JPH01233902A - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JPH01233902A JPH01233902A JP6156288A JP6156288A JPH01233902A JP H01233902 A JPH01233902 A JP H01233902A JP 6156288 A JP6156288 A JP 6156288A JP 6156288 A JP6156288 A JP 6156288A JP H01233902 A JPH01233902 A JP H01233902A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
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- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 4
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- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、クランク型のマイクロストリップラインを用
いた平面アンテナに関するものである。
いた平面アンテナに関するものである。
[従来の技術]
従来、クランク型のマイクロストリップラインを用いた
この種の平面アンテナは、所定の設計式によってマイク
ロストリップラインの形状寸法を算出しているが、クラ
ンク部のコーナ部分で特性インピーダンスが不連続にな
って反射損失が生じるという問題がある。そこで、クラ
ンク部のコーナを適当にカッ)(M験的にカット率を4
5〜70%に設定)し、反射損失を少なくするようにし
ていた。
この種の平面アンテナは、所定の設計式によってマイク
ロストリップラインの形状寸法を算出しているが、クラ
ンク部のコーナ部分で特性インピーダンスが不連続にな
って反射損失が生じるという問題がある。そこで、クラ
ンク部のコーナを適当にカッ)(M験的にカット率を4
5〜70%に設定)し、反射損失を少なくするようにし
ていた。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上述の従来例にあっては、クランク部の
コーナのカット率を経験的に求めた適当な値に設定して
いたので、カット部分における反射損失があまり小さく
ならず、アンテナ利得および軸比が悪くなって設計目標
値を満足しない場合があるという問題があった。
コーナのカット率を経験的に求めた適当な値に設定して
いたので、カット部分における反射損失があまり小さく
ならず、アンテナ利得および軸比が悪くなって設計目標
値を満足しない場合があるという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところ(土、コーナ力・ント部分1こおける反
射損失をより少なくすることができ、アンテナ利得およ
び軸比が良好な平面アンテナを提供することにある。
的とするところ(土、コーナ力・ント部分1こおける反
射損失をより少なくすることができ、アンテナ利得およ
び軸比が良好な平面アンテナを提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明の平面アンテナは、表面にマイクロストリップラ
インが形成された誘電体基板の裏面に接地導体を配置し
、上記マイクロストリップラインをクランク型とした平
面アンテナにおいて、クランク部の#X幅をW(mm)
、マイクロストリップラインの長手方向に直交する方向
の突出寸法をb(1)とし、クランク部のコーナのカッ
ト率M(%)がM = (73−0,78X b−4,
77X W )±3となるようにマイクロストリップラ
インの形状寸法を設定したものである。
インが形成された誘電体基板の裏面に接地導体を配置し
、上記マイクロストリップラインをクランク型とした平
面アンテナにおいて、クランク部の#X幅をW(mm)
、マイクロストリップラインの長手方向に直交する方向
の突出寸法をb(1)とし、クランク部のコーナのカッ
ト率M(%)がM = (73−0,78X b−4,
77X W )±3となるようにマイクロストリップラ
インの形状寸法を設定したものである。
[作 用]
本発明は上述のように構成されており、クランク型マイ
クロストリップラインを用いた平面アンテナにおいて、
クランク部のコーナ部分での反射損失が少なくなるよう
なカント率を実験結果お上1重回帰分析によって求めた
設計式により容易に設定できるようにしたものであり、
クランク部の線幅をW(++a)、マイクロストリップ
ラインの長手方向に直交する方向の突出寸法をb(mn
)とし、クランク部のコーナのカット率M(%)を、M
= (73−0,78X b−4,77X W )±
3となるようにマイクロストリップラインの形状寸法を
設定し、コーナカット部分における反射損失をより少な
くしてアンテナ利得お上ゾ軸比が良好な平面アンテナを
容易に実現できるようにするものである。
クロストリップラインを用いた平面アンテナにおいて、
クランク部のコーナ部分での反射損失が少なくなるよう
なカント率を実験結果お上1重回帰分析によって求めた
設計式により容易に設定できるようにしたものであり、
クランク部の線幅をW(++a)、マイクロストリップ
ラインの長手方向に直交する方向の突出寸法をb(mn
)とし、クランク部のコーナのカット率M(%)を、M
= (73−0,78X b−4,77X W )±
3となるようにマイクロストリップラインの形状寸法を
設定し、コーナカット部分における反射損失をより少な
くしてアンテナ利得お上ゾ軸比が良好な平面アンテナを
容易に実現できるようにするものである。
[実施例1
第1図乃至第6図は本発明一実施例を示すもので、表面
にマイクロストリップライン2が形成された誘電体基板
1の裏面に接地導体3を配置し、上記マイクロストリッ
プライン2をクランク型とした従来例と同様の平面アン
テナにおいて、クランク部2aの線幅をW(+m)、マ
イクロストリップライン2の長手方向に直交する方向の
突出寸法をb(IIIIll)とし、クランク部2aの
コーナのカット率M(%)が M = (73−0,78X b −4,77X W
)±3・・・・・・(1)となるようにマイクロストリ
ップライン2の形状寸法を設定したものである。ここに
、実施例にあっては、厚fit2(50〜100μm)
のポリエチレン系合成樹脂よりなる誘電体基板1の表面
に、多数のクランク部2aを有するマイクロストリップ
ライン2を形成するとともに、誘電体基板1をアルミニ
ウム板よりなる接地導体3上に積層配置し、マイクロス
トリップライン2上に厚さり、(1±0゜2fflI1
1)のポリエチレンテレフタレートよりなる保護層4を
被覆して平面アンテナが形成されており、中心周波数f
vaが11.7GHz−12GHzで指向角θIflが
10〜30DEGとなるようにマイクロストリップライ
ン2のクランク部2aの形状(寸法a、b、eおよび線
幅W)が設計され、カット率Mは、コーナ部分の対角寸
法Xに対するコーナ部分の線幅dの百分比(dX 10
0 /x)としている。なお、マイクロストリップライ
ン2の厚さは反射損失RLに影響の少ない30μ艶程度
に設定している。
にマイクロストリップライン2が形成された誘電体基板
1の裏面に接地導体3を配置し、上記マイクロストリッ
プライン2をクランク型とした従来例と同様の平面アン
テナにおいて、クランク部2aの線幅をW(+m)、マ
イクロストリップライン2の長手方向に直交する方向の
突出寸法をb(IIIIll)とし、クランク部2aの
コーナのカット率M(%)が M = (73−0,78X b −4,77X W
)±3・・・・・・(1)となるようにマイクロストリ
ップライン2の形状寸法を設定したものである。ここに
、実施例にあっては、厚fit2(50〜100μm)
のポリエチレン系合成樹脂よりなる誘電体基板1の表面
に、多数のクランク部2aを有するマイクロストリップ
ライン2を形成するとともに、誘電体基板1をアルミニ
ウム板よりなる接地導体3上に積層配置し、マイクロス
トリップライン2上に厚さり、(1±0゜2fflI1
1)のポリエチレンテレフタレートよりなる保護層4を
被覆して平面アンテナが形成されており、中心周波数f
vaが11.7GHz−12GHzで指向角θIflが
10〜30DEGとなるようにマイクロストリップライ
ン2のクランク部2aの形状(寸法a、b、eおよび線
幅W)が設計され、カット率Mは、コーナ部分の対角寸
法Xに対するコーナ部分の線幅dの百分比(dX 10
0 /x)としている。なお、マイクロストリップライ
ン2の厚さは反射損失RLに影響の少ない30μ艶程度
に設定している。
以下、マイクロストリップライン2の形状寸法の設計式
の導出について具体的に説明する。一般に、反射損失R
Lはa + b + e r W + Mの相互関係に
よって大きく影響を受けるので、その形状寸法の設計は
充分検討する必要がある。特に、反射損失RLを−15
[dB]以下とするには、f+n、θmの設計目標値を
も満足させねばならないので、a 1 b + Cr
W IMの設計値の相互関係の自由度は者しく制約を受
けることになる。本発明においては、fm、θmおよび
反射損失RLの設計目標値を共に満足させるa。
の導出について具体的に説明する。一般に、反射損失R
Lはa + b + e r W + Mの相互関係に
よって大きく影響を受けるので、その形状寸法の設計は
充分検討する必要がある。特に、反射損失RLを−15
[dB]以下とするには、f+n、θmの設計目標値を
も満足させねばならないので、a 1 b + Cr
W IMの設計値の相互関係の自由度は者しく制約を受
けることになる。本発明においては、fm、θmおよび
反射損失RLの設計目標値を共に満足させるa。
b、c、W、Mの相互関係を実験によって求め、その領
域を明確にして最適な設計式を導き、設計が容易に行え
るようにするものである。
域を明確にして最適な設計式を導き、設計が容易に行え
るようにするものである。
ところで、f、θmの設計目標値を満足させる条件から
a、eを求める設計式は、理論および実験からす、W、
Mの関数として以下のようになっている。
a、eを求める設計式は、理論および実験からす、W、
Mの関数として以下のようになっている。
a= fa(W 、b、 M )・・・・・・・・・・
・・・・・(2)b= [6(W 、b、 M )・・
・・・・・・・・・・・・・(3)例えば、 fm= 11.95G Hz θm=26[D E
G ]W=1.5+m b=8,621fiII
IM=56[%]のとき、マイクロストリップライン2
のクランク部の形状設計データとして、a= 11.1
9[mml、c=7゜72[mn+]が得られる。
・・・・・(2)b= [6(W 、b、 M )・・
・・・・・・・・・・・・・(3)例えば、 fm= 11.95G Hz θm=26[D E
G ]W=1.5+m b=8,621fiII
IM=56[%]のとき、マイクロストリップライン2
のクランク部の形状設計データとして、a= 11.1
9[mml、c=7゜72[mn+]が得られる。
しかしながら、このときの反射ノ!1失尺りは−12[
dB]となって、目標イ直である−15[dB]よりも
高い値になっている。
dB]となって、目標イ直である−15[dB]よりも
高い値になっている。
そこで、本発明にあっては、後述する所定の実験サンプ
ルの反射損失RLをネットワークアナライザによって測
定し、測定によって得られたデータと、重回帰分析手法
を用いて導出された設計式によって設計目標値を総て満
足する形状寸法(a、b。
ルの反射損失RLをネットワークアナライザによって測
定し、測定によって得られたデータと、重回帰分析手法
を用いて導出された設計式によって設計目標値を総て満
足する形状寸法(a、b。
c 、 W 、 M )を容易に求められるようにして
おり、カット率M(%)が(1)式となるように設定し
、コーナカット部分における反射損失RLをより少なく
してアンテナ利得および軸比が良好な平面アンテナを容
易に実現できるようにしている。なお、この場合、寸法
すは7〜9 [mmlの範囲内、#!幅Wは1〜4[a
++++]の範囲内で、アンテナの総合利得、サイ−ロ
ーブなどを考慮しでU験的に選択される。すなわち、ア
ンテナの仕様が設定されて、総合利得、交差偏波特性、
指向角などより、理論と経験からマイクロストリップラ
イン2の線幅Wおよび5寸法が設定されれば、(1)式
に基いて反射損失RLが目標値よりも少なくなるコーナ
のカッ)率M[%1が決定でき、次に、(2H3)式に
基いて寸法a、Cが求められ、総ての設計目標値を満足
するマイクロストリップライン2の形状寸法が得られ、
形状寸法(a、b、c、W、M )の合理的な設計が容
易に且つ短VfFJIに行うことができるようになって
いる。
おり、カット率M(%)が(1)式となるように設定し
、コーナカット部分における反射損失RLをより少なく
してアンテナ利得および軸比が良好な平面アンテナを容
易に実現できるようにしている。なお、この場合、寸法
すは7〜9 [mmlの範囲内、#!幅Wは1〜4[a
++++]の範囲内で、アンテナの総合利得、サイ−ロ
ーブなどを考慮しでU験的に選択される。すなわち、ア
ンテナの仕様が設定されて、総合利得、交差偏波特性、
指向角などより、理論と経験からマイクロストリップラ
イン2の線幅Wおよび5寸法が設定されれば、(1)式
に基いて反射損失RLが目標値よりも少なくなるコーナ
のカッ)率M[%1が決定でき、次に、(2H3)式に
基いて寸法a、Cが求められ、総ての設計目標値を満足
するマイクロストリップライン2の形状寸法が得られ、
形状寸法(a、b、c、W、M )の合理的な設計が容
易に且つ短VfFJIに行うことができるようになって
いる。
以下に設計式(1)を導出する実験方法について説明す
る。いま、クランク型のマイクロストリップラインの設
計式によるパターン寸法a、b、cは以下のようになっ
ている。
る。いま、クランク型のマイクロストリップラインの設
計式によるパターン寸法a、b、cは以下のようになっ
ている。
b+(1−ηcosθd)c=2δ十λg(1tan−
’ H1λg=りC8/fd βz2π/λ8 但し、 l・・・波長短縮率 θd・・・設計主放射方向λg
・・・#X路波艮 β・・・直線部の位相定数δ・・
・補正長(周波数調整) fd・・・設計周波数 また、電気的パターン寸法t、b+、c+およびパター
ン実寸法a″、b″、C”は、周波数補正長、紬比袖正
艮をδ、にとすれば以下のようになる。
’ H1λg=りC8/fd βz2π/λ8 但し、 l・・・波長短縮率 θd・・・設計主放射方向λg
・・・#X路波艮 β・・・直線部の位相定数δ・・
・補正長(周波数調整) fd・・・設計周波数 また、電気的パターン寸法t、b+、c+およびパター
ン実寸法a″、b″、C”は、周波数補正長、紬比袖正
艮をδ、にとすれば以下のようになる。
a ’ = a”−δ/2
b’=b″−δ
e””e”−δ
a””ak
b″=b
C″=c+2に
上記各計算式からパターン実寸法a″、b”、C”を求
めると、 b″=b’= b’十δ ところで、上述の計算に使用する7ンテナ股計データの
うち、波長短縮率ηお上り周波数補正長δは構成部材の
材料によって値が異なるので、アンテナを設計する場合
には、これらのアンテナ設計データを測定により求めな
ければならない。下記第1表は、誘電体基板としてεr
≦2.4、tanδ<0.001のものを用い、マイク
ロストリップラインの線幅Wの異なる直線状のものを準
備し、TRD法によりサンプルをカットバックして波長
短縮率を測定した結果を示している。但し、接地導体3
の厚さは2mF6、R電体基板1の厚さは1 [111
11゜マイクロストリップライン2の厚さは35μ【n
、保護膜4の厚さは100μ槌である。
めると、 b″=b’= b’十δ ところで、上述の計算に使用する7ンテナ股計データの
うち、波長短縮率ηお上り周波数補正長δは構成部材の
材料によって値が異なるので、アンテナを設計する場合
には、これらのアンテナ設計データを測定により求めな
ければならない。下記第1表は、誘電体基板としてεr
≦2.4、tanδ<0.001のものを用い、マイク
ロストリップラインの線幅Wの異なる直線状のものを準
備し、TRD法によりサンプルをカットバックして波長
短縮率を測定した結果を示している。但し、接地導体3
の厚さは2mF6、R電体基板1の厚さは1 [111
11゜マイクロストリップライン2の厚さは35μ【n
、保護膜4の厚さは100μ槌である。
gi表
また、下記第2表は、測定サンプルとしてil福W、カ
ット率Mの異なる1列のアレイアンテナを準a(b’=
7λg/16、k= 0 [m+++]、δ= 1 (
mml)し、このサンプルの主放射方向θdを示す中心
周波数fmを精度の良い指向特性測定装置によって求め
、次式によってδを計算したものである。
ット率Mの異なる1列のアレイアンテナを準a(b’=
7λg/16、k= 0 [m+++]、δ= 1 (
mml)し、このサンプルの主放射方向θdを示す中心
周波数fmを精度の良い指向特性測定装置によって求め
、次式によってδを計算したものである。
(2a”+2b″+C″)−η(2a″十C”)cos
θd=4δ+2ηCo/fm 第2表 但し、M=50〜60 上述のようにしで計算されたパターン実寸法a″。
θd=4δ+2ηCo/fm 第2表 但し、M=50〜60 上述のようにしで計算されたパターン実寸法a″。
b″、C″の平面アンテナサンプルの反射損失RLをネ
ットワークアナライザで測定し、反射損失RLが一15
dB以下になる(W、b’、に、M)の組み合わせを求
めると、下記の第3表および第4表のようになる。
ットワークアナライザで測定し、反射損失RLが一15
dB以下になる(W、b’、に、M)の組み合わせを求
めると、下記の第3表および第4表のようになる。
第3表
第4表
以上のようにして求められたデータと、重回帰分析手法
を用いてカット率Mをb 、 Wの関数として数式化す
ると、(1)式が得られることになる。
を用いてカット率Mをb 、 Wの関数として数式化す
ると、(1)式が得られることになる。
[発明の効果1
本発明は上述のように構成されており、クランク型マイ
クロストリップラインを用いた平面アンテナにおいて、
クランク部のコーナ部分での反射損失が少なくなるよう
なカット率を実験結果および重回帰分析によって求めた
設計式により容易に設定できるようにしたものであり、
クランク部の線幅をW(m+11)、マイクロストリッ
プラインの艮手力向に直交する方向の突出寸法をb(I
Ilm)とし、クランク部のコーナのカット率M(%)
がM = (73−0,78X b−4,77X W
’)±3となるようにマイクロストリップラインの形状
寸法を設定しているので、コーナカット部分における反
射損失をより少なくしてアンテナ利得および軸比が良好
な平面アンテナを提供できるという効果がある。
クロストリップラインを用いた平面アンテナにおいて、
クランク部のコーナ部分での反射損失が少なくなるよう
なカット率を実験結果および重回帰分析によって求めた
設計式により容易に設定できるようにしたものであり、
クランク部の線幅をW(m+11)、マイクロストリッ
プラインの艮手力向に直交する方向の突出寸法をb(I
Ilm)とし、クランク部のコーナのカット率M(%)
がM = (73−0,78X b−4,77X W
’)±3となるようにマイクロストリップラインの形状
寸法を設定しているので、コーナカット部分における反
射損失をより少なくしてアンテナ利得および軸比が良好
な平面アンテナを提供できるという効果がある。
第1図は本発明に係る平面アンテナの斜視図、第2図は
同上の要部断面図、第3図は同上の動作説明図、第4図
乃至第6図は同上の要部正面図である。 1は誘電体基板、2はマイクロストリップライン、2a
はクランク部、3は接地導体である。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第4図 第5図 a 第6図
同上の要部断面図、第3図は同上の動作説明図、第4図
乃至第6図は同上の要部正面図である。 1は誘電体基板、2はマイクロストリップライン、2a
はクランク部、3は接地導体である。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第4図 第5図 a 第6図
Claims (1)
- (1)表面にマイクロストリップラインが形成された誘
電体基板の裏面に接地導体を配置し、上記マイクロスト
リップラインをクランク型とした平面アンテナにおいて
、クランク部の線幅をW(mm)、マイクロストリップ
ラインの長手方向に直交する方向の突出寸法をb(mm
)とし、クランク部のコーナのカット率M(%)が M=(73−0.78×b−4.77×W)±3となる
ようにマイクロストリップラインの形状寸法を設定した
ことを特徴とする平面アンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6156288A JPH01233902A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6156288A JPH01233902A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 平面アンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01233902A true JPH01233902A (ja) | 1989-09-19 |
Family
ID=13174675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6156288A Pending JPH01233902A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01233902A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004282752A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Lg Electron Inc | 能動型スマートアンテナシステム及びその製造方法 |
JP2006177480A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toyota Motor Corp | シール装置とその製造方法 |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP6156288A patent/JPH01233902A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004282752A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Lg Electron Inc | 能動型スマートアンテナシステム及びその製造方法 |
US7365683B2 (en) | 2003-03-14 | 2008-04-29 | Lg Electronics Inc. | Active smart antenna system and fabrication method thereof |
JP2006177480A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toyota Motor Corp | シール装置とその製造方法 |
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