JPH04121111U - planar antenna - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パッチ配列数を極力少なくした型で、かつ、
容易に複数個のピークを持つ放射パターンを形成して所
望の放射指向特性を容易に得られるようにする。 【構成】 素子８ａ、８ｂ列間に、電波を反射させる部
材で形成された壁状突起物１０を設けることにより、壁
状突起物１０の左右の素子８ａ、８ｂ列から放射する電
波の一部が壁状突起物で反射し、その反射波と、他の放
射電波が合成されて、ビームが偏るようにする。 (57) [Summary] [Purpose] A type that minimizes the number of patch arrays, and
To easily obtain desired radiation directivity characteristics by easily forming a radiation pattern having a plurality of peaks. [Structure] By providing a wall-like protrusion 10 formed of a material that reflects radio waves between the elements 8a and 8b rows, part of the radio waves radiated from the elements 8a and 8b rows on the left and right of the wall-like protrusion 10 is provided. is reflected by a wall-like protrusion, and the reflected wave is combined with other radiated radio waves, causing the beam to become polarized.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案は複数個のピークを持つ放射パターンが形成され、かつ所望の放射指向 特性が得られる平面アンテに関する。 This invention creates a radiation pattern with multiple peaks and a desired radiation direction. This article relates to a flat antenna that can obtain certain characteristics.

【０００２】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

近時、ＵＨＦ帯衛星放送受信用として利用される平面アンテナには、各種の種 類がある。 Recently, there are various types of flat antennas used for receiving UHF band satellite broadcasting. There are types.

【０００３】 図７はパッチＰを放射素子に並列給電するマイクロストリップパッチ型並列給 電方式を示している。0003 Figure 7 shows a microstrip patch type parallel feeder that feeds patch P in parallel to the radiating element. The electric system is shown.

【０００４】 図８は複数の屈曲部Ｍを放射素子として配置し、これに直列給電するマイクロ ストリップクランク型直列給電進行波方式を示している。0004 Figure 8 shows a microelectronic device in which a plurality of bent portions M are arranged as radiating elements, and power is supplied in series to these. It shows a strip crank type series feeding traveling wave system.

【０００５】 図９は上記の進行波方式にあって、放射素子のパッチＰをアレイ化し、直列給 電する方式を示し、直線偏波の平面アンテナである。図１０は、この平面アンテ ナの断面であり、地導体２上に絶縁層４を設け、この絶縁層４にパッチＰを配設 した例である。また、この図は同相、且つ同振幅で給電した放射素子のパッチＰ からの電波Ｗの放射状態を示しており、また図１１はこの放射パターン特性を示 している。[0005] Figure 9 shows the above traveling wave method, in which patches P of radiating elements are arrayed and fed in series. It is a linearly polarized planar antenna. Figure 10 shows this planar antenna. In this figure, an insulating layer 4 is provided on the ground conductor 2, and a patch P is provided on this insulating layer 4. This is an example. Also, this figure shows the patch P of the radiating element fed with the same phase and amplitude. Figure 11 shows the radiation pattern characteristics of the radio wave W from the are doing.

【０００６】 ここで、平面アレイはそのアレイ化された各放射素子への給電位相を変えて、 ビームチルトを行い、また、それを応用してフェーズドアレイアンテナ等を構成 することができる。[0006] Here, the planar array changes the feeding phase to each radiating element in the array, Perform beam tilt and use it to configure phased array antennas, etc. can do.

【０００７】 また、給電する電力をチェビシェフ分布に従って分配することにより、サイド ローブレベルを低くする等、比較的容易に所定の放射指向特性を成形することが できる。このような中で、放射ビームのピークを複数個有するような放射パター ンの形成方法としては、図１２に示すようにパッチＰの４列のアンテナ列の内、 外側２列は、中央の２列に対して、１８０°の位相差を持たせ、かつ電力分配比 を中央の２列の各列に対し、約１／１０等の微弱な電力を供する等、放射素子を 多数並べて、その給電位相と電力分配比を調整することにより図１３に示すよう な放射パターンを得る方法がある。[0007] In addition, by distributing the supplied power according to the Chebyshev distribution, side It is relatively easy to shape a predetermined radiation directivity characteristic, such as by lowering the lobe level. can. Under these circumstances, a radiation pattern with multiple peaks of the radiation beam As shown in FIG. 12, among the four antenna rows of the patch P, The outer two rows have a phase difference of 180° with respect to the center two rows, and have a power distribution ratio. The radiating elements are supplied with a weak power of approximately 1/10 to each of the two central rows. By arranging a large number of them and adjusting their power supply phase and power distribution ratio, the There is a way to obtain a radiation pattern.

【０００８】 また、図１４に示すような、２つのアンテナＡ、Ｂを特定の角度θに配置する ことにより、図１５に示す放射パターンを得る方法もある。[0008] Also, as shown in FIG. 14, two antennas A and B are arranged at a specific angle θ. There is also a method of obtaining the radiation pattern shown in FIG. 15 by doing so.

【０００９】[0009]

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

ところで、平面アンテナは、衛星放送受信用アンテナを始め、高周波分野での 利用が盛んになっている。中でも近年各種センサーに利用されだしている。例え ば、工場内でのコンベヤー上を流れる製品を入れたラックに、受信器を取り付け 特定の場所に取り付けたアンテナから信号を送り、製品個別に管理するシステム 等のアンテナに使用される場合がある。 By the way, flat antennas are widely used in the high frequency field, including satellite broadcast receiving antennas. Its use is increasing. Among them, in recent years it has begun to be used in various sensors. example For example, a receiver can be attached to a rack containing products flowing on a conveyor in a factory. A system that sends signals from antennas installed in specific locations and manages individual products. It may be used for antennas such as

【００１０】 このような時、何列もコンベヤーがある場合、信号を送るアンテナの放射パタ ーンのピークが１点しかなく、かつ、広角方向のレベルが低ければ、各コンベヤ ー列に対し、各々のアンテナが必要であり多数のアンテナを用意しなければなれ ない。0010 In such cases, if there are several rows of conveyors, the radiation pattern of the antenna that sends the signal If there is only one peak point and the level in the wide-angle direction is low, each conveyor -Each antenna is required for each row, and a large number of antennas must be prepared. do not have.

【００１１】 また、工場内は、機械化が進むと同時に、空間を効率よく使用するためアンテ ナを取り付ける場所に大きなスペースを取ることは望ましくない。ここで従来の ような方法で放射パターンを成形し、複数のピークを得ようとすると、パッチ配 列数が多くなり、アンテナ面積が大きくなることや、１つの放射パターンを得る のに２つのアンテナが必要になり、約２倍弱のスペースを使用してしまう。さら に、位相の調整や微弱な電力分配の調整に技術的な困難を伴う欠点がある。[0011] In addition, as mechanization progresses in factories, antennas are also installed to use space efficiently. It is undesirable to take up a large amount of space in the place where the screws are installed. Here traditional If you try to shape the radiation pattern in such a way to obtain multiple peaks, the patch arrangement As the number of rows increases, the antenna area becomes larger and a single radiation pattern is obtained. However, two antennas are required, which takes up about twice as much space. Sara However, the drawback is that it involves technical difficulties in adjusting the phase and adjusting the weak power distribution.

【００１２】 本考案は、上記課題に鑑みてなされ、パッチ配列数を極力少なくした型で、か つ、容易に複数個のピークを持つ放射パターンが形成されて、所望の放射指向特 性を容易に得ることができる平面アンテナを提供することを目的とする。0012 The present invention was developed in view of the above issues, and is a type that minimizes the number of patch arrays. A radiation pattern with multiple peaks can be easily formed to achieve the desired radiation directivity characteristic. An object of the present invention is to provide a planar antenna that can easily obtain the desired characteristics.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本考案はこの目的を達成するために、平板状の地導体の上に、一定厚さの誘電 体を形成した基板上に導体の放射素子をアレイ化して配置した平面アンテナにお いて、放射素子間で、かつ前記誘電体上に放射素子および給電線路に接触しない ように、電波を反射させる部材で形成される直線状に伸びた、少なくともアレイ の端から端までの長さを有する壁状突起物を設けたことを特徴とするものである 。 In order to achieve this objective, the present invention has a dielectric of a constant thickness on top of a flat ground conductor. It is a planar antenna in which conductive radiating elements are arranged in an array on a substrate with a body formed on it. between the radiating elements and on the dielectric so as not to contact the radiating elements and the feed line. At least an array extending in a straight line formed of a material that reflects radio waves. It is characterized by having a wall-like protrusion having a length from one end to the other. .

【００１４】 さらに、上記平面アンテナを進行波型とするものである。[0014] Furthermore, the planar antenna is of a traveling wave type.

【００１５】 また、上記壁の高さをλ／２以上とするものである。[0015] Further, the height of the wall is set to be λ/2 or more.

【００１６】[0016]

【作用】[Effect]

本考案は、進行波型の直列給電方式の平面アンテナにあって、その放射素子間 に金属等の電波反射部材を形成した壁状突起物を設けることにより、この壁状突 起物の左右にあるアンテナ列から放射された電波の一部は壁状突起物で反射する 。これにより、パッチ配列数を極力少なくした型で、かつ、容易に複数個のピー クを持つ放射パターンが形成され、所望の放射指向特性を容易に得ることができ る。 The present invention is a traveling-wave series-feed planar antenna with By providing a wall-like protrusion on which a radio wave reflecting member such as metal is formed, this wall-like protrusion can be Some of the radio waves emitted from the antenna arrays on the left and right sides of the object are reflected by wall-like protrusions. . As a result, the number of patch arrays is minimized, and multiple patches can be easily connected. A radiation pattern with a high Ru.

【００１７】[0017]

【実施例】【Example】

以下、本考案を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings.

【００１８】 図１は実施例の構成を示している。[0018] FIG. 1 shows the configuration of an embodiment.

【００１９】 図１に示すように、平板状の地導体６上に絶縁層７として厚さ約１ｍｍの発砲 ポリエチレンの誘電体を積層して設ける。[0019] As shown in FIG. Laminated polyethylene dielectric material is provided.

【００２０】 さらに、この絶縁層７上に銅箔を積層した銅張積層板をエッチングすることに より、放射素子８および給電線路９を配置している。[0020] Furthermore, the copper-clad laminate in which copper foil is laminated on this insulating layer 7 is etched. The radiating element 8 and the feed line 9 are arranged accordingly.

【００２１】 放射素子８は５行２列にアレイ化した素子８ａおよび８ｂで構成しており直線 偏波の放射特性を備えている。 さらに、この素子８ａおよび８ｂ列間の中央にアルミニュウムで形成された高 さ約λ／２で、直線状にアレイの端から端まで延びた電波の反射体である壁状突 起物１０を設けている。[0021] The radiating element 8 is composed of elements 8a and 8b arrayed in 5 rows and 2 columns, and is arranged in a straight line. It has polarized radiation characteristics. Furthermore, a height formed of aluminum is provided in the center between the rows of elements 8a and 8b. A wall-like protrusion that is a radio wave reflector that extends in a straight line from one end of the array to the other with a length of approximately λ/2. There are 10 objects.

【００２２】 なお、素子８ａおよび８ｂ列間のピッチは約０．７λであり、給電方向におけ る素子８ａおよび８ｂ間隔は、給電位相を等しくするためにλ／２になっている 。また、この放射素子８は１３ＧＨｚ帯に共振点がある。[0022] Note that the pitch between the elements 8a and 8b rows is approximately 0.7λ, and the pitch in the feeding direction is approximately 0.7λ. The spacing between elements 8a and 8b is λ/2 to equalize the feeding phase. . Further, this radiating element 8 has a resonance point in the 13 GHz band.

【００２３】 このような構成は、周知のマイクロストリップパッチアンテナであり、直列給 電方式による進行波型と称されるものであ。[0023] Such a configuration is the well-known microstrip patch antenna, which is a series-fed It is called a traveling wave type using electric method.

【００２４】 次に、上記構成における作用について説明する。[0024] Next, the operation of the above configuration will be explained.

【００２５】 図２は、上記の構成にあって、３方向ａ、ｂ、ｃにピークを有する放射ビーム が形成される電波の放射状態を示したものである。[0025] Figure 2 shows a radiation beam with peaks in three directions a, b, and c in the above configuration. This shows the radiation state of radio waves that are formed.

【００２６】 ２列の素子８ａ、８ｂから放射された電波Ｗａ、Ｗｂの一部は壁状突起物１０ で反射し、その他の放射電波Ｗｊ、Ｗｋと合成されて、３方向ａ、ｂ、ｃに放射 ビームのピークを有する放射パターンが形成される。[0026] A portion of the radio waves Wa and Wb emitted from the two rows of elements 8a and 8b are transmitted to the wall-like protrusion 10. It is reflected by the wave, combined with other radiated radio waves Wj and Wk, and radiated in three directions a, b, and c. A radiation pattern with beam peaks is formed.

【００２７】 この場合、壁状突起物１０を設置する前の１３ＧＨｚ帯における放射パターン の測定結果は、上記従来の図１１に示した放射パターン特性である。ここで壁状 突起物１０を設けることにより、図３に示す放射パターン特性となる。[0027] In this case, the radiation pattern in the 13 GHz band before installing the wall-like projection 10 The measurement result is the radiation pattern characteristic shown in FIG. 11 of the above-mentioned conventional method. wall here By providing the protrusion 10, the radiation pattern characteristics shown in FIG. 3 are obtained.

【００２８】 すなわち、壁状突起物１０を設けることにより、図２に示す放射ビームのピー クが３方向ａ、ｂ、ｃに相対レベルが大きくなる放射パターンが成形されている 。また、壁状突起物１０は上記の断面形状以外でも良い。[0028] That is, by providing the wall-like protrusion 10, the peak of the radiation beam shown in FIG. A radiation pattern is formed in which the relative level increases in three directions a, b, and c. . Further, the wall-like protrusion 10 may have a cross-sectional shape other than the above-mentioned shape.

【００２９】 図４は壁状突起物１０がＴ型の場合を示している。[0029] FIG. 4 shows a case where the wall-like protrusion 10 is T-shaped.

【００３０】 この場合、高さ約λ／２の所で長さ１１を約λ／４にすると垂直部は、水平部 の端に対してショートに相当する位置にあり電波の反射効率が高くなる。そのこ とにより、さらにビームが偏り広角方向のピークの相対レベルを上げることがで きる。[0030] In this case, if the length 11 is set to about λ/4 at a height of about λ/2, the vertical part will be the horizontal part. It is located at a position corresponding to a short circuit with respect to the end of the , increasing the radio wave reflection efficiency. There This further biases the beam and increases the relative level of the peak in the wide-angle direction. Wear.

【００３１】 図５に、このＴ型の壁状突起物１０を設けた場合の放射パターン特性を示す。[0031] FIG. 5 shows radiation pattern characteristics when this T-shaped wall-like protrusion 10 is provided.

【００３２】 このように壁状突起物１０の形状により放射パターン特性が変化することから 、所望の放射パターン特性を得るべく、例えば、壁状突起物１０は図６（ａ）、 （ｂ）に示すような形状でも良い。[0032] Since the radiation pattern characteristics change depending on the shape of the wall-like protrusion 10 in this way, , in order to obtain desired radiation pattern characteristics, for example, the wall-like protrusion 10 is formed as shown in FIG. The shape shown in (b) may also be used.

【００３３】[0033]

【考案の効果】[Effect of the idea]

以上説明したように、本考案によれば進行波形給電方式の平面アンテナにおい て、放射素子列間に、電波を反射させる部材で形成された壁状突起物を設け、壁 状突起物の左右の放射素子列から放射する電波の一部が壁状突起物に当たり反射 して、その反射波と放射電波が合成することによりビームが偏るようにしたので 、 パッチ配列数を極力少なくした型で、かつ、容易に複数個のピークを持つ放 射パターンを形成することができ、かつ所望の放射指向特性を容易に得ることが できる効果を有する。 As explained above, according to the present invention, in a planar antenna using a traveling waveform feeding method, A wall-like protrusion made of a material that reflects radio waves is provided between the rows of radiating elements, and the wall Some of the radio waves emitted from the radiating element rows on the left and right of the protrusion hit the wall-like protrusion and are reflected. Then, the reflected wave and the emitted radio wave were combined to create a biased beam. , which minimizes the number of patch arrays and easily generates radiation with multiple peaks. It is possible to form a radiation pattern and easily obtain the desired radiation directivity characteristics. It has the effect of

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図１】本考案の一実施例の構成を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す実施例の動作説明に供される電波の
放射状態を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a state of radio wave radiation for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1;

【図３】図１に示す実施例の動作説明に供される放射パ
ターン特性図。FIG. 3 is a radiation pattern characteristic diagram used to explain the operation of the embodiment shown in FIG. 1;

【図４】他の反射板の壁状突起物の構成を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of wall-like protrusions on another reflecting plate.

【図５】図４に示す他のＴ型の壁状突起物を用いた際の
放射パターン特性図。FIG. 5 is a radiation pattern characteristic diagram when using another T-shaped wall-like protrusion shown in FIG. 4;

【図６】（ａ）、（ｂ）は、さらに他の壁状突起物の構
成を示す断面図。FIGS. 6(a) and 6(b) are cross-sectional views showing the configuration of still another wall-like protrusion.

【図７】従来例のマイクロストリップパッチ型並列給電
方式の平面アンテナを示す概略構成図。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a conventional microstrip patch type parallel feeding type planar antenna.

【図８】従来例のマイクロストリップクランク型直列給
電進行波方式の平面アンテナを示す概略構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a conventional microstrip crank series-fed traveling wave type planar antenna.

【図９】他の進行波形の給電方式の平面アンテナを示す
概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a planar antenna using another traveling waveform feeding method.

【図１０】図９に示す平面アンテナの電波の放射状態を
示す図。FIG. 10 is a diagram showing the radio wave radiation state of the planar antenna shown in FIG. 9;

【図１１】図９に示す平面アンテナの放射パターン特性
図。FIG. 11 is a radiation pattern characteristic diagram of the planar antenna shown in FIG. 9;

【図１２】他の従来例の放射素子を多数並べ、その給電
位相と電力分配比を調整するようにした平面アンテナの
概略構成図。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of another conventional planar antenna in which a large number of radiating elements are arranged and the feeding phase and power distribution ratio thereof are adjusted.

【図１３】図１２に示す平面アンテナの放射パターン特
性図。FIG. 13 is a radiation pattern characteristic diagram of the planar antenna shown in FIG. 12.

【図１４】さらに他の従来例における２つのアンテナを
特定の角度で構成したアンテナの概略構成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram of yet another conventional antenna in which two antennas are configured at a specific angle.

【図１５】図１４に示すアンテナの放射パターン特性
図。FIG. 15 is a radiation pattern characteristic diagram of the antenna shown in FIG. 14.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

６ 地導体 ７ 絶縁層 ８ 放射素子 ９ 給電線路 ８ａ、８ｂ 素子 １０ 壁状突起物 6 Earth conductor 7 Insulating layer 8 Radiating element 9 Power feed line 8a, 8b elements 10 wall-like projections

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 平板状の地導体の上に、一定の厚さの誘
電体を形成した基板上に導体の放射素子をアレイ化して
配置した平面アンテナにおいて、上記放射素子間で、か
つ上記誘電体上に放射素子および給電線路に接触しない
ように、電波を反射させる部材で形成される直線状に伸
びた、少なくともアレイの端から端までの長さを有する
壁状突起物を設けたことを特徴とする平面アンテナ。Claim 1. A planar antenna in which conductive radiating elements are arranged in an array on a substrate with a dielectric material of a constant thickness formed on a flat ground conductor, wherein the dielectric material is A wall-like projection made of a material that reflects radio waves and extending in a straight line and having a length at least from one end of the array to the other end is provided on the body so as not to come into contact with the radiating element and the feed line. Features a flat antenna. 【請求項２】 上記平面アンテナが進行波型であること
を特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。2. The planar antenna according to claim 1, wherein the planar antenna is of a traveling wave type. 【請求項３】 上記壁の高さがλ／２以上であることを
特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。3. The planar antenna according to claim 1, wherein the height of the wall is λ/2 or more.