JP4891698B2

JP4891698B2 - パッチアンテナ

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Publication number: JP4891698B2
Application number: JP2006221000A
Authority: JP
Inventors: 恵玲蒋; 敬三長
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-08-14
Filing date: 2006-08-14
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-08-14
Also published as: JP2008048090A

Description

本発明はパッチアンテナに関し、例えば、移動通信における基地局アンテナ装置に用いられ、１つもしくは２つの周波数帯域において、水平偏波と垂直偏波の単一または両方の偏波での共振が実現できるパッチアンテナに適用して好適なものである。

プリント基板などに形成される平面アンテナの代表的なものとしてスロット励振型パッチアンテナがある。
図１３（ａ）は、従来のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を透視して示す斜視図、図１４は、図１３のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を示す平面図である。

図１３および図１４において、誘電体基板１１１の一方の面には給電ライン１１２が形成されるとともに、誘電体基板１１１の他方の面にはグランド層１１３が形成されている。そして、グランド層１１３には、給電ライン１１２と直交するようにして矩形状のスロット１１４が形成されている。そして、グランド層１１３上には、誘電体基板１１５、１１７をそれぞれ介して平板金属層（パッチ）１１６、１１８が順次積層されている。

そして、誘電体基板１１１を介してグランド層１１３の前面に配置された平板金属層１１６、１１８をｙ方向から給電することで、垂直偏波の電磁波を送信または受信する単一偏波パッチアンテナを実現することができる。ここで、給電方法としては、給電ライン１１２を平板金属層１１６、１１８に直接接続することなく、グランド層１１３を挟んで平板金属層１１６、１１８と反対側の面に形成された給電ライン１１２からスロット１１４を介して電磁結合によって平板金属層１１６、１１８に給電することができる。

このようなパッチアンテナでは、通常は誘電体基板１１１に金属膜が貼られたプリント基板を用いて製造されることが多く、パッチの形状としては矩形や円形のものが良く用いられる。また、パッチアンテナは薄型でコンパクトなアンテナとして広く用いられている反面、使用可能な周波数範囲（周波数帯域）が狭いという問題がある。
一方、グランド層１１３を挟んで平板金属層１１６、１１８と反対側の面に形成された給電ライン１１２からスロット１１４を介して電磁結合によって平板金属層１１６、１１８を給電する方法では、給電ライン１１２と放射素子とがグランド層１１３によって分離されるため、給電ライン１１２からの放射によるパターンの乱れを回避することができる。また、スロット１１４を介して給電する構成では、給電回路の多層化が容易にできるのみならず、給電回路層と放射素子層とが分離されることで設計の自由度を高めることができ、量産化に適しているのみならず、アンテナの低コスト化を図ることが可能となるとともに、偏波共用アンテナとして有効に用いることができる。このようなスロット励振型のパッチアンテナでは、スロット長Ｗａを大きくすると、広帯域化することが知られている。

図１５は、図１３のパッチアンテナの定在波比特性を示す図である。なお、図１５の例では、スロット長Ｗａを０．２９波長としたときの入力インピーダンス特性の解析例を示した。
図１５において、スロット励振型のパッチアンテナでは、例えば、スロット長Ｗａを０．２９波長とすることで、１２．８%の比帯域幅が実現できることがわかる。

図１６は、図１３のパッチアンテナを偏波共用構成とした時の概略構成を示す平面図である。
図１６において、誘電体基板１２１の一方の面には互いに直交配置された給電ライン１２２ａ、１２２ｂが形成されるとともに、誘電体基板１２１の他方の面にはグランド層１２３が形成されている。そして、グランド層１２３には、給電ライン１２２ａ、１２２ｂとそれぞれ直交するようにして矩形状のスロット１２４ａ、１２４ｂが形成されている。そして、グランド層１２３上には、誘電体基板を介して平板金属層（パッチ）１２６が積層されている。

そして、給電ライン１２２ａ、１２２ｂからスロット１２４ａ、１２４ｂをそれぞれ介して電磁結合によって平板金属層１２６を直交偏波で給電することにより、偏波共用アンテナとして動作させることができる。
一方、図１６の構成では、スロット幅Ｗａが長くなると、スロット１２４ａ、１２４ｂが互いに近接するため、アンテナ構成の自由度を大きく制限するのみならず、直交するスロット１２４ａ、１２４ｂへの電波の回り込みにより、偏波結合特性の劣化を招くようになる。

ここで、スロット幅を狭くして広帯域特性を実現する方法として、スロットをＨ字形に構成する方法が提案されている（非特許文献２）。
図１７は、従来のパッチアンテナの概略構成のその他の例を示す平面図である。
図１７において、誘電体基板１４１の一方の面には給電ライン１４２が形成されるとともに、誘電体基板１４１の他方の面にはグランド層１４３が形成されている。そして、グランド層１４３には、給電ライン１４２と直交するようにしてＨ字形のスロット１４４が形成されている。そして、グランド層１４３上には、誘電体基板を介して平板金属層（パッチ）１４６が積層されている。

そして、給電ライン１４２からスロット１４４を介して電磁結合によって平板金属層１４６を水平または垂直の単一偏波で給電することにより、単一偏波パッチアンテナとして動作させることができる。
図１８は、図１７のスロット励振型パッチアンテナの定在波比特性を示す図である。
図１８において、図１５とほぼ同じ比帯域幅を実現する場合、スロット１４４をＨ字形に構成することにより、図１６の構成に比べてスロット幅Ｗａを約２１％短くすることができることが確認できた。

図１９（ａ）は、従来のスロット励振型パッチアンテナのさらにその他の例の概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を透視して示す斜視図、図２０は、図１９のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を示す平面図である。
図１９および図２０において、誘電体基板１３１の一方の面には互いに直交配置された給電ライン１３２ａ、１３２ｂが形成されるとともに、誘電体基板１３１の他方の面にはグランド層１３３が形成されている。そして、グランド層１３３には、給電ライン１３２ａ、１３２ｂとそれぞれ直交するようにしてＨ字形のスロット１３４ａ、１３４ｂが形成されている。そして、グランド層１３３上には、誘電体基板１３５、１３７をそれぞれ介して平板金属層（パッチ）１３６、１３８が順次積層されている。

そして、給電ライン１３２ａ、１３２ｂからスロット１３４ａ、１３４ｂをそれぞれ介して電磁結合によって平板金属層１３６、１３８を直交偏波で給電することにより、偏波共用アンテナとして動作させることができる。
ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＡｎｔｅｎｎｎａｓａｎｄＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．５，ｐｐ．４８２−４９１，Ｍａｙ１９９２， "Ｍｕｌｔｉｐｏｒｔｓｃａｔｔｅｒｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｇｅｎｅｒａｌｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄｐｒｉｎｔｅｄａｎｔｅｎｎａｓｆｅｄｂｙｍｕｌｔｉｐｌｅｆｅｅｄｐｏｒｔｓ：ＩＩ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ" 電子情報通信学会論文誌，Ｖｏｌ．Ｊ８５−Ｂ，Ｎｏ．６，ｐｐ．９５３−９６１，Ｊｕｎｅ２００２，"ドックボーンスロットによる励振される偏波共用平面アンテナ"

しかしながら、Ｈ字形のスロット１３４ａ、１３４ｂを用いた場合においても、パッチを直交偏波で給電した場合、図２１に示すように、そのときの相互結合量Ｓ１２は−８ｄＢという高い値になるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、給電層と放射素子とを分離した場合においても、スロット幅を短くしつつ、比帯域幅を拡大することが可能となるとともに、偏波共用構成としたときにも、反射減衰量および相互結合量を改善することが可能なパッチアンテナを提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１記載のパッチアンテナによれば、誘電体層または空気層を介して給電ラインに対向配置されたグランド層と、前記グランド層に形成され且つ互いの延長線が直交するように配置された２つの給電スロットと、誘電体層または空気層を介して前記給電スロットに対向配置された、アンテナとして機能する平板金属層とを備え、水平偏波および垂直偏波を送信または受信するパッチアンテナであって、前記給電スロットは、中心に対して長辺方向に対称な形状を有するとともに中心点において前記長辺方向と直交する短辺方向に幅を有し、中心から端部に向かって前記短辺方向の幅の少なくとも一部が徐々に増大し、且つ前記給電スロットの長辺の長さが使用周波数の０．２０波長となるように構成され、前記給電スロットと前記平板金属層とは、前記給電スロットの全面が前記平板金属層と重なるように配置され、さらに、前記給電ラインは、前記給電スロットに対して直交するように前記給電スロットごとに設けられていることを特徴としている。

これにより、給電ラインからスロットを介して電磁結合によって平板金属層を給電することを可能としつつ、スロット近傍の電界分布の最大値を大きくすることができる。このため、給電回路層と放射素子層とを分離することを可能としつつ、スロット幅を短くすることが可能となり、給電ラインからの放射によるパターンの乱れを回避しつつ、比帯域幅を拡大することが可能となるとともに、設計の自由度を向上させることができる。
また、給電ラインからスロットを介して電磁結合によって平板金属層を給電することを可能としつつ、パッチアンテナを偏波共用構成とすることが可能となるとともに、スロット近傍の電界分布の最大値を大きくすることができる。このため、反射減衰量および相互結合量を改善することを可能としつつ、水平と垂直偏波の両方の偏波での共振を実現することが可能となるとともに、アンテナ構成の自由度を向上させることができる。

また、請求項２記載のパッチアンテナによれば、前記給電ラインは、誘電体基板の一方の面に形成されたマイクロストリップラインから構成されることを特徴とする。
これにより、無線機とパッチアンテナとを接続する電力伝送線路をプリント基板上で実現することを可能としつつ、プリント基板上に給電ラインを形成することが可能となり、パッチアンテナのコンパクト化を可能としつつ、パッチアンテナを無線機に容易に実装することが可能となる。

また、請求項３記載のパッチアンテナによれば、前記平板金属層は、誘電体層または空
気層を介して前記スロット上に２層以上積層されていることを特徴とする。
これにより、給電ラインからスロットを介して電磁結合によって平板金属層を給電する
ことを可能としつつ、共振周波数帯を拡大することが可能となる。

また、請求項４記載のパッチアンテナによれば、前記給電ラインには、インピーダンス整合をとるためのスタブが付加されていることを特徴とする。
これにより、給電ラインからスロットを介して電磁結合によって平板金属層を給電することを可能としつつ、低周波数帯における相互結合量を抑制することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、１つのスロットを用いることで平面アンテナとして動作させることが可能となるとともに、蝶状のスロットを用いることで、給電ラインとパッチの電磁結合を強くすることができ、従来技術と比べ狭い横幅のスロットで広帯域なアンテナ特性を実現することができる。
また，２つ直交したスロットを用いることで、直交する二つの偏波を異なる２つの周波数帯において偏波共用アンテナとして動作させることが可能となるとともに、蝶状のスロットと長方形スタブを用いることで、入力インピーダンス調整ができ、直交した２つの偏波方向に関して反射減衰量と相互結合量を共に改善することができる。

以下、本発明の実施形態に係るパッチアンテナについて図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るパッチアンテナの概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のパッチアンテナの概略構成を透視して示す斜視図、図２（ａ）は、図１のパッチアンテナの概略構成を示す平面図、図２（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るパッチアンテナのその他の例を示す平面図、図２（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るパッチアンテナのさらにその他の例を示す平面図である。

図１および図２（ａ）において、誘電体基板１１の一方の面には給電ライン１２が形成されるとともに、誘電体基板１１の他方の面にはグランド層１３が形成されている。そして、グランド層１３には、給電ライン１２と直交するようにして蝶形状のスロット１４が形成されている。そして、グランド層１３上には、誘電体基板１５、１７をそれぞれ介して平板金属層（パッチ）１６、１８が順次積層されている。なお、スロット１４の形状としては、スロット１４の中心に対して長辺方向に対称な形状を有するとともに、スロット１４の中心から端部に向かって短辺方向の幅の少なくとも一部が徐々に増大するように構成することができる。

なお、給電ライン１２は、誘電体基板１１の一方の面に形成されたマイクロストリップラインから構成することができ、図１のパッチアンテナは、誘電体基板１１に金属膜が貼られたプリント基板を用いて製造することができる。例えば、給電ライン１２は、プリント基板の一方の面に貼られた金属膜をパターニングして形成することができ、スロット１４が形成されたグランド層１３は、プリント基板の他方の面に貼られた金属膜をパターニングして形成することができる。また、平板金属層１６、１８を誘電体基板１１上に積層するには、例えば、多層プリント基板やビルドアッププリント配線基板を用いて構成することができる。

そして、誘電体基板１１を介してグランド層１３の前面に配置された平板金属層１６、１８にｙ方向から給電することで、垂直偏波の電磁波を送信または受信する単一偏波パッチアンテナを実現することができる。ここで、給電方法としては、給電ライン１２を平板金属層１６、１８に直接接続することなく、グランド層１３を挟んで平板金属層１６、１８と反対側の面に形成された給電ライン１２からスロット１４を介して電磁結合によって平板金属層１６、１８に給電することができる。

これにより、給電ライン１２からスロット１４を介して電磁結合によって平板金属層１６、１８を給電することを可能としつつ、スロット１４の近傍の電界分布の最大値を大きくすることができる。このため、給電回路層と放射素子層とを分離することを可能としつつ、スロット幅Ｗａを短くすることが可能となり、給電ライン１２からの放射によるパターンの乱れを回避しつつ、比帯域幅を拡大することが可能となるとともに、設計の自由度を向上させることができる。

また、蝶状のスロット１４を用いることによりインピーダンス調整を行い、より狭いスロット幅Ｗａでインピーダンス整合を実現することが可能となるとともに、パッチの横幅より狭いスロット幅Ｗａで広帯域化が実現できるため、交差偏波の劣化も防ぐことができる。
なお、スロット１４の形状は図２（ａ）の形状に限られることなく、図２（ｂ）のような形状のスロット１４´を給電ライン１２´に直交配置するようにしてもよいし、図２（ｃ）のような形状のスロット１４´´を給電ライン１２´´に直交配置するようにしてもよい。

図３は、図１のパッチアンテナの定在波比特性を示す図である。
図３において、スロット幅Ｗａが約０．２０波長でＶＳＷＲ(定在波比)が１．５以下となる周波数比帯域幅は１９．３％が実現することができ、従来の比帯域幅値と比べ、同等以下のスロット幅Ｗａで最大４４％の比帯域幅の増加を達成することができる．また、スロット幅Ｗａの中心周波数の波長との比は、図１３の構成に比べて３１％程度、図１７の構成に比べて１３％程度だけ低減することができる。

図４は、図１のパッチアンテナのスロット近傍電界分布を従来例と比較して示す図、図１のパッチアンテナのスロット近傍電界分布の最大値を従来例と比較して示す図である。である。なお、図４（ａ）は、図１３の構成における共振時のスロット近傍の主偏波成分ｙ方向の電界分布、図４（ｂ）は、図１７の構成における共振時のスロット近傍の主偏波成分ｙ方向の電界分布、図４（ｃ）は、図１の構成における共振時のスロット近傍の主偏波成分ｙ方向の電界分布を示す。また、図１３の構成の中心周波数におけるスロット近傍電界分布の最大値を基準値１．０とした。

図４および図５において、共振周波数帯域の下限周波数帯ｆ_ｌｏｗ、中心周波数帯ｆ_０、上限周波数帯ｆ_ｈｉｇｈにおいて、図１の構成では、図１３および図１７の構成に比べて、スロット近傍の主偏波成分ｙ方向の電界分布は２４％〜９０％ほど強くなっていることが判る．このため、スロット１４を介しての励振を強くすることで、下層及び上層のパッチに電流が載りやすくすることができ、パッチアンテナ全体の広帯域化を達成できることが判る。

図６は、本発明の第２実施形態に係るパッチアンテナの概略構成を示す平面図である。
図６において、誘電体基板２１の一方の面には給電ライン２２が形成されるとともに、誘電体基板２１の他方の面にはグランド層２３が形成されている。そして、グランド層２３には、給電ライン２２と直交するようにして蝶状のスロット２４が形成され、スロット２４の中心は給電ライン２２から横方向にずらされて配置されている。そして、グランド層２３上には、誘電体基板を介して平板金属層（パッチ）２６が積層されている。そして、給電ライン２２からスロット２４を介して電磁結合によって平板金属層２６を水平または垂直の単一偏波で給電することにより、単一偏波アンテナとして動作させることができる。

図７は、図６のパッチアンテナの定在波比特性を示す図である。
図７において、蝶状のスロット２４を用いることにより、給電ライン２２がスロット２４の中心から横方向にオフセットしても、ＶＳＷＲが１．５以下となる周波数比帯域幅は１９．５％分だけ取れることが判る。このため、特性の劣化の劣化を抑制しつつ、給電ライン２２およびスロット２４の配置の自由度を向上させることができる。

図８（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るパッチアンテナの概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のパッチアンテナの概略構成を示す平面図である。
図８において、電体基板３１の一方の面には互いに直交配置された給電ライン３２ａ、３２ｂが形成されるとともに、誘電体基板３１の他方の面にはグランド層３３が形成されている。そして、グランド層３３には、給電ライン３２ａ、３２ｂとそれぞれ直交するようにして蝶状のスロット３４ａ、３４ｂが形成されている。そして、グランド層３３上には、誘電体基板３５、３７をそれぞれ介して平板金属層（パッチ）３６、３８が順次積層されている。

そして、給電ライン３２ａ、３２ｂからスロット３４ａ、３４ｂをそれぞれ介して電磁結合によって平板金属層３６、３８を直交偏波で給電することにより、偏波共用アンテナとして動作させることができる。
これにより、給電ライン３２ａ、３２ｂからスロット３４ａ、３４ｂをそれぞれ介して電磁結合によって平板金属層３６、３８を給電することを可能としつつ、パッチアンテナを偏波共用構成とすることが可能となるとともに、スロット３４ａ、３４ｂの近傍の電界分布の最大値を大きくすることができる。このため、反射減衰量および相互結合量を改善することを可能としつつ、水平と垂直偏波の両方の偏波での共振を実現することが可能となるとともに、アンテナ構成の自由度を向上させることができる。

また、蝶状のスロット３４ａ、３４ｂを用いることによりインピーダンス調整を行い、より狭いスロット幅でインピーダンス整合を実現することが可能となるとともに、直交偏波のスロット３４ａ、３４ｂ間の距離を大きくすることができ、偏波間結合量の劣化も防ぐことができる。
図９は、図８のパッチアンテナの反射減衰量特性を示す図、図１０は、図８のパッチアンテナの相互結合量特性を示す図である。

図９および図１０において、図１９のアンテナの反射減衰量および相互結合量を示す図２１と比較すると、蝶状のスロット３４ａ、３４ｂを用いることにより反射減衰量の改善と相互結合量の抑制に効果があるのが判る。
図１１（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るパッチアンテナの概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のパッチアンテナの概略構成を示す平面図である。

図１１において、誘電体基板４１の一方の面には互いに直交配置された給電ライン４２ａ、４２ｂが形成されるとともに、誘電体基板４１の他方の面にはグランド層４３が形成されている。そして、グランド層４３には、給電ライン４２ａ、４２ｂとそれぞれ直交するようにして蝶状のスロット４４ａ、４４ｂが形成されている。そして、グランド層４３上には、誘電体基板４５、４７をそれぞれ介して平板金属層（パッチ）４６、４８が順次積層されている。また、給電ライン４２ａ、４２ｂには、インピーダンス整合をとるとともに、相互結合を抑制するための長方形のスタブ４９ａ、４９ｂがそれぞれ付加されている。

そして、給電ライン４２ａ、４２ｂからスロット４４ａ、４４ｂをそれぞれ介して電磁結合によって平板金属層４６、４８を直交偏波で給電することにより、偏波共用アンテナとして動作させることができる。
ここで、給電ライン４２ａ、４２ｂにスタブ４９ａ、４９ｂをそれぞれ付加することにより、給電ライン４２ａ、４２ｂからスロット４４ａ、４４ｂをそれぞれ介して電磁結合によって平板金属層４６、４８を給電することを可能としつつ、低周波数帯における相互結合量を抑制することが可能となる。

図１２は、図１１のパッチアンテナの相互結合量特性を示す図である。
図１２において、給電ライン４２ａ、４２ｂにスタブ４９ａ、４９ｂをそれぞれ付加することで、特に、低域周波数帯での相互結合量の改善効果が大きいことが確認できる。

図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るパッチアンテナの概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のパッチアンテナの概略構成を透視して示す斜視図である。図２（ａ）は、図１のパッチアンテナの概略構成を示す平面図、図２（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るパッチアンテナのその他の例を示す平面図、図２（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るパッチアンテナのさらにその他の例を示す平面図である。図１のパッチアンテナの定在波比特性を示す図である。図１のパッチアンテナのスロット近傍電界分布を従来例と比較して示す図である。図１のパッチアンテナのスロット近傍電界分布の最大値を従来例と比較して示す図である。本発明の第２実施形態に係るパッチアンテナの概略構成を示す平面図である。図６のパッチアンテナの定在波比特性を示す図である。図８（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るパッチアンテナの概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のパッチアンテナの概略構成を示す平面図である。図８のパッチアンテナの反射減衰量特性を示す図である。図８のパッチアンテナの相互結合量特性を示す図である。図１１（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るパッチアンテナの概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のパッチアンテナの概略構成を示す平面図である。図１１のパッチアンテナの相互結合量特性を示す図である。図１３（ａ）は、従来のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を透視して示す斜視図である。図１３のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を示す平面図である。図１３のスロット励振型パッチアンテナの定在波比特性を示す図である。図１３のスロット励振型パッチアンテナを偏波共用構成とした時の概略構成を示す平面図である。従来のスロット励振型パッチアンテナの概略構成のその他の例を示す平面図である。図１７のスロット励振型パッチアンテナの定在波比特性を示す図である。図１９（ａ）は、従来のスロット励振型パッチアンテナのさらにその他の例の概略構成を階層的に分解して示す斜視図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を透視して示す斜視図である。図１９のスロット励振型パッチアンテナの概略構成を示す平面図である。図１９のスロット励振型パッチアンテナの反射減衰量特性および相互結合量特性を示す図である。

符号の説明

１１、１５、１７、２１、３１、３５、３７、４１、４５、４７誘電体基板
１２、１２´、１２´´、２２、３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ給電ライン
１３、２３、３３、４３グランド層
１４、１４´、１４´´、２４、３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂスロット
１６、１８、３６、３８、４６、４８平板金属層
４９ａ、４９ｂスタブ

Claims

誘電体層または空気層を介して給電ラインに対向配置されたグランド層と、
前記グランド層に形成され且つ互いの延長線が直交するように配置された２つの給電スロットと、
誘電体層または空気層を介して前記給電スロットに対向配置された、アンテナとして機能する平板金属層とを備え、水平偏波および垂直偏波を送信または受信するパッチアンテナであって、
前記給電スロットは、中心に対して長辺方向に対称な形状を有するとともに中心点において前記長辺方向と直交する短辺方向に幅を有し、中心から端部に向かって前記短辺方向の幅の少なくとも一部が徐々に増大し、且つ前記給電スロットの長辺の長さが使用周波数の０．２０波長となるように構成され、
前記給電スロットと前記平板金属層とは、前記給電スロットの全面が前記平板金属層と重なるように配置され、
さらに、前記給電ラインは、前記給電スロットに対して直交するように前記給電スロットごとに設けられていることを特徴とするパッチアンテナ。
前記給電ラインは、誘電体基板の一方の面に形成されたマイクロストリップラインから構成されることを特徴とする請求項１記載のパッチアンテナ。
前記平板金属層は、誘電体層または空気層を介して前記スロット上に２層以上積層されていることを特徴とする請求項１または２記載のパッチアンテナ。
前記給電ラインには、インピーダンス整合をとるためのスタブが付加されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のパッチアンテナ。