールアンテナ１０１はシェル１０２の中空部に着脱可能に収容され、シェル１０２の内壁に接触しても所定距離だけ離れていてもよい。ここではシェル１０２がダイポールアンテナ１０１の全体を覆っているが、各アンテナ要素を別々に覆う分割型であっても良い。 The shell 102 covers the dipole antenna 101 and protects it from the surrounding environment, and is made of a dielectric material with a dielectric constant that conforms to the Mantle Cloak design described below. The dipole antenna 101 is removably housed in the hollow space of the shell 102, and may be in contact with the inner wall of the shell 102 or may be separated by a predetermined distance. Here, the shell 102 covers the entire dipole antenna 101, but it may also be a split type that covers each antenna element separately.
マントルクローク層を構成する複数の導体ストリップ１０３の各々は、ダイポールアンテナ１０１の長手方向に延びた所定の幅の矩形状を有する。ｎを２以上の整数とすれば、ｎ本の導体ストリップ１０３は２つのダイポールアンテナ素子を取り巻くシェル１０２の外周に等間隔で設けられる。導体ストリップ１０３の本数ｎは、シェル１０２の外周長（ダイポールアンテナ素子の半径およびシェル１０２の厚さにより決定される長さ）、導体ストリップ１０３の幅および導体ストリップ間の間隔により決定される。なお図１（Ｃ）において導体ストリップ１０３の厚さは図面で明示するために強調されており、実際の導体ストリップ１０３の厚さを示すものではない。 Each of the multiple conductive strips 103 that make up the mantle cloke layer has a rectangular shape of a predetermined width extending in the longitudinal direction of the dipole antenna 101. If n is an integer greater than or equal to 2, n conductive strips 103 are arranged at equal intervals around the periphery of the shell 102 that surrounds the two dipole antenna elements. The number n of conductive strips 103 is determined by the periphery length of the shell 102 (the length determined by the radius of the dipole antenna elements and the thickness of the shell 102), the width of the conductive strips 103, and the spacing between the conductive strips. Note that the thickness of the conductive strips 103 in Figure 1(C) is exaggerated for clarity and does not represent the actual thickness of the conductive strips 103.
複数の導体ストリップ１０３は導体材料のスパッタリングや蒸着、導体箔の貼り付け、シェル１０２上の導体層のエッチング、あるいは導電塗料の塗布等により形成することができる。さらに複数の導体ストリップ１０３を設けたシェル１０２の外面を塗装して耐環境性を向上させてもよい。 The multiple conductive strips 103 can be formed by sputtering or vapor deposition of conductive material, attaching conductive foil, etching a conductive layer on the shell 102, or applying conductive paint. Furthermore, the outer surface of the shell 102 on which the multiple conductive strips 103 are provided may be painted to improve environmental resistance.
以下、ダイポールアンテナ１０１のアンテナ長をＬ、半径をｒ、ダイポールアンテナ１０１の給電点スペース（アンテネ素子の間隔）をｇ、シェル１０２の厚さをｔ、各導体ストリップ１０３の幅をｗ、導体ストリップ間の間隔をｄとし、またシェル１０２の誘電体の比誘電率をεとする。また円筒形状のシェル１０２の中空部にダイポールアンテナ１０１が収納されるものとする。 Hereinafter, the antenna length of dipole antenna 101 is L, its radius is r, the feed point spacing of dipole antenna 101 (the spacing between antenna elements) is g, the thickness of shell 102 is t, the width of each conductor strip 103 is w, the spacing between conductor strips is d, and the relative dielectric constant of the dielectric of shell 102 is ε. It is also assumed that dipole antenna 101 is housed in the hollow portion of cylindrical shell 102.
２．マントルクローク設計
以下、ダイポールアンテナを例としてレドーム１０のマントルクロークの設計方法について説明する。
2. Mantle Cloak Design A method for designing the mantle clook of the radome 10 will be described below using a dipole antenna as an example.
ダイポールアンテナ１０１にマントルクロークを適用する形態では、種々のパラメータを調整することで所望の特性を得ることができる。パラメータとしては、アンテナ長さＬ、アンテナ半径ｒ、アンテナ素子間隔ｇ、アンテナ素子を被覆する誘電体の比誘電率ε、シェルの誘電体厚さｔ、導体ストリップの本数ｎ、導体ストリップ幅ｗ、導体ストリップ幅ｗと間隔ｄの比（ｗ／ｄ）等がある。これらのパラメータを調整して、以下に述べるように、自アンテナの使用周波数で反射損失Ｓ１１が最小になり最大限放射効率を上げ、近隣アンテナの使用周波数でＳ１１が最大になり感度を極小化する設計が可能となる。 When applying a mantle clook to the dipole antenna 101, desired characteristics can be obtained by adjusting various parameters. These parameters include the antenna length L, antenna radius r, antenna element spacing g, relative permittivity ε of the dielectric covering the antenna elements, shell dielectric thickness t, number of conductor strips n, conductor strip width w, and the ratio of conductor strip width w to spacing d (w/d). By adjusting these parameters, as described below, it is possible to design a system that minimizes reflection loss S11 at the operating frequency of the antenna itself, maximizing radiation efficiency, and maximizes S11 at the operating frequency of a nearby antenna, minimizing sensitivity.
以下、アンテナ長Ｌ、導体ストリップ１０２のストリップ幅ｗを変化させた場合の反射損失Ｓ１１の周波数特性を例示する。 Below, we show examples of the frequency characteristics of the return loss S11 when the antenna length L and the strip width w of the conductive strip 102 are changed.
図２に例示するように、長さＬのマントルクロークアンテナ２０には、各ダイポールアンテナ素子２０１の側面に厚さｔの誘電体を積層し、その上に幅ｗの複数の導体ストリップ２０２を形成したマントルクロークが設けられている。またマントルクロークアンテナ２０のアンテナ素子２０１の間の給電点スペースｇにはマントルクロークアンテナ２０の給電部２０３が設けられている。以下、図３に示すように、このようなマントルクロークアンテナ２０をレドーム化し、図１に示すレドーム１０により覆われたダイポールアンテナ１０１を構成した場合を考える。 As shown in Figure 2, a mantle cloke antenna 20 of length L has a mantle cloke formed by laminating a dielectric of thickness t on the side of each dipole antenna element 201, with multiple conductor strips 202 of width w formed on top of that. The feed point space g between the antenna elements 201 of the mantle cloke antenna 20 is also provided with the feed portion 203 of the mantle cloke antenna 20. Below, as shown in Figure 3, we consider the case where such a mantle cloke antenna 20 is made into a radome, creating a dipole antenna 101 covered by the radome 10 shown in Figure 1.
図３において、図２に示すマントルクロークアンテナ２０と、それをレドーム化したダイポールアンテナ１０１とは、以下に示すようにパラメータを調整することで同等の性能を達成することができる。 In Figure 3, the mantle cloke antenna 20 shown in Figure 2 and its radome-shaped counterpart, the dipole antenna 101, can achieve equivalent performance by adjusting the parameters as shown below.
図４に示すグラフは、ダイポールアンテナの半径ｒ＝１０ｍｍ、シェル１０２の厚さｔ＝２ｍｍおよび比誘電率ε＝８、アンテナ素子間隔ｇ＝４６ｍｍ、導体ストリップ幅ｗ＝４．１９ｍｍとし、レドームの有無およびアンテナ長Ｌをパラメータとした反射損失（Ｓ１１）の周波数特性を示す。ここでは電磁界解析ソフトウエア「Ｆｅｋｏ」（登録商標）を用いて解析を行った（以下同様。）。図４に示すように、長さＬ＝１９５ｍｍのマントルクロークアンテナ２０のＳ１１の周波数特性と、同じ長さのレドーム化したダイポールアンテナ１０１のＳ１１の周波数特性とは若干異なっている。しかしながらレドーム化したダイポールアンテナ１０１の長さＬを１９５ｍｍから１９２ｍｍに調整すると、ほぼ同等な性能を達成できることが分かる。 The graph shown in Figure 4 shows the frequency characteristics of return loss (S11) with the dipole antenna radius r = 10 mm, shell 102 thickness t = 2 mm, relative dielectric constant ε = 8, antenna element spacing g = 46 mm, and conductor strip width w = 4.19 mm, with the presence or absence of a radome and antenna length L as parameters. The analysis was performed using the electromagnetic field analysis software "Feko" (registered trademark) (same below). As shown in Figure 4, the S11 frequency characteristics of the mantle cloke antenna 20 with a length L = 195 mm are slightly different from the S11 frequency characteristics of the radome-equipped dipole antenna 101 of the same length. However, it can be seen that approximately equivalent performance can be achieved by adjusting the length L of the radome-equipped dipole antenna 101 from 195 mm to 192 mm.
また、レドーム化したダイポールアンテナ１０１の長さＬを１９２、１９５、１９８［ｍｍ］と変化させると、Ｓ１１の極小値を示す周波数３０１と極大値を示す周波数３０２とがほぼ同じ周波数差でシフトすることがわかる。 Furthermore, when the length L of the radome-shaped dipole antenna 101 is changed to 192, 195, and 198 mm, it can be seen that the frequency 301 showing the minimum value of S11 and the frequency 302 showing the maximum value shift with approximately the same frequency difference.
図５に示すグラフは導体ストリップ幅ｗをパラメータとした反射損失（Ｓ１１）の周波数特性を示す。この場合、ダイポールアンテナの半径ｒ＝１０ｍｍ、アンテナ長Ｌ＝２１１ｍｍ、シェル１０２の厚さｔ＝２ｍｍおよび比誘電率ε＝１０およびアンテナ素子間隔ｇ＝４６ｍｍ、導体ストリップ本数ｎを一定数にそれぞれ固定されている。 The graph in Figure 5 shows the frequency characteristics of the return loss (S11) with the conductor strip width w as a parameter. In this case, the dipole antenna radius r = 10 mm, antenna length L = 211 mm, shell 102 thickness t = 2 mm, relative dielectric constant ε = 10, antenna element spacing g = 46 mm, and the number of conductor strips n are all fixed constants.
図５に示すように、導体ストリップ幅ｗを３．１４、４．１９、５．２４［ｍｍ］と変化させると、Ｓ１１の極小値を示す周波数３０３と極大値を示す周波数３０４とがほぼ同じ周波数差でシフトすることがわかる。このように導体ストリップ幅ｗを調整するだけでＳ１１極小値の周波数３０３を自アンテナの使用周波数に、Ｓ１１極大値の周波数３０４を近隣アンテナの使用周波数にそれぞれ一致させることができる。これにより自アンテナの電波の反射損失を小さく、他アンテナの電波の反射損失を大きくすることができ、アンテナ間の相互結合による干渉を抑制できる。 As shown in Figure 5, when the conductor strip width w is changed to 3.14, 4.19, and 5.24 mm, the frequency 303 where S11 shows its minimum value and the frequency 304 where it shows its maximum value shift by approximately the same frequency difference. In this way, simply by adjusting the conductor strip width w, it is possible to match the frequency 303 where S11 shows its minimum value with the frequency used by the antenna itself, and the frequency 304 where S11 shows its maximum value with the frequency used by a nearby antenna. This reduces the reflection loss of the radio waves from the antenna itself and increases the reflection loss of the radio waves from other antennas, thereby suppressing interference due to mutual coupling between antennas.
特に本実施形態によるマントルクローク組み込みレドーム１０はシェル１０２上に複数の導体ストリップ１０３を設けているので導体ストリップ１０３の幅ｗの調整が容易である。Ｓ１１極小値の周波数３０３とＳ１１極大値の周波数３０４とを自アンテナの使用周波数と他アンテナの使用周波数とにそれぞれ配置することが極めて容易となる。また適宜導体ストリップ幅ｗを設計したレドーム１０を交換することで容易に性能変更が可能になる。 In particular, the mantle cloke-embedded radome 10 of this embodiment has multiple conductive strips 103 on the shell 102, making it easy to adjust the width w of the conductive strips 103. This makes it extremely easy to align the frequency 303 of the S11 minimum and the frequency 304 of the S11 maximum to the frequencies used by the antenna itself and other antennas, respectively. Furthermore, performance can be easily changed by replacing the radome 10 with an appropriately designed conductive strip width w.
図５は導体ストリップ幅ｗを調整した例であるが、本実施形態によるマントルクローク組み込みレドーム１０はシェル１０２の誘電体の比誘電率ε、シェルの誘電体厚さｔ、導体ストリップの本数ｎおよび導体ストリップ幅ｗと間隔ｄの比（ｗ／ｄ）のうち少なくとも１つを調整することで、容易にアンテナ性能の変更が可能である。 Figure 5 shows an example in which the conductor strip width w is adjusted, but the mantle cloke-embedded radome 10 of this embodiment allows for easy modification of the antenna performance by adjusting at least one of the relative permittivity ε of the dielectric of the shell 102, the dielectric thickness t of the shell, the number n of conductor strips, and the ratio of conductor strip width w to spacing d (w/d).
図６に示すグラフはシェル１０２の誘電体の比誘電率εをパラメータとした反射損失（Ｓ１１）の周波数特性を示す。この場合、ダイポールアンテナの半径ｒ＝１０ｍｍ、アンテナ長Ｌ＝２１１ｍｍ、シェル１０２の厚さｔ＝２ｍｍ、導体ストリップ幅ｗ＝４．１９ｍｍ、アンテナ素子間隔ｇ＝４６ｍｍ、導体ストリップ本数ｎを一定数にそれぞれ固定されている。 The graph in Figure 6 shows the frequency characteristics of the return loss (S11) with the relative dielectric constant ε of the dielectric of the shell 102 as a parameter. In this case, the dipole antenna radius r = 10 mm, antenna length L = 211 mm, shell 102 thickness t = 2 mm, conductive strip width w = 4.19 mm, antenna element spacing g = 46 mm, and the number of conductive strips n are all fixed constants.
図６に示すように、シェル１０２の比誘電率εｒ＝６の場合、Ｓ１１の極小値および極大値を示す周波数はそれぞれ周波数３０５および３０６であり、この極小値および極大値を示す周波数の組は比誘電率εｒ＝８の場合には周波数３０７および３０８、εｒ＝１０の場合には周波数３０９および３１０と変化する。このようにシェル１０２の比誘電率εを決定するだけでＳ１１極小値の周波数を自アンテナの使用周波数に、Ｓ１１極大値の周波数を近隣アンテナの使用周波数にそれぞれ一致させることができる。これにより自アンテナの電波の反射損失を小さく、他アンテナの電波の反射損失を大きくすることができ、アンテナ間の相互結合による干渉を抑制できる。 6, when the relative permittivity εr of shell 102 is 6, the frequencies at which S11 shows its minimum and maximum values are frequencies 305 and 306, respectively. The set of frequencies at which this minimum and maximum value is shown changes to frequencies 307 and 308 when the relative permittivity εr is 8, and to frequencies 309 and 310 when εr is 10. In this way, simply by determining the relative permittivity ε of shell 102, it is possible to match the frequency at which S11 shows its minimum value to the operating frequency of the antenna itself, and the frequency at which S11 shows its maximum value to the operating frequency of a nearby antenna. This reduces the reflection loss of the radio waves from the antenna itself and increases the reflection loss of the radio waves from other antennas, thereby suppressing interference due to mutual coupling between antennas.
３．適用例
図７に例示するように、ダイポールアンテナ１０１の半径ｒ＝１０ｍｍ、アンテナ長Ｌ＝１９２ｍｍ、シェル１０２の厚さｔ＝２ｍｍおよび比誘電率ε＝８、アンテナ素子間隔ｇ＝４６ｍｍ、導体ストリップ幅ｗ＝４．１９ｍｍとした場合、Ｓ１１極小値の周波数３０５を自アンテナの使用周波数ｆ１に、Ｓ１１極大値の周波数３０６を他アンテナの使用周波数ｆ２にそれぞれ一致させる。ここでは自アンテナの使用周波数ｆ１＝７５０ＭＨｚ、他アンテナの使用周波数ｆ２＝７２０ＭＨｚである。本実施形態によるマントルクローク組み込みレドーム１０は、自アンテナの電波の反射損失が極小値となり、他アンテナの電波の反射損失が極大値となるので、周波数差３０ＭＨｚであってもアンテナ間の相互結合による干渉を抑制することができる。以下、本実施形態によるマントルクローク組み込みレドーム１０を一方のアンテナの使用周波数がｆ１、他方のアンテナの使用周波数がｆ２の場合に適用した例を説明する。
3. Application Example As shown in Figure 7, assuming that the dipole antenna 101 has a radius r of 10 mm, an antenna length L of 192 mm, a shell 102 with a thickness t of 2 mm and a relative dielectric constant ε of 8, an antenna element spacing g of 46 mm, and a conductor strip width w of 4.19 mm, the frequency 305 at which S11 is minimal is set to the operating frequency f1 of the antenna itself, and the frequency 306 at which S11 is maximal is set to the operating frequency f2 of the other antenna. Here, the operating frequency f1 of the antenna itself is 750 MHz, and the operating frequency f2 of the other antenna is 720 MHz. The mantle cloke-embedded radome 10 according to this embodiment minimizes the reflection loss of the radio wave from the antenna itself and maximizes the reflection loss of the radio wave from the other antenna, thereby suppressing interference due to mutual coupling between the antennas even with a frequency difference of 30 MHz. Below, an example will be described in which the mantle cloke-embedded radome 10 according to this embodiment is applied to a case in which the operating frequency of one antenna is f1 and the operating frequency of the other antenna is f2.
図８において、マントルクローク組み込みレドーム１０ａは、自アンテナの使用周波数がｆ１、他方のアンテナの使用周波数がｆ２となるように設定されたマントルクローク組み込みレドーム１０である。同様に、マントルクローク組み込みレドーム１０ｂは、自アンテナの使用周波数がｆ２、他方のアンテナの使用周波数がｆ１となるように設定されたマントルクローク組み込みレドーム１０である。 In Figure 8, the mantle cloke-integrated radome 10a is a mantle cloke-integrated radome 10 configured so that the operating frequency of its own antenna is f1 and the operating frequency of the other antenna is f2. Similarly, the mantle cloke-integrated radome 10b is a mantle cloke-integrated radome 10 configured so that the operating frequency of its own antenna is f2 and the operating frequency of the other antenna is f1.
マントルクローク組み込みレドーム１０ａと１０ｂとの距離Ｄを変化させて双方のアンテナ放射パターンを解析すると、Ｄ＝４０ｍｍまで接近させても放射パターンが大きく歪むことなく当初のアンテナ性能を維持できた。本実施形態によるマントルクローク組み込みレドーム１０を用いることで複数のアンテナを近接配置可能となりスペースを効率利用できる。 When the antenna radiation patterns of both mantle cloke-embedded radomes 10a and 10b were analyzed by changing the distance D between them, it was found that even when the distance was reduced to D = 40 mm, the radiation pattern was not significantly distorted and the original antenna performance was maintained. By using the mantle cloke-embedded radome 10 of this embodiment, multiple antennas can be placed closely together, allowing for efficient use of space.
４．効果
以上述べたように、本実施形態によるマントルクローク組み込みレドーム１０を実装することでアンテナ間の相互結合による干渉を抑制することができ、近接した周波数で運用するアンテナを近接配置することが可能になる。したがって、従来よりもアンテナを稠密に配置しスペースを効率利用することができる。
As described above, by mounting the mantle cloke-integrated radome 10 according to this embodiment, interference due to mutual coupling between antennas can be suppressed, and antennas operating at nearby frequencies can be arranged closely together. Therefore, antennas can be arranged more densely than before, allowing for more efficient use of space.
また、マントルクローク組み込みレドーム１０をアンテナに取り付けるだけで所望の反射損失特性を設定することができる。したがって、適宜設計したマントルクローク組み込みレドーム１０を交換することで容易にアンテナの性能変更が可能になる。またアンテナにマントルクローク組み込みレドーム１０を実装することで、アンテナの性能変更だけでなくアンテナ全体に優れた耐環境性を付与できるという利点もある。 Furthermore, the desired return loss characteristics can be set simply by attaching the Mantle Cloak-embedded radome 10 to the antenna. Therefore, antenna performance can be easily changed by replacing the appropriately designed Mantle Cloak-embedded radome 10. Another advantage of installing the Mantle Cloak-embedded radome 10 on an antenna is that it not only changes the antenna's performance, but also provides the entire antenna with excellent environmental resistance.
なお、上述した実施形態および適用例では、円柱型のダイポールアンテナを例示したが、本発明は円柱型に限定されるものではなく、たとえば四角柱型のダイポールアンテナであっても同様の効果を得ることができる。 Note that, although a cylindrical dipole antenna has been exemplified in the above-described embodiment and application example, the present invention is not limited to cylindrical shapes, and similar effects can be obtained with, for example, a square-prism-shaped dipole antenna.
１０、１０ａ、１０ｂ マントルクローク組み込みレドーム
２０ レドームなしのマントルクロークアンテナ
１０１ ダイポールアンテナ
１０２ シェル（レドーム本体）
１０３ 導体ストリップ
１０４ 給電部
２０１ ダイポールアンテナ
２０２ 導体ストリップ
２０３ 給電部
10, 10a, 10b Mantle cloke built-in radome 20 Mantle cloke antenna without radome 101 Dipole antenna 102 Shell (radome body)
103 Conductive strip 104 Power supply part 201 Dipole antenna 202 Conductive strip 203 Power supply part
Claims (2)
レドーム本体と、
前記レドーム本体上に設けられた複数の導体ストリップからなるマントルクローク層と、
からなり、
前記レドーム本体の誘電率、厚さおよび前記導体ストリップの幅の少なくとも１つを調整して、前記アンテナから放射される電波の周波数で反射損失を極小値とし、前記アンテナに近接する他のアンテナから放射される電波の周波数で反射損失を極大値とすることを特徴とするマントルクローク組み込みレドーム。 A radome that covers an antenna and protects it from the surrounding environment,
The radome body,
a mantle cloke layer formed of a plurality of conductive strips provided on the radome body;
It consists of
A mantle cloke-embedded radome characterized in that at least one of the dielectric constant and thickness of the radome body and the width of the conductive strip is adjusted to minimize the reflection loss at the frequency of the radio waves radiated from the antenna and maximize the reflection loss at the frequency of the radio waves radiated from another antenna close to the antenna .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022069516A JP7811510B2 (en) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | Mantle Cloak embedded radome |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022069516A JP7811510B2 (en) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | Mantle Cloak embedded radome |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023159669A JP2023159669A (en) | 2023-11-01 |
| JP7811510B2 true JP7811510B2 (en) | 2026-02-05 |
Family
ID=88514882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022069516A Active JP7811510B2 (en) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | Mantle Cloak embedded radome |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7811510B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017055376A (en) | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 住友電気工業株式会社 | Antenna, method for manufacturing cylindrical periodic structure, cylindrical periodic structure, and sheet for cylindrical periodic structure |
| JP2018019136A (en) | 2016-07-25 | 2018-02-01 | 株式会社デンソー | On-vehicle frequency selection board and on-vehicle radar system |
| JP2022516921A (en) | 2019-01-11 | 2022-03-03 | マザーソン・イノベーションズ・カンパニー・リミテッド | Electromagnetic interference protection for radomes |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5652631A (en) * | 1995-05-08 | 1997-07-29 | Hughes Missile Systems Company | Dual frequency radome |
| SE504815C2 (en) * | 1995-08-17 | 1997-04-28 | Ericsson Telefon Ab L M | Protection for one or more electromagnetic sensors |
-
2022
- 2022-04-20 JP JP2022069516A patent/JP7811510B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017055376A (en) | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 住友電気工業株式会社 | Antenna, method for manufacturing cylindrical periodic structure, cylindrical periodic structure, and sheet for cylindrical periodic structure |
| JP2018019136A (en) | 2016-07-25 | 2018-02-01 | 株式会社デンソー | On-vehicle frequency selection board and on-vehicle radar system |
| JP2022516921A (en) | 2019-01-11 | 2022-03-03 | マザーソン・イノベーションズ・カンパニー・リミテッド | Electromagnetic interference protection for radomes |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| グェン タインビン 他，ストリップ導体を用いたマントルクロークアンテナ ，電子情報通信学会２０２０年通信ソサイエティ大会講演論文集１，2020年09月，p.27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023159669A (en) | 2023-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8723751B2 (en) | Antenna system with planar dipole antennas and electronic apparatus having the same | |
| EP0829113B1 (en) | Multiple band printed monopole antenna | |
| US11916282B2 (en) | Coupling antenna apparatus and electronic device | |
| US11967777B2 (en) | Antenna radiator with pre-configured cloaking to enable dense placement of radiators of multiple bands | |
| EP0829110B1 (en) | Printed monopole antenna | |
| US7450072B2 (en) | Modified inverted-F antenna for wireless communication | |
| US8477073B2 (en) | Internal wide band antenna using slow wave structure | |
| US8866689B2 (en) | Multi-band antenna and methods for long term evolution wireless system | |
| KR20030090716A (en) | Dual band patch bowtie slot antenna structure | |
| WO1996038882A9 (en) | Multiple band printed monopole antenna | |
| KR101345764B1 (en) | Quasi yagi antenna | |
| EP3537535B1 (en) | Antenna assembly | |
| EP4075601B1 (en) | Antenna structure and wireless communication device | |
| US20190386383A1 (en) | Wide-beam antenna with modular main radiator | |
| CN115832683B (en) | A radiating element and a base station antenna | |
| JP7811510B2 (en) | Mantle Cloak embedded radome | |
| JP2006140735A (en) | Planar antenna | |
| Daniel et al. | A CPW-fed dual band antenna based on metamaterial inspired split ring structure | |
| US7598912B2 (en) | Planar antenna structure | |
| KR20190138945A (en) | Micro strip module having air layer and mobile communication device for high frequency comprising the same | |
| EP3791444B1 (en) | Antenna assembly for wireless device | |
| CN223986704U (en) | Electronic equipment | |
| CN119297577B (en) | An electronic device | |
| US20260112816A1 (en) | Low band dipole for high density multiband antennas | |
| CN218827822U (en) | WiFi dual-frequency antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250319 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20251022 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20251028 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251218 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20260106 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260126 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7811510 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |