JP2785825B2 - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JP2785825B2 JP2785825B2 JP62190771A JP19077187A JP2785825B2 JP 2785825 B2 JP2785825 B2 JP 2785825B2 JP 62190771 A JP62190771 A JP 62190771A JP 19077187 A JP19077187 A JP 19077187A JP 2785825 B2 JP2785825 B2 JP 2785825B2
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- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば衛星放送を受信する場合等に用い
て好適な平面アンテナに関する。 〔発明の概要〕 この発明は、サスペンデッドライン給電形平面アンテ
ナにおいて、一対の金属又はメタライズドプラスチック
の一方に設けられた穴に対応する基板上に面状共振器形
プリント素子を配置することにより、薄形化、軽量化、
低廉化を図ると共に低伝送損失、広帯域化を図るように
したものである。 〔従来の技術〕 従来、放射素子の一部を形成する多数の穴を有する金
属又はメタライズドプラスチックで基板を挟み込むサス
ペンデッドライン給電形平面アンテナにおいて、多数の
穴に夫々対応して互いに直交する一対の励振プローブを
共通の平面上に形成し、一対の励振プローブへの給電信
号をサスペンデッドライン内で位相合成するようにした
円偏波平面アレイアンテナが提案されている（特願昭60
−162650号）。 これにより、薄形化が可能となり、機械的な構成も簡
略化でき、また安価で一般的に入手出来る基板を高周波
用に使用しても高価なマイクロストリップライン用基板
を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られる。 また、サスペンデッドラインは平面アンテナの給電回
路として低損失ラインを形成でき、しかも安価なフィル
ム状基板で形成できる等の有利な点があり、放射素子と
して円形あるいは矩形導波管開口素子を用いるため、比
較的広帯域にわたって利得偏差の少ないアレイアンテナ
を構成できる。 一方薄形化の手段としていわゆるパッチ型マイクロス
トリップラインアンテナ素子が考えられる。第７図は一
般的な円形のパッチ型マイクロストリップラインアンテ
ナの一例を示すもので、第７図Ａはその上面図、第７図
Ｂはその側面図である。第７図において、（11）は地
板、（12）は非誘電率εrを有する誘電体、（13）はパ
ッチとしてプリント素子である。共振周波数はプリント
素子（13）の直径Ｄで実質的に決定される。一般には給
電線と放射素子を同一面上に構成する場合、給電線での
放射損失は少なく、放射素子の放射効率は上げるのは互
いに矛盾するため、この第７図のパッチ型マイクロスト
リップラインアンテナの場合、特性としては狭帯域（利
得）である（IEEE Transaction on Antennas＆Propagat
ion, Vol. AP−29,No.1, Jan.'81のマイクロストリップ
ラインアンテナ特集号等を参照）。 また、無給電素子等を多層の基板等にて付加すること
等により利得の広帯域化を計る例がある（IEEE Transac
tionon on Antennas ＆ Propagation,Vol.AP−27,No.3,
May.'79 PP 270〜273参照）。第８図において、（11）
〜（13）は第７図と同様であり、（14）は空気又は誘電
体、（15）は無給電素子としてのプリント素子、（16）
は誘電体である。 更には円偏波の場合に、何個かの素子をペアにして、
位相（空間位相と給電線位相）を変化させて軸比の広帯
域化を計る場合もある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで上述の特願昭60−162650号等に記載されてい
るような円偏波平面アレイアンテナの場合、放射素子の
厚み（略第１の金属板と第２の金属板の厚み）が２〜2.
5cm程度となるため、アンテナの重量が金属の場合6.5kg
（40cm角の場合）、メタライズドプラスチックを用いて
も２〜3kg（40cm角の場合）程度しかならず、軽量化、
薄形化が困難で取扱いが大変である等の点から商品性に
欠けしかもメタライズドプラスチックの場合成型用金型
が必要であるので高価となると共に反りや均一性の点か
ら量産生が悪く、また金属の場合も切削工程が必要であ
るので量産性が悪く、コスト的にも高価になる等の欠点
があった。 また、上述した第７図の如きパッチ型マイクロストリ
ップラインアンテナの場合、広帯域化のためには、誘電
体（12）の比誘電率εrを小さく、逆に基板厚すなわち
誘電体ｈの厚さを大きくしなければならないが、この場
合の比誘電率εrは２〜2.5と大きく、しかも基板厚を大
きくすると給電線での放射損失が大きくなるので余り大
きくできず、結局その利得特性は例えば200MHz程度の狭
帯域になる欠点があった。 また、第８図の場合複数の基板を用いるので構成が複
雑になると共にコスト的にも高価になる等の欠点があっ
た。 いずれにしても第７図及び第８図の如きマイクロスト
リップライン構造では、低誘電率、低損失基板を使用し
ても伝送損失が比較的大きく、素子の広帯域化を工夫し
なければならない欠点があった。 この発明は斯る点に鑑みなされたもので、サスペンデ
ッドラインの特長を生かし、且つ薄形の放射素子を用い
て、高効率、広帯域のものを実現し、同時に薄形・軽量
化を同時達成できるようにした平面アンテナを提供する
ものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明による平面アンテナは、一対の金属板又はメ
タライズドプラスチック板（１），（２）に設けられた
保持部（４），（６）で基板（３）を挟み込むサスペン
デッドライン給電形平面アンテナにおいて、基板（３）
上に配置され、所定周波数で共振する複数の面状共振器
形プリント素子（８）がサスペンデッドラインによって
互いに連結され、保持部（４），（６）の一部に形成し
た空洞部（７）内にサスペンデッドラインが配置され、
面状共振器形プリント素子（８）はサスペンデッドライ
ンに対して所定角度の位置に対向する切欠（8a），（8
b）が設けられ、面状共振器形プリント素子（８）が対
面する金属板又はメタライズドプラスチック板（１），
（２）に、面状共振器形プリント素子（８）の形状，大
きさに対応する穴（５）を保持部（６）で囲まれるよう
に設けたものである。 〔作用〕 一対の金属板又はメタライズドプラスチック板で基板
を挟み込みサスペンデッドライン給電形とする。そし
て、面状共振器形プリント素子が対面する金属板又はメ
タライズドプラスチック板に、面状共振器形プリント素
子の形状，大きさに対応する穴を設けたことによって、
薄形化、軽量化、低廉化が図れると共に低伝送損失、広
帯域化が図れる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を第１図〜第６図に基づい
て詳しく説明する。 第１図はこの発明による円偏波放射素子の構成を示す
もので、第１図Ａはその上面図、第１図Ｂは第１図Ａに
おける線Ｉ−Ｉで切断して示す断面図である。第１図に
おいて、（１）は第１の金属板（又はメタライズドプラ
スチック板）、（２）は第２の金属板（又はメタライズ
ドプラスチック板）、（３）は第１及び第２の金属板
（１）（２）で挟持される薄膜の基板（フィルム状のフ
レキシブル基板）である。第１の金属板（１）は基板
（３）を保持するための凸部状の保持部（４）を有し、
第２の金属板（２）は例えば直径が14mmの穴いわゆるス
ロット形の穴（５）とこれの周囲に設けられて基板
（３）を保持するための凸部状の保持部（６）を有す
る。第１及び第２の金属板（１），（２）で基板（３）
を狭持するときに保持部（４）と（６）が一致するよう
に位置決めされる。なお、このときの第１の金属板
（１）と第２の金属板（２）の厚さは非常に薄くなり、
例えば夫々約2mm程度である。また、第１及び第２の金
属板（１），（２）で基板（３）を狭持した際に穴
（５）に連通する空洞部（７）が形成されるようになさ
れる。 （８）は基板（３）に第２の金属板（２）の穴（５）
に対応してこの穴（５）と同心円状に被着されたいわゆ
るパッチ形の面状共振器形プリント素子としての導体箔
であって、この導体箔（８）は空洞部（７）を介して連
結され、サスペンデッドラインを構成する。この場合略
円形をなす導体箔（８）は所定の周波数で共振する直径
とされており、円偏波を受信又は送信するためにサスペ
ンデッドラインに対して所定角度例えば45°の位置に対
向する切欠（8a）及び（8b）を設けている。そして、こ
の例では紙面手前側から電波を送信又は受信する場合、
右旋円偏波用となるようにしている。なお左旋円偏波用
はサスペンデッドラインに対して45°右旋円偏波用とは
反対側に切欠（8a）及び（8b）を設けるようにすればよ
い。 第２図は平面アレイを給電するサスペンデッドライン
の構成を示すもので、第１図Ｂにおいて線II−IIで切断
した状態を示している。ここでは例えば25〜100μｍ程
度のプリント基板（３）をエッチングして形成された導
体箔（８）が第１及び第２の金属板（１），（２）で囲
まれ、中空洞軸線路を構成している。すなわち、サスペ
ンデッドラインは第１及び第２の金属板（１），（２）
により形成される空洞部（７）内に配置される。この場
合基板（３）は薄く支持部材としてのみ働くので、低損
失基板でなくても伝送損失の少ない給電線路となる。例
えばテフロングラス基板を用いたオープンストリップラ
インの伝送損失は126Hzで４〜6dB/mであるが、サスペン
デッドラインの場合、25μｍフィルム基板で約2.5〜3dB
/mとなる。フィルム状のフレキシブル基板はテフロング
ラス基板を比べて安価であるので、構成面（特性）も含
めて利点がある。 第３図はこの発明による円偏波放射素子の特性を示す
もので、反射損失が−30dBと良好であり、素子単体で約
900MHzの帯域幅で−14dB以下（VSWR＜1.5）となってお
り、比較的利得が広帯域となっている。これは第１の金
属板（１）の上面から基板（３）の上面までの高さｈが
ｈ1mmであるのに対し、第１の金属板（１）と基板
（３）の間の空気と基板（３）の比誘電率からなる等価
比誘電率εerをεer1.05と、小さくできるからであ
る。 第４図は円偏波の軸比測定例であり、曲線ａは円偏波
放射素子が１個の場合、曲線ｂは４個の場合である。例
えば12GHzの周波数で約1dB位が許容範囲であるが、この
発明による平面アンテナはこれを十分に満足しているこ
とがわかる。 第５図は第１図に示すような円偏波放射素子を複数個
サスペンデッドラインで共相給電する回路構成を示すも
ので、これによりアレイを構成することになる。また第
６図の実線部分は第５図において線III−IIIで切断した
状態を示しており、第６図の破線部分は第５図の状態に
上側より第２の金属板（２）が被さった状態を示してい
る。 ここでは第１の金属板（１）に第２の金属板（２）に
穿設された穴（５）の周囲に対応して基板（３）を保持
するための保持部（４）を設ける。また、金属板（１）
を貫通する給電部（９）の周囲にも基板（３）を保持す
るための保持部（４）を設ける。更にアレイ外周部にも
保持部（４）を設ける。その他の部分は空洞部（７）を
構成する。これにより複数個の導体箔（８）が同じ空洞
部（７）内を通る場合もあり相互の結合が懸念される
が、導体箔（８）の間隔と空洞部（７）の上下の壁の間
隔を適当に選ぶことにより、必要なアイソレーションが
とれ、問題ない。そして、このとき電気力線は空洞部
（７）の上下の壁側へ集中するため、支持する基板
（３）に沿う電界がほとんどなくなり、これによって誘
電体損失が低下し、結果的にラインの伝送損失が低減さ
れることになる。 また、第２の金属板（２）にも第１の金属板（１）に
対応して保持部と空洞部を形成する。すなわち第２の金
属板（２）に穿設された穴（５）の周囲、給電部（但し
上面は閉塞されている）の周囲及びアレイ外周部に保持
部（６）が設けられ、その他の部分は空洞部（７）とさ
れる（第６図参照）。 このように設けられた保持部（４），（６）により基
板（３）は均一に保持されるため、たれ下がることな
く、しかも各放射素子、給電部等の周囲は従来と同様上
下の金属板（１），（２）が密着されるため、特定の周
波数における共振等は生じない。 第５図において、16個の放射素子を４個を１組として
４つのグループG1〜G4に分ける。各グループの接続点P1
は中心よりλg/2（λｇは中心周波数における線路波
長）ずらされ、接続点P2及びP3はλg/4ずらされて接続
される。これにより各グループにおいて、右上の放射素
子に対して右下の放射素子は90°、左下の放射素子は18
0°そして左上の放射素子は270°夫々位相的にずれてい
ることになり、これにより軸比が改善される。つまり、
空間位相と給電線位相を変化させて軸比の広帯域化を図
っている。 また、各グループの接続点P1及びP4〜P6は給電部
（９）の給電点（10）に対して等距離となるように相互
接続される。このような構成において、接続点P1及びP4
〜P6の位置を変えて給電位相や電力分配比を変えること
により各種の指向特性を得ることができる。つまり、接
続点P1及びP4〜P6に対する給電点（10）からの距離を変
えることにより位相が変化し、また、サスペンデッドラ
インの分岐している所で線を細くしたり、或いは太くし
たりしてインピーダンス比率を変えることにより振幅が
変わり、これによって指向特性を任意に変えることがで
きる。 このように本実施例では放射素子の厚み（略第１の金
属板と第２の金属板の厚み）が4mm程度となるため、ア
ンテナの重量が金属の場合約1.1kg（40cm角の場合）、
メタライズドプラスチックの場合0.3〜0.5kg（40cm角の
場合）となり軽量化、薄形化がはかれる。また、厚さが
薄いので金属のプレス加工が可能となり、量産性がよく
なり、軽量化、薄形化を相まってコストの低廉化、商品
性の向上を図ることができる。また、等価比誘電率εer
を1.05と小さくできるので利得の広帯域化を図ることが
できる。更に給電線としてサスペンデッドラインを用い
ると共に第２の金属板（２）に設ける穴（５）をいわゆ
るスロット形となし、しかもその径も約14mmと小さくし
ているので素子間隔が広くとれ、結果として給電線を太
くできるので伝送損失を少なくすることができる。ま
た、利得の広帯域化、伝送損失の低下によりアンテナの
利得（効率）を高くすることができる。 なお、上述の実施例では放射素子を主体に説明した
が、アンテナの可逆原理により、放射素子（又は放射素
子のアレイにより構成されるアンテナ）が、特性を何等
変更することなく受信素子（受信アンテナ）として作用
し得ることは勿論である。 また、上述の実施例では面状共振器形プリント素子の
形状は円形の場合を例にとり説明したが、これに限定さ
れず、その他の形状でもよい。 また、上述の実施例では、12GHzの周波数帯に適用し
た場合であるが、素子の寸法を変えることによりその他
の周波数帯にも同様に適用できる。 〔発明の効果〕 上述の如くこの発明によれば、所定周波数で共振する
複数の面状共振器形プリント素子がサスペンデッドライ
ンによって互いに連結され、保持部の一部に形成した空
洞部内にサスペンデッドラインが配置され、面状共振器
形プリント素子はサスペンデッドラインに対して所定角
度位置に対向する切欠が設けられ、面状共振器形プリン
ト素子が対面する金属板又はメタライズドプラスチック
板に、面状共振器形プリント素子の形状，大きさに対応
する穴を保持部で囲まれるように設けたので、軽量化、
薄形化、コストの低廉化が図れると共に量産性、商品性
を向上でき、しかも利得の広帯域化、給電線における伝
送損失の低減によりアンテナの利得（効率）を向上でき
る。
て好適な平面アンテナに関する。 〔発明の概要〕 この発明は、サスペンデッドライン給電形平面アンテ
ナにおいて、一対の金属又はメタライズドプラスチック
の一方に設けられた穴に対応する基板上に面状共振器形
プリント素子を配置することにより、薄形化、軽量化、
低廉化を図ると共に低伝送損失、広帯域化を図るように
したものである。 〔従来の技術〕 従来、放射素子の一部を形成する多数の穴を有する金
属又はメタライズドプラスチックで基板を挟み込むサス
ペンデッドライン給電形平面アンテナにおいて、多数の
穴に夫々対応して互いに直交する一対の励振プローブを
共通の平面上に形成し、一対の励振プローブへの給電信
号をサスペンデッドライン内で位相合成するようにした
円偏波平面アレイアンテナが提案されている（特願昭60
−162650号）。 これにより、薄形化が可能となり、機械的な構成も簡
略化でき、また安価で一般的に入手出来る基板を高周波
用に使用しても高価なマイクロストリップライン用基板
を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られる。 また、サスペンデッドラインは平面アンテナの給電回
路として低損失ラインを形成でき、しかも安価なフィル
ム状基板で形成できる等の有利な点があり、放射素子と
して円形あるいは矩形導波管開口素子を用いるため、比
較的広帯域にわたって利得偏差の少ないアレイアンテナ
を構成できる。 一方薄形化の手段としていわゆるパッチ型マイクロス
トリップラインアンテナ素子が考えられる。第７図は一
般的な円形のパッチ型マイクロストリップラインアンテ
ナの一例を示すもので、第７図Ａはその上面図、第７図
Ｂはその側面図である。第７図において、（11）は地
板、（12）は非誘電率εrを有する誘電体、（13）はパ
ッチとしてプリント素子である。共振周波数はプリント
素子（13）の直径Ｄで実質的に決定される。一般には給
電線と放射素子を同一面上に構成する場合、給電線での
放射損失は少なく、放射素子の放射効率は上げるのは互
いに矛盾するため、この第７図のパッチ型マイクロスト
リップラインアンテナの場合、特性としては狭帯域（利
得）である（IEEE Transaction on Antennas＆Propagat
ion, Vol. AP−29,No.1, Jan.'81のマイクロストリップ
ラインアンテナ特集号等を参照）。 また、無給電素子等を多層の基板等にて付加すること
等により利得の広帯域化を計る例がある（IEEE Transac
tionon on Antennas ＆ Propagation,Vol.AP−27,No.3,
May.'79 PP 270〜273参照）。第８図において、（11）
〜（13）は第７図と同様であり、（14）は空気又は誘電
体、（15）は無給電素子としてのプリント素子、（16）
は誘電体である。 更には円偏波の場合に、何個かの素子をペアにして、
位相（空間位相と給電線位相）を変化させて軸比の広帯
域化を計る場合もある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで上述の特願昭60−162650号等に記載されてい
るような円偏波平面アレイアンテナの場合、放射素子の
厚み（略第１の金属板と第２の金属板の厚み）が２〜2.
5cm程度となるため、アンテナの重量が金属の場合6.5kg
（40cm角の場合）、メタライズドプラスチックを用いて
も２〜3kg（40cm角の場合）程度しかならず、軽量化、
薄形化が困難で取扱いが大変である等の点から商品性に
欠けしかもメタライズドプラスチックの場合成型用金型
が必要であるので高価となると共に反りや均一性の点か
ら量産生が悪く、また金属の場合も切削工程が必要であ
るので量産性が悪く、コスト的にも高価になる等の欠点
があった。 また、上述した第７図の如きパッチ型マイクロストリ
ップラインアンテナの場合、広帯域化のためには、誘電
体（12）の比誘電率εrを小さく、逆に基板厚すなわち
誘電体ｈの厚さを大きくしなければならないが、この場
合の比誘電率εrは２〜2.5と大きく、しかも基板厚を大
きくすると給電線での放射損失が大きくなるので余り大
きくできず、結局その利得特性は例えば200MHz程度の狭
帯域になる欠点があった。 また、第８図の場合複数の基板を用いるので構成が複
雑になると共にコスト的にも高価になる等の欠点があっ
た。 いずれにしても第７図及び第８図の如きマイクロスト
リップライン構造では、低誘電率、低損失基板を使用し
ても伝送損失が比較的大きく、素子の広帯域化を工夫し
なければならない欠点があった。 この発明は斯る点に鑑みなされたもので、サスペンデ
ッドラインの特長を生かし、且つ薄形の放射素子を用い
て、高効率、広帯域のものを実現し、同時に薄形・軽量
化を同時達成できるようにした平面アンテナを提供する
ものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明による平面アンテナは、一対の金属板又はメ
タライズドプラスチック板（１），（２）に設けられた
保持部（４），（６）で基板（３）を挟み込むサスペン
デッドライン給電形平面アンテナにおいて、基板（３）
上に配置され、所定周波数で共振する複数の面状共振器
形プリント素子（８）がサスペンデッドラインによって
互いに連結され、保持部（４），（６）の一部に形成し
た空洞部（７）内にサスペンデッドラインが配置され、
面状共振器形プリント素子（８）はサスペンデッドライ
ンに対して所定角度の位置に対向する切欠（8a），（8
b）が設けられ、面状共振器形プリント素子（８）が対
面する金属板又はメタライズドプラスチック板（１），
（２）に、面状共振器形プリント素子（８）の形状，大
きさに対応する穴（５）を保持部（６）で囲まれるよう
に設けたものである。 〔作用〕 一対の金属板又はメタライズドプラスチック板で基板
を挟み込みサスペンデッドライン給電形とする。そし
て、面状共振器形プリント素子が対面する金属板又はメ
タライズドプラスチック板に、面状共振器形プリント素
子の形状，大きさに対応する穴を設けたことによって、
薄形化、軽量化、低廉化が図れると共に低伝送損失、広
帯域化が図れる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を第１図〜第６図に基づい
て詳しく説明する。 第１図はこの発明による円偏波放射素子の構成を示す
もので、第１図Ａはその上面図、第１図Ｂは第１図Ａに
おける線Ｉ−Ｉで切断して示す断面図である。第１図に
おいて、（１）は第１の金属板（又はメタライズドプラ
スチック板）、（２）は第２の金属板（又はメタライズ
ドプラスチック板）、（３）は第１及び第２の金属板
（１）（２）で挟持される薄膜の基板（フィルム状のフ
レキシブル基板）である。第１の金属板（１）は基板
（３）を保持するための凸部状の保持部（４）を有し、
第２の金属板（２）は例えば直径が14mmの穴いわゆるス
ロット形の穴（５）とこれの周囲に設けられて基板
（３）を保持するための凸部状の保持部（６）を有す
る。第１及び第２の金属板（１），（２）で基板（３）
を狭持するときに保持部（４）と（６）が一致するよう
に位置決めされる。なお、このときの第１の金属板
（１）と第２の金属板（２）の厚さは非常に薄くなり、
例えば夫々約2mm程度である。また、第１及び第２の金
属板（１），（２）で基板（３）を狭持した際に穴
（５）に連通する空洞部（７）が形成されるようになさ
れる。 （８）は基板（３）に第２の金属板（２）の穴（５）
に対応してこの穴（５）と同心円状に被着されたいわゆ
るパッチ形の面状共振器形プリント素子としての導体箔
であって、この導体箔（８）は空洞部（７）を介して連
結され、サスペンデッドラインを構成する。この場合略
円形をなす導体箔（８）は所定の周波数で共振する直径
とされており、円偏波を受信又は送信するためにサスペ
ンデッドラインに対して所定角度例えば45°の位置に対
向する切欠（8a）及び（8b）を設けている。そして、こ
の例では紙面手前側から電波を送信又は受信する場合、
右旋円偏波用となるようにしている。なお左旋円偏波用
はサスペンデッドラインに対して45°右旋円偏波用とは
反対側に切欠（8a）及び（8b）を設けるようにすればよ
い。 第２図は平面アレイを給電するサスペンデッドライン
の構成を示すもので、第１図Ｂにおいて線II−IIで切断
した状態を示している。ここでは例えば25〜100μｍ程
度のプリント基板（３）をエッチングして形成された導
体箔（８）が第１及び第２の金属板（１），（２）で囲
まれ、中空洞軸線路を構成している。すなわち、サスペ
ンデッドラインは第１及び第２の金属板（１），（２）
により形成される空洞部（７）内に配置される。この場
合基板（３）は薄く支持部材としてのみ働くので、低損
失基板でなくても伝送損失の少ない給電線路となる。例
えばテフロングラス基板を用いたオープンストリップラ
インの伝送損失は126Hzで４〜6dB/mであるが、サスペン
デッドラインの場合、25μｍフィルム基板で約2.5〜3dB
/mとなる。フィルム状のフレキシブル基板はテフロング
ラス基板を比べて安価であるので、構成面（特性）も含
めて利点がある。 第３図はこの発明による円偏波放射素子の特性を示す
もので、反射損失が−30dBと良好であり、素子単体で約
900MHzの帯域幅で−14dB以下（VSWR＜1.5）となってお
り、比較的利得が広帯域となっている。これは第１の金
属板（１）の上面から基板（３）の上面までの高さｈが
ｈ1mmであるのに対し、第１の金属板（１）と基板
（３）の間の空気と基板（３）の比誘電率からなる等価
比誘電率εerをεer1.05と、小さくできるからであ
る。 第４図は円偏波の軸比測定例であり、曲線ａは円偏波
放射素子が１個の場合、曲線ｂは４個の場合である。例
えば12GHzの周波数で約1dB位が許容範囲であるが、この
発明による平面アンテナはこれを十分に満足しているこ
とがわかる。 第５図は第１図に示すような円偏波放射素子を複数個
サスペンデッドラインで共相給電する回路構成を示すも
ので、これによりアレイを構成することになる。また第
６図の実線部分は第５図において線III−IIIで切断した
状態を示しており、第６図の破線部分は第５図の状態に
上側より第２の金属板（２）が被さった状態を示してい
る。 ここでは第１の金属板（１）に第２の金属板（２）に
穿設された穴（５）の周囲に対応して基板（３）を保持
するための保持部（４）を設ける。また、金属板（１）
を貫通する給電部（９）の周囲にも基板（３）を保持す
るための保持部（４）を設ける。更にアレイ外周部にも
保持部（４）を設ける。その他の部分は空洞部（７）を
構成する。これにより複数個の導体箔（８）が同じ空洞
部（７）内を通る場合もあり相互の結合が懸念される
が、導体箔（８）の間隔と空洞部（７）の上下の壁の間
隔を適当に選ぶことにより、必要なアイソレーションが
とれ、問題ない。そして、このとき電気力線は空洞部
（７）の上下の壁側へ集中するため、支持する基板
（３）に沿う電界がほとんどなくなり、これによって誘
電体損失が低下し、結果的にラインの伝送損失が低減さ
れることになる。 また、第２の金属板（２）にも第１の金属板（１）に
対応して保持部と空洞部を形成する。すなわち第２の金
属板（２）に穿設された穴（５）の周囲、給電部（但し
上面は閉塞されている）の周囲及びアレイ外周部に保持
部（６）が設けられ、その他の部分は空洞部（７）とさ
れる（第６図参照）。 このように設けられた保持部（４），（６）により基
板（３）は均一に保持されるため、たれ下がることな
く、しかも各放射素子、給電部等の周囲は従来と同様上
下の金属板（１），（２）が密着されるため、特定の周
波数における共振等は生じない。 第５図において、16個の放射素子を４個を１組として
４つのグループG1〜G4に分ける。各グループの接続点P1
は中心よりλg/2（λｇは中心周波数における線路波
長）ずらされ、接続点P2及びP3はλg/4ずらされて接続
される。これにより各グループにおいて、右上の放射素
子に対して右下の放射素子は90°、左下の放射素子は18
0°そして左上の放射素子は270°夫々位相的にずれてい
ることになり、これにより軸比が改善される。つまり、
空間位相と給電線位相を変化させて軸比の広帯域化を図
っている。 また、各グループの接続点P1及びP4〜P6は給電部
（９）の給電点（10）に対して等距離となるように相互
接続される。このような構成において、接続点P1及びP4
〜P6の位置を変えて給電位相や電力分配比を変えること
により各種の指向特性を得ることができる。つまり、接
続点P1及びP4〜P6に対する給電点（10）からの距離を変
えることにより位相が変化し、また、サスペンデッドラ
インの分岐している所で線を細くしたり、或いは太くし
たりしてインピーダンス比率を変えることにより振幅が
変わり、これによって指向特性を任意に変えることがで
きる。 このように本実施例では放射素子の厚み（略第１の金
属板と第２の金属板の厚み）が4mm程度となるため、ア
ンテナの重量が金属の場合約1.1kg（40cm角の場合）、
メタライズドプラスチックの場合0.3〜0.5kg（40cm角の
場合）となり軽量化、薄形化がはかれる。また、厚さが
薄いので金属のプレス加工が可能となり、量産性がよく
なり、軽量化、薄形化を相まってコストの低廉化、商品
性の向上を図ることができる。また、等価比誘電率εer
を1.05と小さくできるので利得の広帯域化を図ることが
できる。更に給電線としてサスペンデッドラインを用い
ると共に第２の金属板（２）に設ける穴（５）をいわゆ
るスロット形となし、しかもその径も約14mmと小さくし
ているので素子間隔が広くとれ、結果として給電線を太
くできるので伝送損失を少なくすることができる。ま
た、利得の広帯域化、伝送損失の低下によりアンテナの
利得（効率）を高くすることができる。 なお、上述の実施例では放射素子を主体に説明した
が、アンテナの可逆原理により、放射素子（又は放射素
子のアレイにより構成されるアンテナ）が、特性を何等
変更することなく受信素子（受信アンテナ）として作用
し得ることは勿論である。 また、上述の実施例では面状共振器形プリント素子の
形状は円形の場合を例にとり説明したが、これに限定さ
れず、その他の形状でもよい。 また、上述の実施例では、12GHzの周波数帯に適用し
た場合であるが、素子の寸法を変えることによりその他
の周波数帯にも同様に適用できる。 〔発明の効果〕 上述の如くこの発明によれば、所定周波数で共振する
複数の面状共振器形プリント素子がサスペンデッドライ
ンによって互いに連結され、保持部の一部に形成した空
洞部内にサスペンデッドラインが配置され、面状共振器
形プリント素子はサスペンデッドラインに対して所定角
度位置に対向する切欠が設けられ、面状共振器形プリン
ト素子が対面する金属板又はメタライズドプラスチック
板に、面状共振器形プリント素子の形状，大きさに対応
する穴を保持部で囲まれるように設けたので、軽量化、
薄形化、コストの低廉化が図れると共に量産性、商品性
を向上でき、しかも利得の広帯域化、給電線における伝
送損失の低減によりアンテナの利得（効率）を向上でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す上面図及び断面図、
第２図はこの発明の要部の断面図、第３図及び第４図は
この発明による円偏波放射素子の特性図、第５図はこの
発明による給電回路の説明に供するための図、第６図は
第５図の線III−IIIにおける断面図、第７図及び第８図
は夫々従来例の構成図である。 （１）は第１の金属板（又はメタライズドプラスチック
板）、（２）は第２の金属板（又はメタライズドプラス
チック板）、（３）は基板、（４），（６）は保持部、
（５）は穴、（７）は空洞部、（８）は導体箔である。
第２図はこの発明の要部の断面図、第３図及び第４図は
この発明による円偏波放射素子の特性図、第５図はこの
発明による給電回路の説明に供するための図、第６図は
第５図の線III−IIIにおける断面図、第７図及び第８図
は夫々従来例の構成図である。 （１）は第１の金属板（又はメタライズドプラスチック
板）、（２）は第２の金属板（又はメタライズドプラス
チック板）、（３）は基板、（４），（６）は保持部、
（５）は穴、（７）は空洞部、（８）は導体箔である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 伊藤 文寛
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ
ニー株式会社内
(56)参考文献 特開 昭62−23209（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−281704（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．一対の金属板又はメタライズドプラスチック板に設
けられた保持部で基板を挟み込むサスペンデッドライン
給電形平面アンテナにおいて、 所定周波数で共振する形状，大きさを有する複数の面状
共振器形プリント素子が上記基板上に配置され、 上記複数の面状共振器形プリント素子は基板上に配置さ
れたサスペンデッドラインによって互いに連結され、上
記保持部の一部に空洞部が形成され、この空洞部内に上
記サスペンデッドラインが配置され、 上記複数の面状共振器形プリント素子のそれぞれは上記
サスペンデッドラインに対して所定角度の位置に対向す
る切欠が設けられており、 上記面状共振器形プリント素子が対面する上記基板の前
面側の上記金属板又はメタライズドプラスチック板に、
上記面状共振器形プリント素子の形状，大きさに対応す
る穴を上記保持部で囲まれるように設けた、 ことを特徴とする平面アンテナ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62190771A JP2785825B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 平面アンテナ |
| AU19167/88A AU611174C (en) | 1987-07-30 | 1988-07-19 | Microwave antenna |
| US07/223,781 US5087920A (en) | 1987-07-30 | 1988-07-25 | Microwave antenna |
| CA000573135A CA1311555C (en) | 1987-07-30 | 1988-07-27 | Microwave antenna |
| DE3889027T DE3889027T2 (de) | 1987-07-30 | 1988-07-29 | Mikrowellenantenne. |
| EP88112349A EP0301580B1 (en) | 1987-07-30 | 1988-07-29 | Microwave antenna |
| KR88009570A KR970002682B1 (en) | 1987-07-30 | 1988-07-29 | Microwave antena |
| CN 88106383 CN1014383B (zh) | 1987-07-30 | 1988-07-30 | 微波天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62190771A JP2785825B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 平面アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6434002A JPS6434002A (en) | 1989-02-03 |
| JP2785825B2 true JP2785825B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=16263452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62190771A Expired - Lifetime JP2785825B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785825B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02174304A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Dx Antenna Co Ltd | 平面アンテナ |
| JPH02179008A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-12 | Dx Antenna Co Ltd | 平面アンテナ |
| JPH02180408A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-13 | Dx Antenna Co Ltd | 平面アンテナ |
| JP2846081B2 (ja) * | 1990-07-25 | 1999-01-13 | 日立化成工業株式会社 | トリプレート型平面アンテナ |
| FR2698212B1 (fr) * | 1992-11-16 | 1994-12-30 | Alcatel Espace | Source élémentaire rayonnante pour antenne réseau et sous-ensemble rayonnant comportant de telles sources. |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6223209A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Sony Corp | 円偏波平面アレイアンテナ |
-
1987
- 1987-07-30 JP JP62190771A patent/JP2785825B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6434002A (en) | 1989-02-03 |
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