JPH07120893B2 - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
- Publication number
- JPH07120893B2 JPH07120893B2 JP62092442A JP9244287A JPH07120893B2 JP H07120893 B2 JPH07120893 B2 JP H07120893B2 JP 62092442 A JP62092442 A JP 62092442A JP 9244287 A JP9244287 A JP 9244287A JP H07120893 B2 JPH07120893 B2 JP H07120893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- planar antenna
- bent
- circuit pattern
- power supply
- annular slot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、静止衛星からの電波を受信する環状スロット
を有する平面アンテナに関するものである。
を有する平面アンテナに関するものである。
［背景技術］ 従来、静止衛星（放送衛星、通信衛星）からの電波を受
信する環状スロットを有するこの種の平面アンテナとし
ては、第４図および第５図に示すように、地導体板１
と、給電ライン２が形成された給電回路板３と、放射回
路パターン４が形成された放射回路板５とを空気層ある
いは発泡樹脂層よりなる誘電体層6a,6bを介して積層し
た所謂トリプレート構造のものがあり、放射回路パター
ン４は、導電体に設けた正方形の開口窓７内に正方形の
パッチ素子８を設けた環状スロット９にて形成されてお
り、放射回路パターン４の環状スロット９と給電ライン
２とは非接触で電磁結合されていた。図中、スペーサ枠
10は、給電回路板３、放射回路板５の周縁に取着され、
両回路板3,5を補強するとともに、地導体板１および両
回路板3,5間の間隙を一定に設定するものである。とこ
ろで、この種の環状スロット型の平面アンテナは、直線
偏波用としては比較的高効率なアンテナが得られるもの
の、広帯域、高効率の円偏波送受信用のアンテナを得る
ことができなかった。
信する環状スロットを有するこの種の平面アンテナとし
ては、第４図および第５図に示すように、地導体板１
と、給電ライン２が形成された給電回路板３と、放射回
路パターン４が形成された放射回路板５とを空気層ある
いは発泡樹脂層よりなる誘電体層6a,6bを介して積層し
た所謂トリプレート構造のものがあり、放射回路パター
ン４は、導電体に設けた正方形の開口窓７内に正方形の
パッチ素子８を設けた環状スロット９にて形成されてお
り、放射回路パターン４の環状スロット９と給電ライン
２とは非接触で電磁結合されていた。図中、スペーサ枠
10は、給電回路板３、放射回路板５の周縁に取着され、
両回路板3,5を補強するとともに、地導体板１および両
回路板3,5間の間隙を一定に設定するものである。とこ
ろで、この種の環状スロット型の平面アンテナは、直線
偏波用としては比較的高効率なアンテナが得られるもの
の、広帯域、高効率の円偏波送受信用のアンテナを得る
ことができなかった。
［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、広帯域、高効率の円偏波送受信特性
が得られる平面アンテナを提供することにある。
的とするところは、広帯域、高効率の円偏波送受信特性
が得られる平面アンテナを提供することにある。
［発明の開示］ （構 成） 本発明は地導体板と、給電ラインが形成された給電回路
板と、放射回路パターンが形成された放射回路板とを誘
電体層を介して積層し、導電体に設けた開口窓内にパッ
チ素子が配置され適宜間隔をもってマトリクス状に配列
された多数の環状スロットにて放射回路パターンを形成
し、給電回路の給電ラインを放射回路パターンに電磁的
にカップリングせしめて成る平面アンテナにおいて、給
電ラインのカップリング部分をクランク状に屈曲するこ
とにより、広帯域で高効率な円偏波送受信特性が得られ
る平面アンテナを提供するものである。
板と、放射回路パターンが形成された放射回路板とを誘
電体層を介して積層し、導電体に設けた開口窓内にパッ
チ素子が配置され適宜間隔をもってマトリクス状に配列
された多数の環状スロットにて放射回路パターンを形成
し、給電回路の給電ラインを放射回路パターンに電磁的
にカップリングせしめて成る平面アンテナにおいて、給
電ラインのカップリング部分をクランク状に屈曲するこ
とにより、広帯域で高効率な円偏波送受信特性が得られ
る平面アンテナを提供するものである。
（実施例） 第１図乃至第３図は本発明一実施例を示すもので、地導
体板１と、給電ライン２が形成された給電回路板３と、
放射回路パターン４が形成された放射回路板５とを誘電
体層6a,6bを介して積層し、導電体に設けた開口窓７内
にパッチ素子８が配置され適宜間隔をもってマトリクス
状に配列された多数の環状スロット９にて放射回路パタ
ーン４を形成し、給電回路３の給電ライン２を放射回路
パターン４の環状スロット９に電磁的にカップリングせ
しめて成る従来例と同様の平面アンテナにおいて、給電
ライン２のカップリング部分をクランク状に屈曲したも
のである。ここに、実施例にあっては、パッチ素子８
を、正方形に形成して一対の対角方向の角にくぼみ（実
施例では切り欠き）を付与している。なお、第２図
（ｂ）は対角方向に形成されるくぼみを浅くした例、第
２図（ｃ）は対角方向の角に突起を付与した例であり、
第２図（ｄ）（ｅ）はパッチ素子８を円形に形成して直
径方向に一対のくぼみあるいは突起を付与した例であ
り、第２図（ｆ）はパッチ素子８を５角形とした例を示
している。なお、第１図および第２図において、導電体
部分に斜線を施している。
体板１と、給電ライン２が形成された給電回路板３と、
放射回路パターン４が形成された放射回路板５とを誘電
体層6a,6bを介して積層し、導電体に設けた開口窓７内
にパッチ素子８が配置され適宜間隔をもってマトリクス
状に配列された多数の環状スロット９にて放射回路パタ
ーン４を形成し、給電回路３の給電ライン２を放射回路
パターン４の環状スロット９に電磁的にカップリングせ
しめて成る従来例と同様の平面アンテナにおいて、給電
ライン２のカップリング部分をクランク状に屈曲したも
のである。ここに、実施例にあっては、パッチ素子８
を、正方形に形成して一対の対角方向の角にくぼみ（実
施例では切り欠き）を付与している。なお、第２図
（ｂ）は対角方向に形成されるくぼみを浅くした例、第
２図（ｃ）は対角方向の角に突起を付与した例であり、
第２図（ｄ）（ｅ）はパッチ素子８を円形に形成して直
径方向に一対のくぼみあるいは突起を付与した例であ
り、第２図（ｆ）はパッチ素子８を５角形とした例を示
している。なお、第１図および第２図において、導電体
部分に斜線を施している。
また、実施例では、給電ライン２のカップリング部分
は、３箇所でそれぞれ90゜屈曲されており、給電ライン
２の先端部分2aを環状スロット９に電磁結合せしめ、先
端部分2aに対して90゜折曲された第１折曲部分2bが開口
窓７のエッジに沿って配置されるように給電ライン２が
形成されている。
は、３箇所でそれぞれ90゜屈曲されており、給電ライン
２の先端部分2aを環状スロット９に電磁結合せしめ、先
端部分2aに対して90゜折曲された第１折曲部分2bが開口
窓７のエッジに沿って配置されるように給電ライン２が
形成されている。
第３図（ａ）は開口窓７を長方形に形成した例を示して
おり、長辺を16mmとし、短辺の長さＸを適当に（長辺よ
りも短く）設定することにより、第３図（ｂ）に示すよ
うに、開口窓７が正方形の場合に比べて高いアンテナゲ
インが得られ、より良好な円偏波送受信特性が得られる
ことがわかる。
おり、長辺を16mmとし、短辺の長さＸを適当に（長辺よ
りも短く）設定することにより、第３図（ｂ）に示すよ
うに、開口窓７が正方形の場合に比べて高いアンテナゲ
インが得られ、より良好な円偏波送受信特性が得られる
ことがわかる。
以下、実施例の動作について説明する。いま、実施例に
あっては、給電ライン２のカップリング部分をクランク
状に屈曲しており、このクランク状に屈曲された部分の
放射特性に及ぼす影響（励振特性）によって、電力を直
交する２方向に分離しやすくなり、そのため、水平偏波
および垂直偏波が共に受信可能になり、広帯域で高効率
な円偏波送受信特性を得ることができるようになってい
る。つまり、本発明にあっては、給電ライン２のカップ
リング部分をクランク状に屈曲することによって給電ラ
イン２の要部を放射回路の一部と見なせるようにし、円
偏波送受信特性が得られるようにするものである。
あっては、給電ライン２のカップリング部分をクランク
状に屈曲しており、このクランク状に屈曲された部分の
放射特性に及ぼす影響（励振特性）によって、電力を直
交する２方向に分離しやすくなり、そのため、水平偏波
および垂直偏波が共に受信可能になり、広帯域で高効率
な円偏波送受信特性を得ることができるようになってい
る。つまり、本発明にあっては、給電ライン２のカップ
リング部分をクランク状に屈曲することによって給電ラ
イン２の要部を放射回路の一部と見なせるようにし、円
偏波送受信特性が得られるようにするものである。
更にアンテナとして放射素子を多数個配置してアレー化
した場合、パッチ素子８とプローブ2aとの電磁結合の際
に、地導体板１と放射回路板５との間に漏れ出す所謂平
行平板モードが発生することになるが、本発明では環状
スロット９の周辺部分に配置した給電ライン２により上
記平行平板モードの漏れを抑制することができて、その
ため広帯域で高効率化が図れることになる。
した場合、パッチ素子８とプローブ2aとの電磁結合の際
に、地導体板１と放射回路板５との間に漏れ出す所謂平
行平板モードが発生することになるが、本発明では環状
スロット９の周辺部分に配置した給電ライン２により上
記平行平板モードの漏れを抑制することができて、その
ため広帯域で高効率化が図れることになる。
また、実施例にあっては、従来例と同様に環状スロット
９に電磁結合している給電ライン２の先端部2aと直交方
向に屈曲された第１屈曲部分2bは、開口窓７のエッジに
沿って配置され、この長さを適当に設定することにより
良好な円偏波送受信特性が得られるようにしている。本
実施例では、従来例に比べて軸比が大幅に改善（２〜5d
B）されることが実験的に確認されている。なお、実施
例では、第２屈曲部2cの長さを、環状スロット９の辺長
の略1/2に設定し、環状スロット９の中央部に給電ライ
ン２をカップリングさせることにより、給電ライン２の
パターン設計を容易にしている。
９に電磁結合している給電ライン２の先端部2aと直交方
向に屈曲された第１屈曲部分2bは、開口窓７のエッジに
沿って配置され、この長さを適当に設定することにより
良好な円偏波送受信特性が得られるようにしている。本
実施例では、従来例に比べて軸比が大幅に改善（２〜5d
B）されることが実験的に確認されている。なお、実施
例では、第２屈曲部2cの長さを、環状スロット９の辺長
の略1/2に設定し、環状スロット９の中央部に給電ライ
ン２をカップリングさせることにより、給電ライン２の
パターン設計を容易にしている。
（具体例１） 放射回路板５および給電回路板３を、市販のテフロン基
板を用いたプリント基板にて形成し、16×16（256個）
のパッチ素子８および環状スロット９よりなる放射パタ
ーン５をエッチング形成して放射回路板５を得るととも
に、給電ライン２をエッチング形成して給電回路板３を
得た。また、環状スロット９の長辺および短辺をそれぞ
れ16mm、13mmとし、各環状スロット９の間隔を20mmとし
た。また、給電ライン２のカップリング部分は、３回屈
曲して第１屈曲部2bの長さをλ/4程度に設定した。ま
た、地導体板１をアルミ板（厚さ2mm）にて形成すると
ともに、誘導体層6a,6bを発泡スチレンボード（厚さ2m
m）にて形成し、給電回路３、放射回路５を誘電体層6a,
6bを介して地導体板１上に積層してトリプレート構造の
平面アンテナを得た。このようにして形成された本発明
に係る平面アンテナの円偏波送受信特性を実測した結
果、11.5GHz〜12.4GHzの帯域で、31±0.2dBのアンテナ
ゲインが得られ、軸比が2dB以下であることが確認で
き、良好な円偏波送受信特性が得られた。
板を用いたプリント基板にて形成し、16×16（256個）
のパッチ素子８および環状スロット９よりなる放射パタ
ーン５をエッチング形成して放射回路板５を得るととも
に、給電ライン２をエッチング形成して給電回路板３を
得た。また、環状スロット９の長辺および短辺をそれぞ
れ16mm、13mmとし、各環状スロット９の間隔を20mmとし
た。また、給電ライン２のカップリング部分は、３回屈
曲して第１屈曲部2bの長さをλ/4程度に設定した。ま
た、地導体板１をアルミ板（厚さ2mm）にて形成すると
ともに、誘導体層6a,6bを発泡スチレンボード（厚さ2m
m）にて形成し、給電回路３、放射回路５を誘電体層6a,
6bを介して地導体板１上に積層してトリプレート構造の
平面アンテナを得た。このようにして形成された本発明
に係る平面アンテナの円偏波送受信特性を実測した結
果、11.5GHz〜12.4GHzの帯域で、31±0.2dBのアンテナ
ゲインが得られ、軸比が2dB以下であることが確認で
き、良好な円偏波送受信特性が得られた。
（具体例２） 具体例１のテフロン基板を用いたプリント基板に代え
て、市販のポリエステルフィルム（厚さ50μｍ）に鋼箔
をラミネートしたものを使用した場合にあっても同様の
効果が得られた。
て、市販のポリエステルフィルム（厚さ50μｍ）に鋼箔
をラミネートしたものを使用した場合にあっても同様の
効果が得られた。
（具体例３） 具体例1,2の発泡スチレンボードに代えて、発泡スチレ
ンボードに環状スロットに対応する孔を穿設して格子状
（ハニカム状）に加工したものを使用した場合、アンテ
ナゲインが具体例1,2に比べて0.5dB改善された。
ンボードに環状スロットに対応する孔を穿設して格子状
（ハニカム状）に加工したものを使用した場合、アンテ
ナゲインが具体例1,2に比べて0.5dB改善された。
（具体例４） 環状スロット９の長辺を14mm、短辺の長さを11mmとした
場合に、11.9GHz〜12.8GHzの周波数帯域において、アン
テナゲインが31.2±0.2dBで、軸比が1.5dB以下の良好な
円偏波送受信特性が得られることが確認できた。
場合に、11.9GHz〜12.8GHzの周波数帯域において、アン
テナゲインが31.2±0.2dBで、軸比が1.5dB以下の良好な
円偏波送受信特性が得られることが確認できた。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、地導体板と、給電ラインが形成
された給電回路板と、放射回路パターンが形成された放
射回路板とを誘電体層を介して積層し、導電体に設けた
開口窓内にパッチ素子が配置され適宜間隔をもってマト
リクス状に配列された多数の環状スロットにて放射回路
パターンを形成し、給電回路の給電ラインを放射回路パ
ターンに電磁的にカップリングせしめて成る平面アンテ
ナにおいて、環状スロットの周辺部分で給電ラインのカ
ップリング部分をクランク状に屈曲したものであり、給
電ラインのクランク状に屈曲された部分により、電力を
直交する２方向に分離しやすくなり、しかも地導体板と
放射回路板との間に漏れが生じる所謂平行平板モードを
抑制して広帯域で高効率の円偏波送受信特性が得られる
という効果がある。
された給電回路板と、放射回路パターンが形成された放
射回路板とを誘電体層を介して積層し、導電体に設けた
開口窓内にパッチ素子が配置され適宜間隔をもってマト
リクス状に配列された多数の環状スロットにて放射回路
パターンを形成し、給電回路の給電ラインを放射回路パ
ターンに電磁的にカップリングせしめて成る平面アンテ
ナにおいて、環状スロットの周辺部分で給電ラインのカ
ップリング部分をクランク状に屈曲したものであり、給
電ラインのクランク状に屈曲された部分により、電力を
直交する２方向に分離しやすくなり、しかも地導体板と
放射回路板との間に漏れが生じる所謂平行平板モードを
抑制して広帯域で高効率の円偏波送受信特性が得られる
という効果がある。
という効果がある。
第１図は本発明一実施例の要部正面図、第２図（ａ）〜
（ｆ）は同上の環状スロットおよびパッチ素子の具体例
を示す図、第３図（ａ）は他の実施例の要部正面図、第
３図（ｂ）は同上の動作説明図、第４図は従来例の正面
図、第５図は同上の要部断面図である。 １は地導体板、２は給電ライン、2aは先端部分、2bは第
１屈曲部分、３は給電回路板、４は放射回路パターン、
５は放射回路板、6a,6bは誘電体層、７は開口窓、８は
パッチ素子、９は環状スロットである。
（ｆ）は同上の環状スロットおよびパッチ素子の具体例
を示す図、第３図（ａ）は他の実施例の要部正面図、第
３図（ｂ）は同上の動作説明図、第４図は従来例の正面
図、第５図は同上の要部断面図である。 １は地導体板、２は給電ライン、2aは先端部分、2bは第
１屈曲部分、３は給電回路板、４は放射回路パターン、
５は放射回路板、6a,6bは誘電体層、７は開口窓、８は
パッチ素子、９は環状スロットである。
Claims (5)
- 【請求項１】地導体板と、給電ラインが形成された給電
回路板と、放射回路パターンが形成された放射回路板と
を誘電体層を介して積層し、導電体に設けた開口窓内に
パッチ素子が配置され、適宜間隔をもってマトリクス状
に配置された多数の環状スロットにて放射回路パターン
を形成し、給電回路の給電ラインを放射回路パターンに
電磁的にカップリングせしめて成る平面アンテナにおい
て、環状スロットの周辺部分で給電ラインのカップリン
グ部分をクランク状に屈曲したことを特徴とする平面ア
ンテナ。 - 【請求項２】開口窓が長方形であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の平面アンテナ。 - 【請求項３】パッチ素子が正方形の一対の対角方向の角
にくぼみあるいは突起を付与した形状であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の平面アンテナ。 - 【請求項４】給電ラインのカップリング部分を、３箇所
でそれぞれ90゜屈曲したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の平面アンテナ。 - 【請求項５】給電ラインの先端部分を環状スロットおよ
びパッチ素子に電磁結合せしめ、先端部分に対して90゜
折曲された第１折曲部分が開口窓のエッジに沿って配置
されるように給電ラインを形成したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の平面アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092442A JPH07120893B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092442A JPH07120893B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 平面アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63258104A JPS63258104A (ja) | 1988-10-25 |
| JPH07120893B2 true JPH07120893B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=14054528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62092442A Expired - Lifetime JPH07120893B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120893B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2604947B2 (ja) * | 1991-09-16 | 1997-04-30 | エルジー電子株式会社 | 平面アンテナ |
| KR100810291B1 (ko) | 2003-09-08 | 2008-03-06 | 삼성전자주식회사 | 전자기적 결합 급전 소형 광대역 모노폴 안테나 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2487588A1 (fr) * | 1980-07-23 | 1982-01-29 | France Etat | Doublets replies en plaques pour tres haute frequence et reseaux de tels doublets |
| JPS6016122A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | 株式会社日立製作所 | 電流差動リレ− |
-
1987
- 1987-04-15 JP JP62092442A patent/JPH07120893B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63258104A (ja) | 1988-10-25 |
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