JP2647622B2 - スロット結合型マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スロット結合型マイク
ロストリップアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来例のスロット結合型マイクロ
ストリップアンテナの縦断面図であって、図６のＣ−
Ｃ’線についての縦断面図であり、図５は図６のＤ−
Ｄ’線についての縦断面図であり、図６は図４及び図５
のスロット結合型マイクロストリップアンテナの平面図
である。

【０００３】図４乃至図６に示すように、当該アンテナ
全体を支持するために所定の比較的厚い厚さを有しかつ
中央部に厚さ方向に貫通するように形成された矩形スロ
ット１０ｓを有するアンテナ支持用接地導体板１０（以
下、接地導体板１０という。）の下面に、マイクロ波モ
ノリシック集積回路（以下、ＭＭＩＣという。）が搭載
されたＭＭＩＣ半導体基板６（以下、半導体基板６とい
う。）がダイボンディングなどを用いて接着される一
方、上記接地導体板１０の上面にアンテナ誘電体基板２
（以下、誘電体基板２という。）が接着剤を用いて接着
される。また、半導体基板６の下面には、矩形スロット
１０ｓの長手方向と直交するようにストリップ導体７が
形成される。ここで、ストリップ導体７と接地導体板１
０とによって、給電用マイクロストリップ線路が構成さ
れる。さらに、誘電体基板２の上面には、矩形形状の放
射導体１がその各辺が矩形スロット１０ｓの各辺と平行
となるように形成される。

【０００４】以上のように構成された従来例において
は、矩形スロット１０ｓの長手方向の長さを調整するこ
とによって、当該マイクロストリップアンテナの共振周
波数において、給電用マイクロストリップ線路の入力端
から当該アンテナを見たときのインピーダンスを所定の
線路インピーダンスに設定してインピーダンス整合させ
るように調整すること（以下、インピーダンス調整とい
う。）ができる。また、比較的厚い厚さを有する接地導
体板１０を用いているので、接地導体板１０は、ＭＭＩ
Ｃを搭載する半導体基板６を強固に支持することができ
るとともに、当該ＭＭＩＣで発生する熱を効率的に放熱
する放熱板として用いることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例におい
て、比較的厚い接地導体板１０に矩形スロット１０ｓを
形成することは容易ではなく、上述のインピーダンス調
整を行うために、従来は、矩形スロット１０ｓが均等な
長手方向の長さを、接地導体板１０の厚さ方向にわたっ
て保持した形状のアンテナしか知られておらず、このた
めサブミリオーダーの厚さを有する接地導体板１０に対
して均等な長手方向の長さを有する矩形スロット１０ｓ
を得るため、レーザー加工などの高価な手法が必要であ
った。さらに、インピーダンスの調整のためには、この
接地導体板１０をいくつもの長手方向の長さを有する矩
形スロット１０ｓに対応していくつも用意しなくてはな
らず、さらに困難を生じていた。また、半導体基板６は
接地導体板１０にダイボンディングなどを用いて接着さ
れているので、一旦接着すると、ＭＭＩＣが搭載された
半導体基板６を損傷無しに剥がすことは難しく、ＭＭＩ
Ｃを損傷させた場合は大きな損失を被るという問題点が
あった。

【０００６】本発明の目的は以上の問題点を解決し、ア
ンテナの入力端から見たインピーダンスを従来例に比較
して容易に所定の給電線路のインピーダンスに調整する
ことができ、しかも安価であるスロット結合型マイクロ
ストリップアンテナを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のスロット結合型マイクロストリップアンテナは、誘
電体基板と基板との間に接地導体板を挟設し、上記誘電
体基板上に放射導体を形成する一方、上記接地導体板と
は反対の側の上記基板上に給電線路を形成し、上記放射
導体の直下の接地導体板に上記給電線路と交差するよう
に形成され、上記給電線路と上記放射導体とを電磁的に
結合するスロットを備えてなるスロット結合型マイクロ
ストリップアンテナにおいて、上記接地導体板は、第１
のスロットを有する第１の接地導体板と、第２のスロッ
トを有しかつ上記基板を支持する第２の接地導体板とを
含む少なくとも２層の接地導体板で積層されてなり、上
記第１のスロットと上記第２のスロットは、互いに連通
しかつ、上記第１のスロットの長手方向と、上記第２の
スロットの長手方向とが互いに平行となるように形成さ
れ、上記給電線路における電磁波を上記放射導体に伝送
して、同一の上記放射導体を励振し、上記第１のスロッ
トは、上記第２のスロットの長手方向の長さよりも短い
長手方向の長さを有し、より短い長手方向の長さを有す
る上記第１のスロットの長手方向の長さを調整すること
によって、上記給電線路の入力端から上記スロット結合
型マイクロストリップアンテナのインピーダンスを見た
インピーダンスを上記給電線路のインピーダンスに一致
するようにインピーダンス調整をするために上記第１の
スロットが形成されたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載のスロット結合型マイ
クロストリップアンテナは、請求項１記載のスロット結
合型マイクロストリップアンテナにおいて、上記接地導
体板はさらに、上記第２の接地導体板と上記基板との間
に挟設され、上記第１のスロットよりも長い第３のスロ
ットを有しかつ上記基板を支持する第３の接地導体板を
備えたことを特徴とする。さらに、請求項３記載のスロ
ット結合型マイクロストリップアンテナは、請求項１又
は２記載のスロット結合型マイクロストリップアンテナ
において、上記第１の接地導体板は上記誘電体基板と上
記第２の接地導体板との間に挟設されたことを特徴とす
る。

【０００９】またさらに、請求項４記載のスロット結合
型マイクロストリップアンテナは、請求項１、２又は３
記載のスロット結合型マイクロストリップアンテナにお
いて、上記接地導体板のスロットの内周面のうち、上記
第１のスロットの内周面を除く少なくとも一部分を、そ
の断面がテーパー形状となるように形成されたことを特
徴とする。また、請求項５記載のスロット結合型マイク
ロストリップアンテナは、請求項１、２又は３記載のス
ロット結合型マイクロストリップアンテナにおいて、上
記接地導体板の内周面は、その断面が階段形状となるよ
うに形成されたことを特徴とする。

【００１０】さらに、請求項６記載のスロット結合型マ
イクロストリップアンテナは、請求項１記載のスロット
結合型マイクロストリップアンテナにおいて、上記接地
導体板はさらに、上記誘電体基板と上記第１の接地導体
板との間に挟設され、上記第１のスロットよりも長い第
４のスロットを有しかつ上記誘電体基板を支持する第４
の接地導体板を備えたことを特徴とする。またさらに、
請求項７記載のスロット結合型マイクロストリップアン
テナは、請求項１乃至６のうちの１つに記載のスロット
結合型マイクロストリップアンテナにおいて、上記基板
は半導体基板にてなり、マイクロ波モノリシック集積回
路を搭載したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】以上のように構成されたスロット結合型マイク
ロストリップアンテナにおいては、送信マイクロ波信号
が上記給電線路に入力されたとき、上記給電線路から上
記送信マイクロ波信号の電磁波が上記第１及び第２のス
ロットを介して同一の上記放射導体を励振する。このと
き、当該電磁波は、上記放射導体に対して垂直な方向で
自由空間に向けて放射される。

【００１２】当該スロット結合型マイクロストリップア
ンテナにおいて、上記第１のスロットと上記第２のスロ
ットは、互いに連通しかつ、上記第１のスロットの長手
方向と、上記第２のスロットの長手方向とが互いに平行
となるように形成され、上記給電線路における電磁波を
上記放射導体に伝送して、同一の上記放射導体を励振す
る。ここで、上記第１のスロットは、上記第２のスロッ
トの長手方向の長さよりも短い長手方向の長さを有し、
より短い長手方向の長さを有する上記第１のスロットの
長手方向の長さを調整することによって、上記給電線路
の入力端から上記スロット結合型マイクロストリップア
ンテナのインピーダンスを見たインピーダンスを上記給
電線路のインピーダンスに一致するようにインピーダン
ス調整をするために上記第１のスロットが形成されてい
る。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例に
ついて説明する。

【００１４】＜第１の実施例＞図１は本発明に係る第１
の実施例であるスロット結合型マイクロストリップアン
テナの縦断面図であって、図３のＡ−Ａ’線についての
縦断面図であり、図２は図３のＢ−Ｂ’線についての縦
断面図であり、図３は図１及び図２のスロット結合型マ
イクロストリップアンテナの平面図である。図１乃至図
３において、図４乃至図６と同一のものについては同一
の符号を付している。

【００１５】この第１の実施例のスロット結合型マイク
ロストリップアンテナは、図１乃至図２に示すように、
図４乃至図６に図示した従来例の接地導体板１０に代え
て、以下の３層の接地導体板３，４，５を設けたことを
特徴としている。 （ａ）アンテナ誘電体基板２を支持するためのアンテナ
誘電体基板支持用接地導体板３（以下、接地導体板３と
いう。）。 （ｂ）当該マイクロストリップアンテナの共振周波数に
おいて、給電用マイクロストリップ線路の入力端から当
該アンテナを見たときのインピーダンスを所定の線路イ
ンピーダンスに設定するようにインピーダンス整合させ
るためのインピーダンス調整用接地導体板４（以下、接
地導体板４という。）。 （ｃ）ＭＭＩＣ半導体基板６を支持するためのＭＭＩＣ
半導体基板支持用接地導体板５（以下、接地導体板５と
いう。）。

【００１６】図１乃至図３に示すように、アンテナ誘電
体基板２を支持するために所定の比較的厚い厚さを有し
かつ中央部に厚さ方向に貫通するように形成された矩形
スロット３ｓを有する接地導体板３の上面に、アンテナ
誘電体基板２が、接着剤などを用いて接着されることに
よって固定されるように形成される。そして、当該アン
テナ誘電体基板２の中央部に矩形形状の放射導体１が形
成される。一方、ＭＭＩＣ半導体基板６を支持するため
に所定の比較的厚い厚さを有しかつ中央部に厚さ方向に
貫通するように形成された矩形スロット５ｓを有する接
地導体板５の下面に、ＭＭＩＣが搭載又は内蔵されたＭ
ＭＩＣ半導体基板６が、ダイボンディングなどを施して
固定されるように形成される。そして、半導体基板６の
下面には、矩形スロット５ｓの長手方向と直交するよう
にストリップ導体７が形成される。ここで、ストリップ
導体７と接地導体板５とによって、給電用マイクロスト
リップ線路が構成される。

【００１７】さらに、接地導体板３と接地導体板５との
間に、接地導体板３，５の各厚さよりも薄い厚さを有し
かつ中央部に厚さ方向に貫通する矩形スロット４ｓを有
するインピーダンス調整用接地導体板４が、まず最初は
接着剤などを用いず固定することなく挟設される。ここ
で、放射導体１は、その各辺がそれぞれ矩形スロット３
ｓ，４ｓ，５ｓの矩形の各辺に平行するようにかつその
中心が矩形スロット３ｓ，４ｓ，５ｓの各矩形の中心に
一致するように各矩形スロット３ｓ，４ｓ，５ｓの直上
部に形成される。

【００１８】従来例の矩形スロット１０ｓの長手方向の
長さと幅はそれが形成された接地導体板１０において同
一であるが、本実施例においては、矩形スロット３ｓ，
４ｓ，５ｓの長手方向の長さと幅を互いに異なるように
設定されている。ここで、インピーダンス調整用接地導
体板４の矩形スロット４ｓの長手方向の長さは、他の接
地導体板３，５の矩形スロット３ｓ，５ｓの長手方向の
長さに比較して短く設定する必要がある。この矩形スロ
ット３ｓ，４ｓ，５ｓの長さと幅の設定については後の
＜矩形スロットの大きさ＞において詳細後述する。

【００１９】このように、接地導体板４が接地導体板
３，５間に挟設されているものの、接着剤などを用いて
固定されていない状態で、上述のインピーダンス調整が
実行される。すなわち、種々の長手方向の長さ又は種々
の大きさを有する矩形スロット４ｓが形成された複数の
接地導体板４のうちの１つを選択的に接地導体板３，５
の間に挟設し、もしくは１つの接地導体板４の矩形スロ
ット４ｓの大きさを、そのスロットの内周面を切削する
ことによって変更することによって、矩形スロット４ｓ
の長手方向の長さを調整することができる。これによっ
て、当該マイクロストリップアンテナの共振周波数にお
いて、給電用マイクロストリップ線路の入力端から当該
アンテナを見たときのインピーダンスを所定の線路イン
ピーダンスに設定してインピーダンス整合させるように
調整することができる。上記インピーダンス調整が終了
した後に、矩形スロット４の大きさが調整済みの接地導
体板４を接地導体板３，５間に、接着剤などを用いて固
定することができるように挟設する。

【００２０】以上のように構成されたスロット結合型マ
イクロストリップアンテナにおいては、給電用マイクロ
ストリップ線路に送信マイクロ波信号を入力したとき、
当該マイクロストリップ線路から放射される当該送信マ
イクロ波信号の電磁波が矩形スロット５ｓ，４ｓ，３ｓ
を介して放射導体１を励振する。このとき、当該電磁波
は放射導体１の表面に対して垂直な方向で自由空間に向
けて放射される。

【００２１】以上の実施例では、接地導体板３，５に比
較して薄い厚さを有する接地導体板４を用いてインピー
ダンス調整を行うことができるので、より厚い接地導体
板を用いる場合に比較して安価でかつ容易にインピーダ
ンス調整することができる。また、ＭＭＩＣを搭載又は
内蔵した半導体基板６をはがしたりせず、接地導体板５
上に固定された状態で接地導体板４の矩形スロット４ｓ
の大きさのみを変更することにより上記インピーダンス
調整を行うことができる。これによって、ＭＭＩＣに対
して損傷を与えないで破壊することなく、また、インピ
ーダンス調整用接地導体板４をただ単に接地導体板３，
５間に挟設するだけでより取り扱いが簡単な方法でかつ
実際に使用する状態でインピーダンス調整を実行するこ
とができる。言い換えれば、本実施例によれば、インピ
ーダンス調整は、３層の接地導体板３，４，５のうち放
射導体１が形成された誘電体基板２の直下に位置する１
層の接地導体板４でのみ可能であり、他方の２つの層の
接地導体板３，５は矩形スロット３ｓ，５ｓの長さは固
定である。

【００２２】また、本実施例では、３層の接地導体板
３，４，５を用いて比較的厚い接地導体板を構成してい
るので、ＭＭＩＣを搭載又は内蔵する半導体基板６を強
固に支持することができるとともに、上記接地導体板
３，４，５は当該ＭＭＩＣで発生する熱を効率的に放熱
する放熱板として用いることができる。

【００２３】＜第２の実施例＞図７は、本発明に係る第
２の実施例であるスロット結合型マイクロストリップア
ンテナの第１の縦断面図であって、図１の第１の実施例
の第１の縦断面図に対応する図である。また、図８は、
第２の実施例であるスロット結合型マイクロストリップ
アンテナの第２の縦断面図であって、図２の第１の実施
例の第２の縦断面図に対応する図である。

【００２４】この第２の実施例は、図７及び図８に示す
ように、誘電体基板２と半導体基板６との間に、上から
順に、下記の３層の接地導体板が形成されたことを特徴
としている。 （ａ）当該マイクロストリップアンテナの共振周波数に
おいて、給電用マイクロストリップ線路の入力端から当
該アンテナを見たときのインピーダンスを所定の線路イ
ンピーダンスに設定するようにインピーダンス整合させ
るためのインピーダンス調整用接地導体板４。 （ｂ）ＭＭＩＣ半導体基板６を支持するための第１のＭ
ＭＩＣ半導体基板支持用接地導体板５ａ（以下、第１の
接地導体板５ａという。）。 （ｃ）ＭＭＩＣ半導体基板６を支持するための第２のＭ
ＭＩＣ半導体基板支持用接地導体板５ｂ（以下、第２の
接地導体板５ｂという。）。

【００２５】この第２の実施例においては、第１の実施
例に比較すれば、接地導体板３が無く、接地導体板５が
２層の構造となっており、また、接地導体板４，５ａ，
５ｂ内に形成される矩形スロットの大きさはその断面で
階段形状で変化している。この矩形スロット４ｓ，５ａ
ｓ，５ｂｓの長手方向の長さと幅は、以下のように互い
に異ならせており、ここで、インピーダンス調整用接地
導体板４の矩形スロット４ｓの長手方向の長さは、他の
接地導体板５ａ，５ｂの矩形スロット５ａｓ，５ｂｓの
長手方向の長さに比較して短く設定する必要があり、矩
形スロット４ｓ，５ａｓ，５ｂｓの長手方向の長さと幅
は詳細後述するように設定される。

【００２６】第２の実施例において、矩形スロット４
ｓ，５ａｓ，５ｂｓの大きさは以下のように設定されて
いる。

【数１】Ｗｓ１＜Ｗｓ２＜Ｗｓ３

【数２】Ｌｓ３＜Ｌｓ１＜Ｌｓ２ ここで、Ｗｓ１は接地導体板５ｂの矩形スロット５ｂｓ
の幅であり、Ｗｓ２は接地導体板５ａの矩形スロット５
ａｓの幅であり、Ｗｓ３は接地導体板４の矩形スロット
４ｓの幅である。また、Ｌｓ１は接地導体板５ｂの矩形
スロット５ｂｓの長手方向の長さであり、Ｌｓ２は接地
導体板５ａの矩形スロット５ａｓの長手方向の長さであ
り、Ｌｓ３は接地導体板４の矩形スロット４ｓの長手方
向の長さである。

【００２７】以上の第２の実施例においては、第１の実
施例と同様に動作し、接地導体板４後の矩形スロット４
ｓの大きさを調整することによりインピーダンス調整を
実行することができ、第１の実施例と同様の効果を有す
る。すなわち、本実施例によれば、インピーダンス調整
は、３層の接地導体板４，５ａ，５ｂのうち放射導体１
が形成された誘電体基板２の直下に位置する１層の接地
導体板４でのみ可能であり、他方の２つの層の接地導体
板５ａ，５ｂにおける矩形スロット５ａｓ，５ｂｓの長
さは固定である。また、インピーダンス調整前におい
て、半導体基板６と２枚の接地導体板５ａ，５ｂは接着
剤などを用いて固定されるが、接地導体板４は誘電体基
板２と接地導体板５ａとの間に接着固定されるように挟
設される。そして、インピーダンス調整後、接地導体板
４は誘電体基板２と接地導体板５ａとの間に接着剤など
を用いて接着固定される。

【００２８】＜第３の実施例＞図９は、本発明に係る第
３の実施例であるスロット結合型マイクロストリップア
ンテナの第１の縦断面図であって、図１の第１の実施例
の第１の縦断面図に対応する図である。また、図１０
は、第３の実施例であるスロット結合型マイクロストリ
ップアンテナの第２の縦断面図であって、図２の第１の
実施例の第２の縦断面図に対応する図である。

【００２９】この第３の実施例は、図９及び図１０に示
すように、誘電体基板２と半導体基板６との間に、上か
ら順に、下記の２層の接地導体板が形成されたことを特
徴としている。 （ａ）当該マイクロストリップアンテナの共振周波数に
おいて、給電用マイクロストリップ線路の入力端から当
該アンテナを見たときのインピーダンスを所定の線路イ
ンピーダンスに設定するようにインピーダンス整合させ
るためのインピーダンス調整用接地導体板４。 （ｂ）ＭＭＩＣ半導体基板６を支持するためのＭＭＩＣ
半導体基板支持用接地導体板５ｃ（以下、接地導体板５
ｃという。）。ここで、特に、第３の実施例において
は、接地導体板５ｃに形成された矩形スロット５ｃｓの
断面形状がテーパー形状で変化して形成されていること
を特徴としている。

【００３０】この第３の実施例においては、第１の実施
例に比較すれば、接地導体板３が無く、接地導体板が２
層の接地導体板４，５ｃからなる構造となっており、ま
た、接地導体板５ｃ内に形成される矩形スロットの断面
形状はテーパー形状で変化している。ここで、矩形スロ
ット５ｃｓは、接地導体板５ｃの厚さ方向の一部分でテ
ーパー形状であって、その他の部分で直線形状であって
もよい。

【００３１】この矩形スロット４，５ｃの長手方向の長
さと幅は、以下のように互いに異ならせており、ここ
で、インピーダンス調整用接地導体板４の矩形スロット
４ｓの長手方向の長さは、他の接地導体板５ｃの矩形ス
ロット５ｃｓの長手方向の最大長さに比較して短く設定
する必要があり、矩形スロット４ｓ，５ｃｓの長手方向
の長さと幅は詳細後述するように設定される。

【００３２】第３の実施例において、矩形スロット４
ｓ，５ｃｓの大きさは以下のように設定されている。

【数３】（矩形スロット５ｃｓの最大幅）＜Ｗｓ３

【数４】Ｌｓ３＜（矩形スロット５ｃｓの最大の長さ）

【００３３】以上の第３の実施例においては、第１の実
施例と同様に動作し、接地導体板４後の矩形スロット４
ｓの大きさを調整することによりインピーダンス調整を
実行することができ、第１の実施例と同様の効果を有す
る。すなわち、本実施例によれば、インピーダンス調整
は、２層の接地導体板４，５ｃのうち放射導体１が形成
された誘電体基板２の直下に位置する１層の接地導体板
４でのみ可能であり、他方の層の接地導体板５ｃにおけ
る矩形スロット５ｃｓの長さは固定である。また、イン
ピーダンス調整前において、半導体基板６と接地導体板
５ｃは接着剤などを用いて固定されるが、接地導体板４
は誘電体基板２と接地導体板５ｃとの間に接着固定され
るように挟設される。そして、インピーダンス調整後、
接地導体板４は誘電体基板２と接地導体板５ｃとの間に
接着剤などを用いて接着固定される。

【００３４】この第３の実施例においては、接地導体板
５の矩形スロット５ｃｓの断面形状がテーパー形状とな
っているが、この理由は以下の通りである。インピーダ
ンス調整用接地導体板４の矩形スロット４ｓの大きさに
ついては、例えばレーザー加工のようなより精度の良好
な加工方法を用いて調整する必要があるが、精度が要求
されない接地導体板５の矩形スロット５ｃｓについて
は、単純なウエットエッチング方法を用いて矩形スロッ
ト５ｃｓの内周面をサイドエッチングにより加工すれば
よいからである。これにより、よりめりはりのきいた加
工を行うことができ、矩形スロットのすべての内周面を
高精度の加工を実行することに比較して、全体から見た
加工工程を簡単にすることができるという特有の効果が
ある。

【００３５】なお、第２の実施例における接地導体板５
ａ，５ｂの矩形スロット５ａｓ，５ｂｓの内周面のうち
少なくとも一部分を、第３の実施例と同様に、その断面
をテーパー形状として形成してもよい。

【００３６】＜矩形スロットの大きさ＞本発明者は、第
２の実施例のスロット結合型マイクロストリップアンテ
ナを以下のパラメータ値を用いて試作して各種の測定を
行い、矩形スロットの大きさの設定について考察した。 （ａ）放射導体１の１辺の長さＬｐ＝Ｗｐ＝３．５ｍ
ｍ； （ｂ）Ｗｓ３＝０．４ｍｍ； （ｃ）Ｗｓ２＝０．２５ｍｍ； （ｄ）Ｗｓ１＝０．２ｍｍ； （ｅ）Ｌｓ３＝２．４ｍｍ； （ｆ）Ｌｓ２＝５．２ｍｍ； （ｇ）Ｌｓ１＝３．５ｍｍ。

【００３７】本発明者の実験から、矩形スロットの大き
さの設定について、以下のことがわかった。従来、上記
インピーダンス調整を実行するためには、矩形スロット
の長手方向の長さを調整することにより実行されている
が、本発明に係る実施例のように、複数の接地導体板を
設けた場合、各接地導体板に形成された矩形スロットの
うち長手方向の長さが一番短いものがインピーダンス調
整に用いることに適している。これは、接地導体板の各
層の矩形スロットのうちの一番短いものの長さの変化が
一番強くインピーダンスに反映されるからである。「従
来技術で公知の単一の層からなる同一の厚さを有する接
地導体板のみで構成された場合の矩形スロットの長さＬ
ｓ０」と等しいか又はそれよりも長い接地導体板５ａ，
５ｂ上の矩形スロット５ａｓ，５ｂｓを設定した場合
に、上記長さＬｓ０と等しいか又はそれよりも短く設定
することによってインピーダンス調整を行うことができ
る。従って、インピーダンス調整用接地導体板４以外の
接地導体板の矩形スロットの長さは上記長さＬｓ０より
も長く設定する必要がある。このように設定しないと、
給電用マイクロストリップ線路から放射導体１に向かっ
て放射された電磁界が、インピーダンス調整用接地導体
板４以外の接地導体板の矩形スロットの長さが上記長さ
Ｌｓ０よりも短く設定された矩形スロットの接地導体板
でカットオフされてしまい放射導体１まで到達せず、放
射導体１を励振しない状態となるからである。

【００３８】また、インピーダンス調整用接地導体板４
の設置位置は、アンテナ誘電体基板２の直下でそれに最
も近い層（第２の実施例及び第３の実施例を参照。）
か、又はアンテナ誘電体基板２を支持する接地導体板３
の直下でそれに最も近い層（第１の実施例を参照。）で
あることが好ましい。これは、ＭＭＩＣ半導体基板６を
支持する接地導体板５，５ａ，５ｂ，５ｃでは、従来技
術の項で説明したように、これらの接地導体板５，５
ａ，５ｂ，５ｃの矩形スロットの大きさを調整すること
はきわめて難しく、ＭＭＩＣに対して損傷を与えるおそ
れがあるためである。

【００３９】さらに、上記に加えて、マイクロストリッ
プアンテナの動作原理から考えて、従来より広く行われ
ているキャビティとしての類推を行うと、放射導体と接
地導体板に挟まれたアンテナ導体基板は、放射導体から
のフリンジング部分まで加味した領域においてキャビテ
ィとして動作することにより、良好なアンテナとしての
動作が得られると考えられる。ここで、誘電体基板２の
直下であって最も近接する層の第１接地導体板の矩形ス
ロットの長さを、その次の近接する層の第２接地導体板
の矩形スロットの長さよりも長く設定したとき、当該キ
ャビティは第１の接地導体板の矩形スロットのみなら
ず、第２接地導体板の矩形スロットの部分にも依存して
動作し、当該キャビティとしての良好な動作が阻害され
る可能性が高い。このため、インピーダンス調整用接地
導体板４は第２の実施例又は第３の実施例に示すよう
に、誘電体基板２の直下の最も近接した位置に設けるこ
とが好ましい。

【００４０】矩形スロットの幅Ｗｓ１とＷｓ２は必ずし
も、幅Ｗｓ３より広く設定する必要はない。これは、矩
形スロットの幅が所定の幅内であるときは、当該スロッ
ト結合型マイクロストリップアンテナに対して支配的な
パラメータとなることはないという公知事実から導かれ
る。

【００４１】＜変形例＞以上の実施例において、矩形形
状のスロット３ｓ，４ｓ，５ｓ，５ａｓ，５ｂｓ，５ｃ
ｓを備えているが、本発明はこれに限らず、例えば円形
又は楕円形状のスロットを備えてもよい。以上の実施例
において、ストリップ導体７は、スロット３ｓ，４ｓ，
５ｓ，５ａｓ，５ｂｓ，５ｃｓと直交するように形成さ
れているが、本発明はこれに限らず、少なくとも０度を
超える角度で交差するように形成してもよい。

【００４２】以上の実施例において、接地導体板３，
４，５，５ａ，５ｂ，５ｃは多層の接地導体板で積層さ
れたものであってもよい。

【００４３】以上の第１の実施例において、３枚の接地
導体板３，４，５を備えているが、本発明はこれに限ら
ず、３枚を超える層の接地導体板を備えてもよい。以上
の第２の実施例において、３枚の接地導体板４，５ａ，
５ｂを備えているが、本発明はこれに限らず、３枚を超
える層の接地導体板を備えてもよい。以上の第３の実施
例において、２枚の接地導体板４，５ｃを備えている
が、本発明はこれに限らず、２枚を超える層の接地導体
板を備えてもよい。本発明は、言い換えれば、少なくと
も２枚の接地導体板にてなる２層以上の構造の接地導体
板であればよい。

【００４４】以上の実施例において、半導体基板６を用
いているが、本発明はこれに限らず、これに代えて誘電
体基板を用いてもよい。

【００４５】以上の実施例においては、１つのスロット
結合型マイクロストリップアンテナについて述べている
が、本発明はこれに限らず、複数のスロット結合型マイ
クロストリップアンテナを所定の間隔だけ離れて形成し
てアレーアンテナを構成してもよい。特に、本実施例で
は、アンテナ全体で比較的厚い厚さを有する接地導体板
３，４，５，５ａ，５ｂ，５ｃを用いているので、上記
アレーアンテナの形成は容易であり、例えば移動体通信
用アンテナとして用いることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、誘
電体基板と基板との間に接地導体板を挟設し、上記誘電
体基板上に放射導体を形成する一方、上記接地導体板と
は反対の側の上記基板上に給電線路を形成し、上記放射
導体の直下の接地導体板に上記給電線路と交差するよう
に形成され、上記給電線路と上記放射導体とを電磁的に
結合するスロットを備えてなるスロット結合型マイクロ
ストリップアンテナにおいて、上記接地導体板は、第１
のスロットを有する第１の接地導体板と、第２のスロッ
トを有しかつ上記基板を支持する第２の接地導体板とを
含む少なくとも２層の接地導体板で積層されてなり、上
記第１のスロットと上記第２のスロットは、互いに連通
しかつ、上記第１のスロットの長手方向と、上記第２の
スロットの長手方向とが互いに平行となるように形成さ
れ、上記給電線路における電磁波を上記放射導体に伝送
して、同一の上記放射導体を励振し、上記第１のスロッ
トは、上記第２のスロットの長手方向の長さよりも短い
長手方向の長さを有し、より短い長手方向の長さを有す
る上記第１のスロットの長手方向の長さを調整すること
によって、上記給電線路の入力端から上記スロット結合
型マイクロストリップアンテナのインピーダンスを見た
インピーダンスを上記給電線路のインピーダンスに一致
するようにインピーダンス調整をするために上記第１の
スロットが形成されている。

【００４７】従って、例えば比較的薄い厚さを有する第
１の接地導体板を用いてインピーダンス調整を行うこと
ができるので、より厚い接地導体板を用いる場合に比較
して安価でかつ容易にインピーダンス調整することがで
きる。また、ＭＭＩＣを搭載又は内蔵した基板をはがし
たりせず、別の第２の接地導体板上に固定された状態で
第１のスロットの大きさのみを変更することにより上記
インピーダンス調整を行うことができる。これによっ
て、ＭＭＩＣに対して損傷を与えないで破壊することな
く、また、上記第１のインピーダンス調整用接地導体板
をただ単に上記誘電体基板と上記基板との間に挟設する
だけでより取り扱いが簡単な方法でかつ実際に使用する
状態でインピーダンス調整を実行することができる。

【００４８】また、本発明によれば、少なくとも２層の
接地導体板を用いて比較的厚い接地導体板を構成してい
るので、ＭＭＩＣを搭載又は内蔵する基板を強固に支持
することができるとともに、上記接地導体板は当該ＭＭ
ＩＣで発生する熱を効率的に放熱する放熱板として用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施例であるスロット結
合型マイクロストリップアンテナの第１の縦断面図であ
って、図３のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。

【図２】 図３のＢ−Ｂ’線についての第２の縦断面図
である。

【図３】 図１及び図２のスロット結合型マイクロスト
リップアンテナの平面図である。

【図４】 従来例のスロット結合型マイクロストリップ
アンテナの第１の縦断面図であって、図６のＣ−Ｃ’線
についての縦断面図である。

【図５】 図６のＤ−Ｄ’線についての第２の縦断面図
である。

【図６】 図４及び図５のスロット結合型マイクロスト
リップアンテナの平面図である。

【図７】 本発明に係る第２の実施例であるスロット結
合型マイクロストリップアンテナの第１の縦断面図であ
って、図１の第１の実施例の第１の縦断面図に対応する
図である。

【図８】 第２の実施例であるスロット結合型マイクロ
ストリップアンテナの第２の縦断面図であって、図２の
第１の実施例の第２の縦断面図に対応する図である。

【図９】 本発明に係る第３の実施例であるスロット結
合型マイクロストリップアンテナの第１の縦断面図であ
って、図１の第１の実施例の第１の縦断面図に対応する
図である。

【図１０】 第３の実施例であるスロット結合型マイク
ロストリップアンテナの第２の縦断面図であって、図２
の第１の実施例の第２の縦断面図に対応する図である。

【符号の説明】

１…放射導体、 ２…アンテナ誘電体基板、 ３…アンテナ誘電体基板支持用接地導体板、 ４…インピーダンス調整用接地導体板、 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ…ＭＭＩＣ半導体基板支持用接地
導体板、 ６…ＭＭＩＣ半導体基板、 ７…ストリップ導体、 ３ｓ，４ｓ，５ｓ，５ａｓ，５ｂｓ、５ｃｓ…矩形スロ
ット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 唐沢 好男 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 ５番地 株式会社エイ・ティ・アール光 電波通信研究所内 (56)参考文献 特開 平４−286204（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90826（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−199031（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板と基板との間に接地導体板を
   挟設し、上記誘電体基板上に放射導体を形成する一方、
   上記接地導体板とは反対の側の上記基板上に給電線路を
   形成し、上記放射導体の直下の接地導体板に上記給電線
   路と交差するように形成され、上記給電線路と上記放射
   導体とを電磁的に結合するスロットを備えてなるスロッ
   ト結合型マイクロストリップアンテナにおいて、 上記接地導体板は、 第１のスロットを有する第１の接地導体板と、 第２のスロットを有しかつ上記基板を支持する第２の接
   地導体板とを含む少なくとも２層の接地導体板で積層さ
   れてなり、 上記第１のスロットと上記第２のスロットは、互いに連
   通しかつ、上記第１のスロットの長手方向と、上記第２
   のスロットの長手方向とが互いに平行となるように形成
   され、上記給電線路における電磁波を上記放射導体に伝
   送して、同一の上記放射導体を励振し、 上記第１のスロットは、上記第２のスロットの長手方向
   の長さよりも短い長手方向の長さを有し、 より短い長手方向の長さを有する上記第１のスロットの
   長手方向の長さを調整することによって、上記給電線路
   の入力端から上記スロット結合型マイクロストリップア
   ンテナのインピーダンスを見たインピーダンスを上記給
   電線路のインピーダンスに一致するようにインピーダン
   ス調整をするために上記第１のスロットが形成されたこ
   とを特徴とするスロット結合型マイクロストリップアン
   テナ。
2. 【請求項２】 上記接地導体板はさらに、上記第２の接
   地導体板と上記基板との間に挟設され、上記第１のスロ
   ットよりも長い第３のスロットを有しかつ上記基板を支
   持する第３の接地導体板を備えたことを特徴とする請求
   項１記載のスロット結合型マイクロストリップアンテ
   ナ。
3. 【請求項３】 上記第１の接地導体板は上記誘電体基板
   と上記第２の接地導体板との間に挟設されたことを特徴
   とする請求項１又は２記載のスロット結合型マイクロス
   トリップアンテナ。
4. 【請求項４】 上記接地導体板のスロットの内周面のう
   ち、上記第１のスロットの内周面を除く少なくとも一部
   分を、その断面がテーパー形状となるように形成された
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載のスロット結
   合型マイクロストリップアンテナ。
5. 【請求項５】 上記接地導体板の内周面は、その断面が
   階段形状となるように形成されたことを特徴とする請求
   項１、２又は３記載のスロット結合型マイクロストリッ
   プアンテナ。
6. 【請求項６】 上記接地導体板はさらに、上記誘電体基
   板と上記第１の接地導体板との間に挟設され、上記第１
   のスロットよりも長い第４のスロットを有しかつ上記誘
   電体基板を支持する第４の接地導体板を備えたことを特
   徴とする請求項１記載のスロット結合型マイクロストリ
   ップアンテナ。
7. 【請求項７】 上記基板は半導体基板にてなり、マイク
   ロ波モノリシック集積回路を搭載したことを特徴とする
   請求項１乃至６のうちの１つに記載のスロット結合型マ
   イクロストリップアンテナ。