JP2000349536A - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- dielectric substrate
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Abstract
供する。 【解決手段】 誘電体基板1の少なくとも片面上に直線
状に伸びた凸部2を形成し、この凸部2の上面に前記誘
電体基板1とは誘電率の異なる誘電体ブロック3を設
け、前記凸部2の長手方向一端に給電素子4を設けた。
Description
いた平面アンテナに係り、特に、構成が簡素で製造が容
易な平面アンテナに関するものである。
ダ等の固定局、半固定局或いは移動局に用いられる平面
アンテナは、導体線路によるマイクロストリップアンテ
ナなどが主流である。しかしながら、従来の平面アンテ
ナは、電磁波の伝送路に導体を使用するため、周波数の
上昇と共に導体に電磁波を励振した際に生じる損失(導
体損失)が大きく、高効率な送受信特性を得ることが困
難である。そこで、高い周波数で用いるアンテナは、マ
イクロストリップアンテナから誘電体導波路を用いたア
ンテナへと推移する傾向がある。誘電体導波路を用いた
アンテナにおける従来技術として、グレーティング型の
誘電体アンテナが、アイ・イー・イー・イー トランザ
クション マイクロウェイブセオリーアンドテクニクス
VOL.MMT−31,No.2 1981年2月
P199−208、及びアイ・イー・イー・イー トラ
ンザクション アンテナアンドプロパゲイション VO
L.MMT−39,No.7 1991年6月 P88
3−891に詳細に述べられている。グレーティング型
の誘電体アンテナは、アンテナ内部を一方向に進行する
電磁波が外部に漏洩するものである。
電体導波路が棒状の直方体になっており、この誘電体導
波路を金属導体板上に取り付ける際、微妙な位置調整が
必要であり、このとき位置が少しでもずれると放射効率
が低下したり、所望の指向性が得られなくなるという問
題がある。
平面アンテナを構成する場合、全部の導波路を一括で作
製することが難しく、各導波路を別々に成形して組み立
てる必要があり、作製が難しく、コストが高いという問
題がある。
し、構成が簡素で製造が容易な平面アンテナを提供する
ことにある。
に本発明は、誘電体基板の少なくとも片面上に直線状に
伸びた凸部を形成し、この凸部の上面に前記誘電体基板
とは誘電率の異なる誘電体ブロックを設け、前記凸部の
長手方向一端に給電素子を設けたものである。
クを配置し、その誘電体ブロックの配置間隔を使用周波
数における約1波長の整数倍としてもよい。
を形成し、これら複数の凸部の上面にそれぞれ前記誘電
体ブロックを配置してもよい。
片面上に直線状に伸びた凸部を形成し、この凸部の上面
に凹部を形成し、前記凸部の長手方向一端に給電素子を
設けたものである。
し、その凹部の配置間隔を使用周波数における約1波長
の整数倍としてもよい。
を形成し、これら複数の凸部の上面にそれぞれ前記凹部
を配置してもよい。
図面に基づいて詳述する。
アンテナは、誘電体基板1と、誘電体基板1の上面に設
けられた直線状(ストライプ状)の凸部2と、誘電体基
板1とは誘電率の異なる誘電体ブロック3と、凸部2に
外部からの電力を給電するための給電素子4と、誘電体
基板1の下面を覆う金属導体板5とにより構成されてい
る。
凸部2は、複数設けられている。ひとつの凸部2aは、
誘電体基板1の長辺近傍に配置されている。この凸部2
aは、誘電体基板1の長手方向に長く伸びており、誘電
体基板1の短手方向に切った断面において両側辺が誘電
体基板1の上面から垂直に立上がり、上辺が平坦となる
ものである。この凸部2aの一端より誘電体基板1の短
手方向に向けて分岐された凸部2bが設けられている。
さらに、この凸部2bより誘電体基板1の長手方向に向
けて分岐された複数の凸部2cが誘電体基板1の短手方
向に所定間隔で設けられている。従って、誘電体基板1
上には、互いに並行な複数の凸部2a,2cと、これら
の凸部2a,2cの一端を連絡するひとつの直交した凸
部2bとが設けられていることになる。誘電体ブロック
3は、直交した凸部2bを除く全ての凸部2a,2c
に、それぞれ同じ個数設けられている。各誘電体ブロッ
ク3の形状は同一であり、その形状は一辺が凸部2の幅
に等しい矩形となっている。誘電体基板1の長手方向に
おける誘電体ブロック3の配置間隔は一定である。従っ
て、誘電体ブロック3は、縦横それぞれ所定の間隔でア
レイ状に配置されていることになる。誘電体ブロック3
は、凸部2の上面に密着させて設けられている。給電素
子4は、誘電体基板1の下面より誘電体基板1を貫通し
て凸部2の一端に挿入されている。金属導体板5は、誘
電体基板1と同じ大きさの矩形に形成され、誘電体基板
1の下面に密着させて設けられている。
り説明する。
ミックを用い、誘電体基板1に凸部2を含めた形状の金
型6により、凸部2を有する誘電体基板1を成形し、焼
結する。このとき誘電体基板1の下面には給電素子4を
取り付ける孔7を設けておく。なお、成形は、金型によ
るものなので、複数の凸部2を設けることや孔7を設け
ることで製作費が増加することはほとんどない。第二工
程では、誘電体基板1の下面に金属をイオンプレーティ
ングや無電界メッキすることによって金属導体板5を作
製する。第三工程では、給電素子4用の孔7についた金
属をエッチングなどにより金属導体板5から分離し、給
電素子4用の孤立電極9としておく。第四工程では、誘
電体ブロック3を凸部2の上面にセラミック用の接着剤
で取り付ける。第五工程では、給電素子4を給電素子4
用の孔7に取り付ける。給電素子4には同軸コネクタ等
を用い、内部導体が孤立電極に接し、外部導体が金属導
体板5に接するように取り付ける。なお、第四工程と第
五工程とは、順序を入れ替えてもよい。
る。
に給電された電力は、凸部2内を導波される。凸部2内
を導波される電力(電磁波)は、凸部2bによって誘電
体基板1全体に分配され、各凸部2a,2c内を導波さ
れてその導波路の途中にある各誘電体ブロック3に到達
する。誘電体ブロック3に到達した電磁波のうち、一部
は凸部2a,2cに沿って誘電体ブロック3の下を通過
し、残りは誘電体基板1と誘電体ブロック3との誘電率
差によってこの平面アンテナの外部に放射される。誘電
体ブロック3の下を通過した電磁波は、次の誘電体ブロ
ック3に到達して同様の通過と放射とを繰り返す。この
結果、誘電体基板1の上面全体から電磁波が放射される
ことになり、高利得な平面アンテナが実現される。
率、誘電体基板1の厚さ、凸部2の段差を調整すること
で、従来の棒状の直方体誘電体導波路と同じ導波路の機
能を持たせることができる。
する導波路の全体を一括成形できるので、従来の棒状の
直方体誘電体導波路を用いたアンテナに比べて、安価に
製作できる。
体基板と共に成形されるので、微妙な位置調整を必要と
しない。
部にも放射素子部にも金属導体が使われていないので、
金属導体による導体損失を低減することができ、特にミ
リ波帯などの高い周波数における利得の改善が図れる。
用させる励振周波数に対して適切なアンテナのサイズ、
構造、材料定数を与えることで、所望の指向性を形成
し、かつ所望のエネルギの電波を放射させることができ
る。また、この平面アンテナは、導体損失の影響が小さ
いことから、高い電力利得が得られ、結果として、従来
の平面アンテナに比べて安価で微妙な調整の必要がない
平面アンテナを構成することができる。
アンテナは、誘電体基板1と、誘電体基板1の上面に設
けられた直線状の凸部2と、凸部2の上面に設けられた
凹部8と、凸部2に外部からの電力を給電するための給
電素子4と、誘電体基板1の下面を覆う金属導体板5と
により構成されている。
及び金属導体板5の配置は、図1のものと同様であるか
ら説明を省略する。凹部8は、直交した凸部2bを除く
全ての凸部2a,2cに、それぞれ同じ個数設けられて
いる。各凹部8は、一辺が凸部2の幅に等しく、凸部2
の上面からの深さ及び誘電体基板1の長手方向の長さが
一定となっている。誘電体基板1の長手方向における凹
部8の配置間隔は一定である。従って、凹部8は、縦横
それぞれ所定の間隔でアレイ状に配置されていることに
なる。
り説明する。
ミックを用い、誘電体基板1に凸部2及び凹部8を含め
た形状の金型により、凸部2及び凹部8を有する誘電体
基板1を成形し、焼結する。このとき誘電体基板1の下
面には給電素子4を取り付ける孔7を設けておく。な
お、成形は、金型によるものなので、複数の凸部2及び
凹部8を設けることや孔7を設けることで製作費が増加
することはほとんどない。第二工程では、誘電体基板1
の下面に金属をイオンプレーティングや無電界メッキす
ることによって金属導体板5を作製する。第三工程で
は、給電素子4用の孔7についた金属をエッチングなど
により金属導体板5から分離し、給電素子4用の孤立電
極9としておく。第四工程では、給電素子4を給電素子
4用の孔7に取り付ける。給電素子4には同軸コネクタ
等を用い、内部導体が孤立電極9に接し、外部導体が金
属導体板5に接するように取り付ける。
る。
に給電された電力は、凸部2内を導波される。凸部2内
を導波される電力(電磁波)は、凸部2bによって誘電
体基板1全体に分配され、各凸部2a,2c内を導波さ
れてその導波路の途中にある各凹部8に到達する。凹部
8に到達した電磁波のうち、一部は凸部2a,2cに沿
って凹部8の下を通過し、残りは凹部8の形状によって
(導波路の途中にギャップがあるという形状によって)
この平面アンテナの外部に放射される。凹部8の下を通
過した電磁波は、次の凹部8に到達して同様の通過と放
射とを繰り返す。この結果、誘電体基板1の上面全体か
ら電磁波が放射されることになる。
アレイ状に配置するという工程を必要としない。給電素
子4用の孔7、凸部2及び凹部8が金型で一括成形でき
るので、いっそう安価に製作できると共に微妙な位置調
整を必要としない。
のである。この平面アンテナは、図1の平面アンテナに
おいて誘電体ブロック3がゾルゲル法で作製した誘電体
薄膜の孤立パターン11(第六工程参照)となっている
もので、それ以外は図1の平面アンテナと同じ構成を有
する。
と、第一工程では、アルミナなどのセラミックを用い、
誘電体基板1に凸部2及び給電素子4を取り付ける孔7
を含めた形状の金型により、凸部2を有する誘電体基板
1を成形し、焼結する。第二工程では、凸部2による段
差を埋めるように誘電体基板1の上面に樹脂12を塗布
し、硬化させる。第三工程では、樹脂12の上面を研
削、研磨し、凸部2の上面を露出させる。第四工程で
は、アレイ状に穴14の空いたメタルマスク13を誘電
体基板1の上面に密着させる。第五工程では、メタルマ
スク13を密着させたまま、ゾルゲル法で誘電体薄膜1
5を形成する。その後、メタルマスク13を取り外して
孤立パターン11を形成し、乾燥させる。第六工程で
は、樹脂12の残りを除去して洗浄した後、再度、焼結
する。この孤立パターン11が誘電体ブロック3に相当
する。第七工程では、誘電体基板1の下面に金属をイオ
ンプレーティングや無電界メッキすることによって金属
導体板5を作製する。この後、給電素子4用の孔7につ
いた金属をエッチングなどにより金属導体板5から分離
し、給電素子4を給電素子4用の孔7に取り付ける。
ク3を個別に接着剤で取り付けていたが、図5の製造方
法では、誘電体基板1とは誘電率の異なる材料をメタル
マスク13及びゾルゲル法を用いて一括成形しているの
で、さらに安価に製作が可能となる。
る。
成することができ、位置調整も不要であるため、高効率
・高利得な平面アンテナを安価に製造することができ
る。
あり、(a)は上面側斜視図、(b)は下面側斜視図で
ある。
であり、(a)は上面側斜視図、(b)は下面側斜視図
である。
工程図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 誘電体基板の少なくとも片面上に直線状
に伸びた凸部を形成し、この凸部の上面に前記誘電体基
板とは誘電率の異なる誘電体ブロックを設け、前記凸部
の長手方向一端に給電素子を設けたことを特徴とする平
面アンテナ。 - 【請求項2】 前記凸部の上面に複数の前記誘電体ブロ
ックを配置し、その誘電体ブロックの配置間隔を使用周
波数における約1波長の整数倍としたことを特徴とする
請求項1記載の平面アンテナ。 - 【請求項3】 前記凸部より分岐して直線状に伸びた凸
部を形成し、これら複数の凸部の上面にそれぞれ前記誘
電体ブロックを配置したことを特徴とする請求項1又は
2記載の平面アンテナ。 - 【請求項4】 誘電体基板の少なくとも片面上に直線状
に伸びた凸部を形成し、この凸部の上面に凹部を形成
し、前記凸部の長手方向一端に給電素子を設けたことを
特徴とする平面アンテナ。 - 【請求項5】 前記凸部の上面に複数の前記凹部を配置
し、その凹部の配置間隔を使用周波数における約1波長
の整数倍としたことを特徴とする請求項4記載の平面ア
ンテナ。 - 【請求項6】 前記凸部より分岐して直線状に伸びた凸
部を形成し、これら複数の凸部の上面にそれぞれ前記凹
部を配置したことを特徴とする請求項4又は5記載の平
面アンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15635499A JP3937652B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15635499A JP3937652B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 平面アンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000349536A true JP2000349536A (ja) | 2000-12-15 |
JP3937652B2 JP3937652B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=15625930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15635499A Expired - Fee Related JP3937652B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3937652B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100444660B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2004-08-18 | 쌍신전자통신주식회사 | 마이크로스트립 패치 안테나 |
JP2011515992A (ja) * | 2008-03-26 | 2011-05-19 | シエラ・ネバダ・コーポレイション | ビーム形成導波管構造を有する走査アンテナ |
CN106462162A (zh) * | 2015-05-12 | 2017-02-22 | 汽车驾驶解决有限公司 | 依靠预记录引导轨的介电改变的用于车辆的自动引导*** |
-
1999
- 1999-06-03 JP JP15635499A patent/JP3937652B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100444660B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2004-08-18 | 쌍신전자통신주식회사 | 마이크로스트립 패치 안테나 |
JP2011515992A (ja) * | 2008-03-26 | 2011-05-19 | シエラ・ネバダ・コーポレイション | ビーム形成導波管構造を有する走査アンテナ |
CN106462162A (zh) * | 2015-05-12 | 2017-02-22 | 汽车驾驶解决有限公司 | 依靠预记录引导轨的介电改变的用于车辆的自动引导*** |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3937652B2 (ja) | 2007-06-27 |
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