JP3223594B2 - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
マイクロストリップアンテナInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロストリップア
ンテナに関し、特に、ビームをチルトさせるアレーアン
テナに用いて好適なマイクロストリップアンテナに関す
る。
ンテナに関し、特に、ビームをチルトさせるアレーアン
テナに用いて好適なマイクロストリップアンテナに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、小型、軽量、ロープロフィルな特
徴を有する平面アンテナが注目されつつある。そのロー
プロフィル性を更に生かす手法として、平面アンテナの
ビームチルトに関する研究が盛んに行われている。
徴を有する平面アンテナが注目されつつある。そのロー
プロフィル性を更に生かす手法として、平面アンテナの
ビームチルトに関する研究が盛んに行われている。
【0003】従来のビームをチルトさせる手法として用
いられる平面アンテナ素子単体は、通常のブロードサイ
ド型のアレーアンテナ同様にビームのピークが正面方向
にある素子を用いている。
いられる平面アンテナ素子単体は、通常のブロードサイ
ド型のアレーアンテナ同様にビームのピークが正面方向
にある素子を用いている。
【0004】実際に、ビームのピークが正面方向にある
マイクロストリップアンテナ素子の構成は、図8に示す
比誘電率εr からなる基板の厚さhの誘電体基板2の上
に放射導体1を配し、この放射導体1と対向する面に接
地導体3を配する構成にしている。この接地導体3側に
給電コネクタ5を設けている。給電点4は共に放射導体
1上にある。図8(a)は通常のマイクロストリップア
ンテナの平面図、図図8(b)は破断線I−I’におけ
る断面図である。
マイクロストリップアンテナ素子の構成は、図8に示す
比誘電率εr からなる基板の厚さhの誘電体基板2の上
に放射導体1を配し、この放射導体1と対向する面に接
地導体3を配する構成にしている。この接地導体3側に
給電コネクタ5を設けている。給電点4は共に放射導体
1上にある。図8(a)は通常のマイクロストリップア
ンテナの平面図、図図8(b)は破断線I−I’におけ
る断面図である。
【0005】また、上述したビームのピークが正面方向
にあるマイクロストリップアンテナの構成と異なる構成
として図8(c)に示す片側短絡型マイクロストリップ
アンテナがある。図8(c)は片側短絡型マイクロスト
リップアンテナの平面図を示し、図8(d)は図8
(c)の破断線J−J’における断面図である。この片
側短絡型マイクロストリップアンテナは、上記通常のマ
イクロストリップアンテナの零電位面を地板と短絡する
短絡面6を装荷することにより同一共振周波数で作動す
るにもかかわらず、素子寸法が通常のドミナントモード
で励振するマイクロストリップアンテナの1/2となる
小型平面アンテナである。
にあるマイクロストリップアンテナの構成と異なる構成
として図8(c)に示す片側短絡型マイクロストリップ
アンテナがある。図8(c)は片側短絡型マイクロスト
リップアンテナの平面図を示し、図8(d)は図8
(c)の破断線J−J’における断面図である。この片
側短絡型マイクロストリップアンテナは、上記通常のマ
イクロストリップアンテナの零電位面を地板と短絡する
短絡面6を装荷することにより同一共振周波数で作動す
るにもかかわらず、素子寸法が通常のドミナントモード
で励振するマイクロストリップアンテナの1/2となる
小型平面アンテナである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば上述
したマイクロストリップアンテナを航空機の機体側面に
設置して進行方向である前方を観測する場合やアレーア
ンテナの素子アンテナとして用いて低仰角に合成放射ビ
ームを向ける場合等で、利得が低下してしまうことにな
る。
したマイクロストリップアンテナを航空機の機体側面に
設置して進行方向である前方を観測する場合やアレーア
ンテナの素子アンテナとして用いて低仰角に合成放射ビ
ームを向ける場合等で、利得が低下してしまうことにな
る。
【0007】このような指向性の問題点を改善する方法
の一例として例えば、特開平3−157003号公報に
おいては、誘電体基板の一方の面には地導体を設け、他
方の面には対称軸を有する形状の放射導体を設けて上記
地導体と共に放射素子を形成し、放射導体の対称軸に沿
う位置に接地状態として対称軸の両側をそれぞれこの対
称軸に垂直な方向の共振器と成し、上記対称軸に対して
対称に2つの給電点を配し、2つの給電点間に電波の放
射方向に応じた位相差を発生させる手段を設けてマイク
ロストリップアンテナとすることにより、放射される電
波の合成放射ビームの主ビームの方向を可変とし、指向
性を変化させている。
の一例として例えば、特開平3−157003号公報に
おいては、誘電体基板の一方の面には地導体を設け、他
方の面には対称軸を有する形状の放射導体を設けて上記
地導体と共に放射素子を形成し、放射導体の対称軸に沿
う位置に接地状態として対称軸の両側をそれぞれこの対
称軸に垂直な方向の共振器と成し、上記対称軸に対して
対称に2つの給電点を配し、2つの給電点間に電波の放
射方向に応じた位相差を発生させる手段を設けてマイク
ロストリップアンテナとすることにより、放射される電
波の合成放射ビームの主ビームの方向を可変とし、指向
性を変化させている。
【0008】また、小型、薄型で放射特性の向上を図る
方法として特開平1−135107号公報では、方形パ
ッチの下方に位置する誘電体部分に低誘電率の基板を重
ねて厚くし、他方、方形パッチの有意の誘電体部を薄く
することより、誘電体を厚くして広帯域化を図り、且つ
素子アンテナ間の相互結合量が小さいマイクロストリッ
プアンテナを実現させている。
方法として特開平1−135107号公報では、方形パ
ッチの下方に位置する誘電体部分に低誘電率の基板を重
ねて厚くし、他方、方形パッチの有意の誘電体部を薄く
することより、誘電体を厚くして広帯域化を図り、且つ
素子アンテナ間の相互結合量が小さいマイクロストリッ
プアンテナを実現させている。
【0009】ところが、このようにアンテナビームの走
査角が大きいアレーアンテナは、ビームの走査方向での
アンテナ素子単体の利得が低下すると共に、所望の方向
以外にグレーティングローブが発生してアンテナの高利
得化を妨げている。
査角が大きいアレーアンテナは、ビームの走査方向での
アンテナ素子単体の利得が低下すると共に、所望の方向
以外にグレーティングローブが発生してアンテナの高利
得化を妨げている。
【0010】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
てなされたものであり、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を防ぐと共に、所望の方向以
外でのグレーティングローブの発生を抑えて、任意の方
向へのビームチルトを可能にすることのできるマイクロ
ストリップアンテナの提供を目的とする。
てなされたものであり、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を防ぐと共に、所望の方向以
外でのグレーティングローブの発生を抑えて、任意の方
向へのビームチルトを可能にすることのできるマイクロ
ストリップアンテナの提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロス
トリップアンテナは、誘電体層を介して接地導体に対向
する放射導体を備えたマイクロストリップアンテナにお
いて、上記放射導体の第1の中心線上で、且つ上記放射
導体の中心点に対して互いに対称となる位置に設けられ
た上記放射導体と上記接地導体とを短絡する2つの短絡
導体と、上記放射導体に設けられ、上記第1の中心線に
直交する第2の中心線を中心として互いに線対称な2つ
の導体剥離部と、上記放射導体の中心点に設けられた給
電点とを有することにより、上述の課題を解決する。
トリップアンテナは、誘電体層を介して接地導体に対向
する放射導体を備えたマイクロストリップアンテナにお
いて、上記放射導体の第1の中心線上で、且つ上記放射
導体の中心点に対して互いに対称となる位置に設けられ
た上記放射導体と上記接地導体とを短絡する2つの短絡
導体と、上記放射導体に設けられ、上記第1の中心線に
直交する第2の中心線を中心として互いに線対称な2つ
の導体剥離部と、上記放射導体の中心点に設けられた給
電点とを有することにより、上述の課題を解決する。
【0012】誘電体層を介して接地導体に対向する放射
導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、上
記放射導体の第1の中心線上で、且つ上記放射導体の中
心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記放
射導体と上記接地導体とを短絡する2つの短絡導体と、
上記放射導体に設けられ、上記第1の中心線に直交する
第2の中心線を中心として互いに線対称な2つの導体剥
離部と、上記2つの導体剥離部の間に形成された給電線
路上で、且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点
とを有することにより、上述の課題を解決する。
導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、上
記放射導体の第1の中心線上で、且つ上記放射導体の中
心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記放
射導体と上記接地導体とを短絡する2つの短絡導体と、
上記放射導体に設けられ、上記第1の中心線に直交する
第2の中心線を中心として互いに線対称な2つの導体剥
離部と、上記2つの導体剥離部の間に形成された給電線
路上で、且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点
とを有することにより、上述の課題を解決する。
【0013】
【作用】本発明のマイクロストリップアンテナは、放射
導体と接地導体とを短絡する2つの短絡導体と、2つの
導体剥離部を第1の中心線に直交する第2の中心線を中
心として互いに線対称な位置に設け、給電点を上記放射
導体の中心点に設けることにより、分離した2つの放射
導体を結合させている。短絡導体の幅を放射導体の幅よ
り小さくして給電線路を通常の放射導体の領域内に納め
る
導体と接地導体とを短絡する2つの短絡導体と、2つの
導体剥離部を第1の中心線に直交する第2の中心線を中
心として互いに線対称な位置に設け、給電点を上記放射
導体の中心点に設けることにより、分離した2つの放射
導体を結合させている。短絡導体の幅を放射導体の幅よ
り小さくして給電線路を通常の放射導体の領域内に納め
る
【0014】また、本発明のマイクロストリップアンテ
ナは、放射導体と接地導体とを短絡する2つの短絡導体
と、2つの導体剥離部を第1の中心線に直交する第2の
中心線を中心として互いに線対称な位置に設け、上記2
つの導体剥離部の間に形成された給電線路上で、且つ上
記中心点以外の位置に設けられた給電点を設けることに
より、短絡導体で区切られた2つの放射導体を同時に励
振させることを可能にする。
ナは、放射導体と接地導体とを短絡する2つの短絡導体
と、2つの導体剥離部を第1の中心線に直交する第2の
中心線を中心として互いに線対称な位置に設け、上記2
つの導体剥離部の間に形成された給電線路上で、且つ上
記中心点以外の位置に設けられた給電点を設けることに
より、短絡導体で区切られた2つの放射導体を同時に励
振させることを可能にする。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係るマイクロストリップアン
テナの実施例について、図面を参照しながら説明する。
テナの実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0016】図1に示す概略的な模式図は、本発明のマ
イクロストリップアンテナの基本構成について、説明す
るための図である。ここで、マイクロストリップアンテ
ナ10は、従来の構成でも説明したように誘電体層を介
して接地導体に対向する放射導体を備えた構成からなる
ものである。
イクロストリップアンテナの基本構成について、説明す
るための図である。ここで、マイクロストリップアンテ
ナ10は、従来の構成でも説明したように誘電体層を介
して接地導体に対向する放射導体を備えた構成からなる
ものである。
【0017】マイクロストリップアンテナ10の基本構
成を説明するため、図1(a)に示す平面図と、この平
面図の破断線A−A’に沿った破断面を図1(b)に示
す。マイクロストリップアンテナ10は上記放射導体1
1の第1の中心線A−A’上で、且つ上記放射導体11
の中心点CA に対して互いに対称となる位置に設けられ
た上記放射導体11と上記接地導体13とを短絡する2
つの短絡導体16と、上記放射導体11に設けられ、上
記第1の中心線A−A’に直交する第2の中心線X軸を
中心として互いに線対称な2つの導体剥離部18と、上
記放射導体11の中心点CA に設けられた給電点14と
で構成している。
成を説明するため、図1(a)に示す平面図と、この平
面図の破断線A−A’に沿った破断面を図1(b)に示
す。マイクロストリップアンテナ10は上記放射導体1
1の第1の中心線A−A’上で、且つ上記放射導体11
の中心点CA に対して互いに対称となる位置に設けられ
た上記放射導体11と上記接地導体13とを短絡する2
つの短絡導体16と、上記放射導体11に設けられ、上
記第1の中心線A−A’に直交する第2の中心線X軸を
中心として互いに線対称な2つの導体剥離部18と、上
記放射導体11の中心点CA に設けられた給電点14と
で構成している。
【0018】図1に示すマイクロストリップアンテナ
は、図1(a)及び図1(b)から明かなように基板の
厚さをhとする比誘電率εr からなる誘電体基板12の
上に放射導体11を配する。上記放射導体11の寸法
は、a×bの大きさである。上記放射導体11は、例え
ば方形、あるいは円形も含む楕円形に形成し、図1の場
合、方形を採っている。
は、図1(a)及び図1(b)から明かなように基板の
厚さをhとする比誘電率εr からなる誘電体基板12の
上に放射導体11を配する。上記放射導体11の寸法
は、a×bの大きさである。上記放射導体11は、例え
ば方形、あるいは円形も含む楕円形に形成し、図1の場
合、方形を採っている。
【0019】マイクロストリップアンテナ10は、図1
(a)及び(b)が示す放射導体11の中央部付近に2
箇所の導体剥離部18、18を設けている。放射導体1
1と接地導体13との間は、短絡導体16を用いて短絡
させている。この短絡導体16はそれぞれ幅をc/2か
らなる2つの短絡導体16、16で幅cの長さにしてい
る。また、放射導体11に配される2箇所の導体剥離部
18間に例えばマイクロストリップ線路等の給電線路1
7を設けている。放射導体の中心点CA には接地導体1
3側に設けた給電コネクタ15から給電される給電点1
4を設けている。
(a)及び(b)が示す放射導体11の中央部付近に2
箇所の導体剥離部18、18を設けている。放射導体1
1と接地導体13との間は、短絡導体16を用いて短絡
させている。この短絡導体16はそれぞれ幅をc/2か
らなる2つの短絡導体16、16で幅cの長さにしてい
る。また、放射導体11に配される2箇所の導体剥離部
18間に例えばマイクロストリップ線路等の給電線路1
7を設けている。放射導体の中心点CA には接地導体1
3側に設けた給電コネクタ15から給電される給電点1
4を設けている。
【0020】また、上記短絡導体16は、X軸に線対称
に設けた短絡面16、16に限定されることなく、導電
ピン、またはスルーホールで上記放射導体11と上記接
地導体13とをつないで構成することも可能である。
に設けた短絡面16、16に限定されることなく、導電
ピン、またはスルーホールで上記放射導体11と上記接
地導体13とをつないで構成することも可能である。
【0021】上記導体剥離部18は一辺の長さをl、他
方の辺を(b−c)とし、剥離面積をl×(b−c)に
設定している。上記給電線路17は、この剥離面内に長
さl、幅wで構成している。
方の辺を(b−c)とし、剥離面積をl×(b−c)に
設定している。上記給電線路17は、この剥離面内に長
さl、幅wで構成している。
【0022】この片側短絡型マイクロストリップアンテ
ナが通常のマイクロストリップアンテナのゼロ電位面を
接地導体と短絡したものであることは既に従来の説明に
おいて前述した通りである。この関係を図2に示してい
る。図2(a)に示す一辺aの通常のマイクロストリッ
プアンテナは共振周波数f0 で放射し、図2(b)に示
す一辺a/2からなる片側短絡型マイクロストリップア
ンテナは共振周波数fr で通常のマイクロストリップア
ンテナと同一周波数fr =f0 で放射する。このように
本発明のマイクロストリップアンテナは一方の片側短絡
型マイクロストリップアンテナの短絡導体16、16
は、他方の短絡導体として共有させた構造を有してい
る。これによって、マイクロストリップアンテナは、基
本的に短絡導体16、16によって区切られた同一共振
周波数で動作する2つの片側短絡型マイクロストリップ
アンテナとみなすことができ、通常のマイクロストリッ
プアンテナと同一寸法で、同一共振周波数で作動させる
ことが可能になる(図2cを参照)。
ナが通常のマイクロストリップアンテナのゼロ電位面を
接地導体と短絡したものであることは既に従来の説明に
おいて前述した通りである。この関係を図2に示してい
る。図2(a)に示す一辺aの通常のマイクロストリッ
プアンテナは共振周波数f0 で放射し、図2(b)に示
す一辺a/2からなる片側短絡型マイクロストリップア
ンテナは共振周波数fr で通常のマイクロストリップア
ンテナと同一周波数fr =f0 で放射する。このように
本発明のマイクロストリップアンテナは一方の片側短絡
型マイクロストリップアンテナの短絡導体16、16
は、他方の短絡導体として共有させた構造を有してい
る。これによって、マイクロストリップアンテナは、基
本的に短絡導体16、16によって区切られた同一共振
周波数で動作する2つの片側短絡型マイクロストリップ
アンテナとみなすことができ、通常のマイクロストリッ
プアンテナと同一寸法で、同一共振周波数で作動させる
ことが可能になる(図2cを参照)。
【0023】
【0024】次に、このマイクロストリップアンテナの
動作原理について図3〜図5を参照しながら説明する。
動作原理について図3〜図5を参照しながら説明する。
【0025】図3(a)はマイクロストリップアンテナ
の片側に注目した場合の放射導体11を示している。実
際に、片側短絡型マイクロストリップアンテナの短絡部
での入力インピーダンスは、図3(b)に示すように0
Ωになり、放射導体11の縁端方向に短絡部を移動させ
るに従い、入力インピーダンスが連続的に上昇し入力イ
ンピーダンスは縁端で最も高くなる。マイクロストリッ
プアンテナは、給電系の入力インピーダンスと内部に構
成された給電線路17の特性インピーダンスとが等しく
なる位置に給電点14をオフセットさせて設定すること
で整合させている。このようにオフセット量に対して入
力インピーダンスが決まることから、図3(c)に示す
背面給電でも、図3(d)に示す共平面オフセット給電
でも給電系のインピーダンスが同じならばオフセット量
は略々同じで良い。
の片側に注目した場合の放射導体11を示している。実
際に、片側短絡型マイクロストリップアンテナの短絡部
での入力インピーダンスは、図3(b)に示すように0
Ωになり、放射導体11の縁端方向に短絡部を移動させ
るに従い、入力インピーダンスが連続的に上昇し入力イ
ンピーダンスは縁端で最も高くなる。マイクロストリッ
プアンテナは、給電系の入力インピーダンスと内部に構
成された給電線路17の特性インピーダンスとが等しく
なる位置に給電点14をオフセットさせて設定すること
で整合させている。このようにオフセット量に対して入
力インピーダンスが決まることから、図3(c)に示す
背面給電でも、図3(d)に示す共平面オフセット給電
でも給電系のインピーダンスが同じならばオフセット量
は略々同じで良い。
【0026】図4は、マイクロストリップアンテナの各
タイプを示している。図4(a)は通常のマイクロスト
リップアンテナで、共振周波数f0 で放射する。図4
(b)は片側短絡型マイクロストリップアンテナにおい
て一辺の断面部をすべて短絡導体にした場合で、共振周
波数fr0で放射する。図4(c)は、図4(b)に示し
た片側短絡型マイクロストリップアンテナの短絡導体を
半分に両側に分離して設けた場合である。このマイクロ
ストリップアンテナの共振周波数はfr1である。また、
図4(d)のマイクロストリップアンテナは両側に短絡
ピンを設けた場合で、共振周波数がfr2になる。
タイプを示している。図4(a)は通常のマイクロスト
リップアンテナで、共振周波数f0 で放射する。図4
(b)は片側短絡型マイクロストリップアンテナにおい
て一辺の断面部をすべて短絡導体にした場合で、共振周
波数fr0で放射する。図4(c)は、図4(b)に示し
た片側短絡型マイクロストリップアンテナの短絡導体を
半分に両側に分離して設けた場合である。このマイクロ
ストリップアンテナの共振周波数はfr1である。また、
図4(d)のマイクロストリップアンテナは両側に短絡
ピンを設けた場合で、共振周波数がfr2になる。
【0027】これらマイクロストリップアンテナの共振
周波数には、 f0 =fr0>fr1>fr2 (1) の関係がある。この共振周波数の関係は、片側短絡型マ
イクロストリップアンテナの短絡導体の幅c及びその2
つの短絡導体に挟まれた区間の幅(b−c)に依存して
いる。また、この短絡導体の幅の変化は入力インピーダ
ンスにも影響する。これによって、片側短絡型マイクロ
ストリップアンテナは、短絡導体の幅cの減少に伴って
共振周波数が低下し、入力インピーダンスが上昇する。
周波数には、 f0 =fr0>fr1>fr2 (1) の関係がある。この共振周波数の関係は、片側短絡型マ
イクロストリップアンテナの短絡導体の幅c及びその2
つの短絡導体に挟まれた区間の幅(b−c)に依存して
いる。また、この短絡導体の幅の変化は入力インピーダ
ンスにも影響する。これによって、片側短絡型マイクロ
ストリップアンテナは、短絡導体の幅cの減少に伴って
共振周波数が低下し、入力インピーダンスが上昇する。
【0028】このように短絡導体の幅cが小さ過ぎる
と、全体的に高インピーダンスになる。この高インピー
ダンスになる傾向は急峻なため、給電線路17との整合
がとれなくなる場合も生じるので注意を要する。逆に、
片側短絡型マイクロストリップアンテナの共振周波数
は、短絡導体の幅によって制御が可能であるともいえ
る。
と、全体的に高インピーダンスになる。この高インピー
ダンスになる傾向は急峻なため、給電線路17との整合
がとれなくなる場合も生じるので注意を要する。逆に、
片側短絡型マイクロストリップアンテナの共振周波数
は、短絡導体の幅によって制御が可能であるともいえ
る。
【0029】なお、給電点(すなわち、X軸)方向でオ
フセットするための放射導体11を剥離させた部分は共
振周波数には顕著に影響しない。
フセットするための放射導体11を剥離させた部分は共
振周波数には顕著に影響しない。
【0030】以上の説明は一方のアンテナに着目した場
合であるが、図5は共振周波数及び入力インピーダンス
の整合が短絡導体をオフセットすることによって調整さ
れた片側短絡型マイクロストリップアンテナを反対向き
に接合してつなげたマイクロストリップアンテナの放射
導体11を示している。これら2つの片側短絡型マイク
ロストリップアンテナを結ぶ給電線路17上に給電点1
4を設定すれば、区切られた2つの放射導体11a、1
1bを同時に励振させることが可能になる。例えば給電
系のインピーダンスに対してマイクロストリップ線路等
の給電線路17の特性インピーダンスを2倍に設定すれ
ば、マイクロストリップアンテナは整合回路なしで直
接、給電が可能になる。
合であるが、図5は共振周波数及び入力インピーダンス
の整合が短絡導体をオフセットすることによって調整さ
れた片側短絡型マイクロストリップアンテナを反対向き
に接合してつなげたマイクロストリップアンテナの放射
導体11を示している。これら2つの片側短絡型マイク
ロストリップアンテナを結ぶ給電線路17上に給電点1
4を設定すれば、区切られた2つの放射導体11a、1
1bを同時に励振させることが可能になる。例えば給電
系のインピーダンスに対してマイクロストリップ線路等
の給電線路17の特性インピーダンスを2倍に設定すれ
ば、マイクロストリップアンテナは整合回路なしで直
接、給電が可能になる。
【0031】また、給電線路17の長さl方向の中心に
給電することにより、これら2つの片側短絡型マイクロ
ストリップアンテナは同相で励振されることになる。と
ころが、片側短絡型マイクロストリップアンテナは互い
に短絡導体の向きが逆に配設している。これによって、
本発明のマイクロストリップアンテナの放射電磁界が正
面(すなわち、Z軸)方向で打ち消し合うためにマイク
ロストリップアンテナはコニカルパターンを発生する。
給電することにより、これら2つの片側短絡型マイクロ
ストリップアンテナは同相で励振されることになる。と
ころが、片側短絡型マイクロストリップアンテナは互い
に短絡導体の向きが逆に配設している。これによって、
本発明のマイクロストリップアンテナの放射電磁界が正
面(すなわち、Z軸)方向で打ち消し合うためにマイク
ロストリップアンテナはコニカルパターンを発生する。
【0032】また、給電点14を給電線路17の長さ方
法の中心からオフセットすることにより、2つの放射導
体11a、11bの励振位相を任意に変えることが可能
になる。この位相差により、マイクロストリップアンテ
ナ10は非対称な放射パターンを放射する。
法の中心からオフセットすることにより、2つの放射導
体11a、11bの励振位相を任意に変えることが可能
になる。この位相差により、マイクロストリップアンテ
ナ10は非対称な放射パターンを放射する。
【0033】より具体的な実施例として実際にマイクロ
ストリップアンテナからこの励振位相の変化に応じて放
射される放射パターンの第1の実施例について図6を参
照しながら説明する。図6は、給電線路17の中央に給
電した場合の相対電力で表した放射パターンである。こ
の放射パターンは、X−Z平面のパターンを示してい
る。
ストリップアンテナからこの励振位相の変化に応じて放
射される放射パターンの第1の実施例について図6を参
照しながら説明する。図6は、給電線路17の中央に給
電した場合の相対電力で表した放射パターンである。こ
の放射パターンは、X−Z平面のパターンを示してい
る。
【0034】ここで、基板は、テフロンファイバ基板を
用いている。この基板のファクタは、それぞれ比誘電率
εr =2.6、基板の厚さh=1.6mmである。ま
た、マイクロストリップアンテナの構造及び電気的特性
のファクタとしては、放射導体寸法a=b=32.0m
m、短絡導体の幅c=28.0mm、給電線路17の特
性インピーダンスを100Ω(ただし、w=1.2m
m)に設定している。
用いている。この基板のファクタは、それぞれ比誘電率
εr =2.6、基板の厚さh=1.6mmである。ま
た、マイクロストリップアンテナの構造及び電気的特性
のファクタとしては、放射導体寸法a=b=32.0m
m、短絡導体の幅c=28.0mm、給電線路17の特
性インピーダンスを100Ω(ただし、w=1.2m
m)に設定している。
【0035】図6に示す放射パターンは、給電線路長l
=7.0mmに設定して共振周波数fr =2.535G
Hzで測定している。この相対電力のパターンは、Z軸
方向で打ち消し合いが生じるため、Z軸の角度θが略々
0°を中心にコニカルパターンを発生させていることが
判る。
=7.0mmに設定して共振周波数fr =2.535G
Hzで測定している。この相対電力のパターンは、Z軸
方向で打ち消し合いが生じるため、Z軸の角度θが略々
0°を中心にコニカルパターンを発生させていることが
判る。
【0036】このように構成することにより、同一共振
周波数で作動するドミナントモードで励振されるマイク
ロストリップアンテナと同一、あるいはそれ以下の寸法
で放射パターンをコニカルパターンにすることができ
る。
周波数で作動するドミナントモードで励振されるマイク
ロストリップアンテナと同一、あるいはそれ以下の寸法
で放射パターンをコニカルパターンにすることができ
る。
【0037】次に、マイクロストリップアンテナにおけ
る第2の実施例について図7を参照しながら説明する。
ここで、この基板のファクタは、それぞれ比誘電率εr
=2.6、基板の厚さh=1.6mmである。また、マ
イクロストリップアンテナの構造及び電気的特性のファ
クタとしては、放射導体寸法a=b=32.5mm、短
絡導体の幅c=29.0mm、給電線路17の特性イン
ピーダンスを100Ω(ただし、w=1.2mm)に設
定している。図7は、給電点14を給電線路17上でオ
フセットした位置に設けた場合の相対電力で表した放射
パターンである。この図7の放射パターンもX−Z平面
のパターンを示している。
る第2の実施例について図7を参照しながら説明する。
ここで、この基板のファクタは、それぞれ比誘電率εr
=2.6、基板の厚さh=1.6mmである。また、マ
イクロストリップアンテナの構造及び電気的特性のファ
クタとしては、放射導体寸法a=b=32.5mm、短
絡導体の幅c=29.0mm、給電線路17の特性イン
ピーダンスを100Ω(ただし、w=1.2mm)に設
定している。図7は、給電点14を給電線路17上でオ
フセットした位置に設けた場合の相対電力で表した放射
パターンである。この図7の放射パターンもX−Z平面
のパターンを示している。
【0038】図7に示す放射パターンは、給電線路長l
=12.0mm、給電点14からのオフセット量は5.
0mmに設定して共振周波数fr =2.535GHzで
測定している。この設定によってマイクロストリップア
ンテナは相対電力の放射パターンのピークを略々40°
にずらすことができる。
=12.0mm、給電点14からのオフセット量は5.
0mmに設定して共振周波数fr =2.535GHzで
測定している。この設定によってマイクロストリップア
ンテナは相対電力の放射パターンのピークを略々40°
にずらすことができる。
【0039】このように設定することによって、マイク
ロストリップアンテナは主ビーム方向をほぼ任意の角度
に設定することができ、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を抑えると共に、所望の方向
以外でのグレーティングローブの発生をも抑制すること
ができる。また、非対称な放射パターンを発生する平面
アンテナ素子単体を実現させることができる。
ロストリップアンテナは主ビーム方向をほぼ任意の角度
に設定することができ、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を抑えると共に、所望の方向
以外でのグレーティングローブの発生をも抑制すること
ができる。また、非対称な放射パターンを発生する平面
アンテナ素子単体を実現させることができる。
【0040】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のマイクロストリップアンテナによれば、誘電体層を
介して接地導体に対向する放射導体を備えたマイクロス
トリップアンテナにおいて、上記放射導体の第1の中心
線上で、且つ上記放射導体の中心点に対して互いに対称
となる位置に設けられた上記放射導体と上記接地導体と
を短絡する2つの短絡導体と、上記放射導体に設けら
れ、上記第1の中心線に直交する第2の中心線を中心と
して互いに線対称な2つの導体剥離部と、上記放射導体
の中心点に設けられた給電点とを有することにより、ビ
ーム走査角の大きいアレーアンテナにおける利得の低下
を防ぐことができ、コニカルパターンを発生させること
ができる。
明のマイクロストリップアンテナによれば、誘電体層を
介して接地導体に対向する放射導体を備えたマイクロス
トリップアンテナにおいて、上記放射導体の第1の中心
線上で、且つ上記放射導体の中心点に対して互いに対称
となる位置に設けられた上記放射導体と上記接地導体と
を短絡する2つの短絡導体と、上記放射導体に設けら
れ、上記第1の中心線に直交する第2の中心線を中心と
して互いに線対称な2つの導体剥離部と、上記放射導体
の中心点に設けられた給電点とを有することにより、ビ
ーム走査角の大きいアレーアンテナにおける利得の低下
を防ぐことができ、コニカルパターンを発生させること
ができる。
【0041】誘電体層を介して接地導体に対向する放射
導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、上
記放射導体の第1の中心線上で、且つ上記放射導体の中
心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記放
射導体と上記接地導体とを短絡する2つの短絡導体と、
上記放射導体に設けられ、上記第1の中心線に直交する
第2の中心線を中心として互いに線対称な2つの導体剥
離部と、上記2つの導体剥離部の間に形成された給電線
路上で、且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点
とを有することにより、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を防ぐと共に、所望の方向以
外に発生するグレーティングローブを抑えることができ
る。また、非対称な放射パターンを発生する平面アンテ
ナ素子単体を実現させることができる。
導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、上
記放射導体の第1の中心線上で、且つ上記放射導体の中
心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記放
射導体と上記接地導体とを短絡する2つの短絡導体と、
上記放射導体に設けられ、上記第1の中心線に直交する
第2の中心線を中心として互いに線対称な2つの導体剥
離部と、上記2つの導体剥離部の間に形成された給電線
路上で、且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点
とを有することにより、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を防ぐと共に、所望の方向以
外に発生するグレーティングローブを抑えることができ
る。また、非対称な放射パターンを発生する平面アンテ
ナ素子単体を実現させることができる。
【図1】本発明に係るマイクロストリップアンテナにお
ける第1の実施例の(a)は平面図、(b)は破断線に
沿った断面図である。
ける第1の実施例の(a)は平面図、(b)は破断線に
沿った断面図である。
【図2】図1に示したマイクロストリップアンテナの構
成を説明する模式図である。
成を説明する模式図である。
【図3】(a)は一方の放射導体の形状を示した平面
図、(b)は入力インピーダンスの変化を説明する模式
図、(c)及び(d)は、それぞれ背面給電と共平面給
電する場合の給電点の設定位置を説明する図である。
図、(b)は入力インピーダンスの変化を説明する模式
図、(c)及び(d)は、それぞれ背面給電と共平面給
電する場合の給電点の設定位置を説明する図である。
【図4】片側短絡型マイクロストリップアンテナの共振
周波数と短絡導体の関係を説明する模式図である。
周波数と短絡導体の関係を説明する模式図である。
【図5】本発明のマイクロストリップアンテナの放射導
体の構成を説明する図である。
体の構成を説明する図である。
【図6】実際に、マイクロストリップアンテナからこの
励振位相の変化に応じて放射される放射パターンを示す
図である。
励振位相の変化に応じて放射される放射パターンを示す
図である。
【図7】実際に、マイクロストリップアンテナからこの
励振位相の変化に応じて放射される放射パターンを示す
図である。
励振位相の変化に応じて放射される放射パターンを示す
図である。
【図8】(a)は通常のマイクロストリップアンテナの
平面図、(b)は破断線に沿った断面図、(c)は片側
短絡型マイクロストリップアンテナの平面図、(d)は
破断線に沿った断面図である。
平面図、(b)は破断線に沿った断面図、(c)は片側
短絡型マイクロストリップアンテナの平面図、(d)は
破断線に沿った断面図である。
11・・・・・・・・・・・・放射導体 12・・・・・・・・・・・・誘電体基板 13・・・・・・・・・・・・接地導体 14・・・・・・・・・・・・給電点 15・・・・・・・・・・・・給電コネクタ 16・・・・・・・・・・・・短絡導体 17・・・・・・・・・・・・給電線路 18・・・・・・・・・・・・導体剥離部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−126304(JP,A) 特開 昭63−133703(JP,A) 特開 昭58−215808(JP,A) 特開 昭58−215807(JP,A) 特開 昭63−46806(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 13/08
Claims (2)
- 【請求項1】 誘電体層を介して接地導体に対向する放
射導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、 上記放射導体の第1の中心線上で、且つ上記放射導体の
中心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記
放射導体と上記接地導体とを短絡する2つの短絡導体
と、 上記放射導体に設けられ、上記第1の中心線に直交する
第2の中心線を中心として互いに線対称な2つの導体剥
離部と、 上記放射導体の中心点に設けられた給電点とを有するこ
とを特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項2】 誘電体層を介して接地導体に対向する放
射導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、 上記放射導体の第1の中心線上で、且つ上記放射導体の
中心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記
放射導体と上記接地導体とを短絡する2つの短絡導体
と、 上記放射導体に設けられ、上記第1の中心線に直交する
第2の中心線を中心として互いに線対称な2つの導体剥
離部と、 上記2つの導体剥離部の間に形成された給電線路上で、
且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点とを有す
ることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25596392A JP3223594B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25596392A JP3223594B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0685527A JPH0685527A (ja) | 1994-03-25 |
JP3223594B2 true JP3223594B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=17286013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25596392A Expired - Fee Related JP3223594B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3223594B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105932423B (zh) * | 2016-07-06 | 2019-03-29 | 西北工业大学 | 一种改善微带天线宽波束的装置 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP25596392A patent/JP3223594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0685527A (ja) | 1994-03-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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