JPH0998016A - 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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- JPH0998016A JPH0998016A JP25507395A JP25507395A JPH0998016A JP H0998016 A JPH0998016 A JP H0998016A JP 25507395 A JP25507395 A JP 25507395A JP 25507395 A JP25507395 A JP 25507395A JP H0998016 A JPH0998016 A JP H0998016A
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- Japan
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- dielectric
- feeding
- dielectric substrate
- microstrip antenna
- conductor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐環境性の良い広帯域特性を有するマイクロ
ストリップアンテナを得る。 【解決手段】 給電素子と無給電素子とで構成されるマ
イクロストリップアンテナの給電素子と無給電素子間の
誘電体板に複数の穴を設けたものである。
ストリップアンテナを得る。 【解決手段】 給電素子と無給電素子とで構成されるマ
イクロストリップアンテナの給電素子と無給電素子間の
誘電体板に複数の穴を設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は耐環境性の良い広
帯域特性を有するマイクロストリップアンテナに関する
ものである。
帯域特性を有するマイクロストリップアンテナに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来例として例えば、堀、中嶋、
“広帯域同一面給電円偏波マイクロストリップアンテ
ナ”、電子情報通信学会論文誌（Ｂ），Ｖｏｌ．Ｊ６８
−Ｂ，Ｎｏ．４，５１５−５２２ページに示された従来
の無給電素子を有するマイクロストリップアンテナの断
面図を示す構成図である。図において、１は地導体、２
は第１の誘電体基板、３は誘電体層、４は第２の誘電体
基板、５は第１の放射導体、６は第２の放射導体であ
り、地導体、第１の誘電体基板、第１の放射導体で給電
素子であるマイクロストリップアンテナ７が構成され
る。また、第２の誘電体基板および第２の放射導体で無
給電素子が構成される。８はマイクロストリップアンテ
ナを給電するための給電ピン、９は給電コネクタであ
る。
“広帯域同一面給電円偏波マイクロストリップアンテ
ナ”、電子情報通信学会論文誌（Ｂ），Ｖｏｌ．Ｊ６８
−Ｂ，Ｎｏ．４，５１５−５２２ページに示された従来
の無給電素子を有するマイクロストリップアンテナの断
面図を示す構成図である。図において、１は地導体、２
は第１の誘電体基板、３は誘電体層、４は第２の誘電体
基板、５は第１の放射導体、６は第２の放射導体であ
り、地導体、第１の誘電体基板、第１の放射導体で給電
素子であるマイクロストリップアンテナ７が構成され
る。また、第２の誘電体基板および第２の放射導体で無
給電素子が構成される。８はマイクロストリップアンテ
ナを給電するための給電ピン、９は給電コネクタであ
る。
【０００３】次に動作について説明する。マイクロスト
リップアンテナは共振器として動作するため、一般的に
狭帯域である。広帯域化を図るためには誘電率の小さい
誘電体基板を用いるか、あるいは基板厚を厚くする必要
がある。しかしながら、１０％程度の帯域幅を確保する
ためには基板が厚くなるため重量が増加する、あるいは
高価になる等の問題点がある。これらの問題を改良する
案として無給電素子を給電素子の上部に装架する構成が
報告されている。給電素子と無給電素子の間の誘電体層
を空気層とすることで、等価的に誘電率を小さくし基板
を厚くしたことになる。よって、簡単な構成で広帯域な
特性を容易に実現できる。
リップアンテナは共振器として動作するため、一般的に
狭帯域である。広帯域化を図るためには誘電率の小さい
誘電体基板を用いるか、あるいは基板厚を厚くする必要
がある。しかしながら、１０％程度の帯域幅を確保する
ためには基板が厚くなるため重量が増加する、あるいは
高価になる等の問題点がある。これらの問題を改良する
案として無給電素子を給電素子の上部に装架する構成が
報告されている。給電素子と無給電素子の間の誘電体層
を空気層とすることで、等価的に誘電率を小さくし基板
を厚くしたことになる。よって、簡単な構成で広帯域な
特性を容易に実現できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように無給電素子
を用いて広帯域特性を実現するためには、給電素子と給
電素子間の誘電体層として一般に空気層あるいは空気層
に近い誘電率を有する発泡材が使われる。この発泡材と
しては発泡スチロール、発泡ウレタンなどがある。これ
らの発泡材は軽量、低コストであり、低周波数帯（例え
ばＵＨＦ帯、Ｌ帯、Ｓ帯等）で幅広く用いられている。
しかしながら、Ｋａ帯あるいはミリ波帯のような高周波
数帯になると、波長が数ミリ程度になり寸法精度が要求
される。発泡材を用いた場合は厚さのバラツキも大き
く、且つその柔軟性のため寸法精度が確保できない。ま
た、空気層とした場合も無給電素子を支えるためのスペ
ーサが必要になり、支え方によるバラツキなどのため寸
法精度が確保できず、Ｋａ帯あるいはミリ波帯では使用
できないという問題点がある。さらに地上で常温で用い
る場合は環境条件が良い。しかし、宇宙空間のように温
度変化が極めて大きい場合、温度変化に伴う収縮や特に
発泡材は耐熱性、耐震性が弱いという問題がある。
を用いて広帯域特性を実現するためには、給電素子と給
電素子間の誘電体層として一般に空気層あるいは空気層
に近い誘電率を有する発泡材が使われる。この発泡材と
しては発泡スチロール、発泡ウレタンなどがある。これ
らの発泡材は軽量、低コストであり、低周波数帯（例え
ばＵＨＦ帯、Ｌ帯、Ｓ帯等）で幅広く用いられている。
しかしながら、Ｋａ帯あるいはミリ波帯のような高周波
数帯になると、波長が数ミリ程度になり寸法精度が要求
される。発泡材を用いた場合は厚さのバラツキも大き
く、且つその柔軟性のため寸法精度が確保できない。ま
た、空気層とした場合も無給電素子を支えるためのスペ
ーサが必要になり、支え方によるバラツキなどのため寸
法精度が確保できず、Ｋａ帯あるいはミリ波帯では使用
できないという問題点がある。さらに地上で常温で用い
る場合は環境条件が良い。しかし、宇宙空間のように温
度変化が極めて大きい場合、温度変化に伴う収縮や特に
発泡材は耐熱性、耐震性が弱いという問題がある。
【０００５】また、マイクロストリップアンテナを複数
個配列しアレーアンテナを構成した場合、その構成に周
期性があると、その周期性が同相となる所望方向とは異
なる方向にビームが形成され、サイドローブが上昇する
という問題点がある。さらに、宇宙空間の使用する場合
宇宙の放射線により無給電素子は帯電をすることでその
放電に伴う雑音が発生し、通信に支障をきたすという問
題がある。また、給電素子や無給電素子を構成する誘電
体基板としてはフッソ樹脂基板あるいはガラス繊維を折
り混ぜた基板が多く用いられている。低損失な基板であ
り、常温で使用する分においては優れた特性を有する。
しかし、宇宙空間のように温度変化の大きい空間では熱
膨張率が大きく、温度変化に伴う収縮や誘電率の変化の
ため電気特性の劣化、機械強度に及ぼす影響が大きいと
いう問題点がある。そこで宇宙空間のように温度変化の
大きい空間で安定した特性が得られる耐環境性のよい広
耐域特性を有するマイクロストリップアンテナを得るこ
とを目的とする。
個配列しアレーアンテナを構成した場合、その構成に周
期性があると、その周期性が同相となる所望方向とは異
なる方向にビームが形成され、サイドローブが上昇する
という問題点がある。さらに、宇宙空間の使用する場合
宇宙の放射線により無給電素子は帯電をすることでその
放電に伴う雑音が発生し、通信に支障をきたすという問
題がある。また、給電素子や無給電素子を構成する誘電
体基板としてはフッソ樹脂基板あるいはガラス繊維を折
り混ぜた基板が多く用いられている。低損失な基板であ
り、常温で使用する分においては優れた特性を有する。
しかし、宇宙空間のように温度変化の大きい空間では熱
膨張率が大きく、温度変化に伴う収縮や誘電率の変化の
ため電気特性の劣化、機械強度に及ぼす影響が大きいと
いう問題点がある。そこで宇宙空間のように温度変化の
大きい空間で安定した特性が得られる耐環境性のよい広
耐域特性を有するマイクロストリップアンテナを得るこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、この発明の実施の形態１によるマイクロストリ
ップアンテナは、給電素子と無給電素子間の誘電体層と
して発泡ポリイミド材を用いたものである。
ために、この発明の実施の形態１によるマイクロストリ
ップアンテナは、給電素子と無給電素子間の誘電体層と
して発泡ポリイミド材を用いたものである。
【０００７】また、この発明の実施の形態２によるマイ
クロストリップアンテナは、給電素子と無給電素子間の
誘電体板に複数の穴を設けたものである。
クロストリップアンテナは、給電素子と無給電素子間の
誘電体板に複数の穴を設けたものである。
【０００８】また、この発明の実施の形態３によるマイ
クロストリップアンテナは、給電素子と無給電素子間の
誘電体板に無給電素子のほぼ下部に無給電素子とほぼ同
一あるいは無給電素子よりも大きな穴を設けたものであ
る。
クロストリップアンテナは、給電素子と無給電素子間の
誘電体板に無給電素子のほぼ下部に無給電素子とほぼ同
一あるいは無給電素子よりも大きな穴を設けたものであ
る。
【０００９】また、この発明の実施の形態４によるマイ
クロストリップアンテナは、給電素子と無給電素子間の
誘電体板に設けた複数の穴を不規則に配列したものであ
る。
クロストリップアンテナは、給電素子と無給電素子間の
誘電体板に設けた複数の穴を不規則に配列したものであ
る。
【００１０】また、この発明の実施の形態５によるマイ
クロストリップアンテナは、給電素子と無給電素子の中
心部を導体で地導体に接続し、接地したものである。
クロストリップアンテナは、給電素子と無給電素子の中
心部を導体で地導体に接続し、接地したものである。
【００１１】また、この発明の実施の形態６によるマイ
クロストリップアンテナは、給電素子あるいは無給電素
子あるいは給電素子と無給電素子の両方に円偏波を励振
するための縮退分離素子を設けたものである。
クロストリップアンテナは、給電素子あるいは無給電素
子あるいは給電素子と無給電素子の両方に円偏波を励振
するための縮退分離素子を設けたものである。
【００１２】また、この発明の実施の形態７によるマイ
クロストリップアンテナは、縮退分離素子を設け円偏波
励振した複数個のマイクロストリップアンテナをシーケ
ンシャルアレーとして配列したものである。
クロストリップアンテナは、縮退分離素子を設け円偏波
励振した複数個のマイクロストリップアンテナをシーケ
ンシャルアレーとして配列したものである。
【００１３】また、この発明の実施の形態８によるマイ
クロストリップアンテナは、給電素子あるいは無給電素
子あるいは給電素子と無給電素子間の誘電体板として熱
膨張率が小さいアラミド系の繊維強化プラスチックを用
いたものである。
クロストリップアンテナは、給電素子あるいは無給電素
子あるいは給電素子と無給電素子間の誘電体板として熱
膨張率が小さいアラミド系の繊維強化プラスチックを用
いたものである。
【００１４】また、この発明の実施の形態９によるマイ
クロストリップアンテナは、給電素子あるいは無給電素
子あるいは給電素子と無給電素子間の誘電体板として誘
電体損が小さくクォーツ系の繊維強化プラスチックを用
いたものである。
クロストリップアンテナは、給電素子あるいは無給電素
子あるいは給電素子と無給電素子間の誘電体板として誘
電体損が小さくクォーツ系の繊維強化プラスチックを用
いたものである。
【００１５】
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す概
略構成図である。図において、１は地導体、２は第１の
誘電体基板、４は第２の誘電体基板、５は第１の放射導
体、６は第２の放射導体であり、地導体、第１の誘電体
基板、第１の放射導体で給電素子であるマイクロストリ
ップアンテナ７が構成される。第２の誘電体基板、第２
の放射導体で無給電素子が構成される。１０は給電素子
と無給電素子間に挿入された誘電体層であり、発泡ポリ
イミド材を用いている。
略構成図である。図において、１は地導体、２は第１の
誘電体基板、４は第２の誘電体基板、５は第１の放射導
体、６は第２の放射導体であり、地導体、第１の誘電体
基板、第１の放射導体で給電素子であるマイクロストリ
ップアンテナ７が構成される。第２の誘電体基板、第２
の放射導体で無給電素子が構成される。１０は給電素子
と無給電素子間に挿入された誘電体層であり、発泡ポリ
イミド材を用いている。
【００１６】次に動作原理について説明する。通常の発
泡材は耐熱性が弱く、使用できる環境条件は限定され
る。一方、この発泡ポリイミド材は耐熱性に優れ、脱ガ
スが少ないため、真空での使用が可能となる。すなわ
ち、宇宙空間のように温度変化が大きく環境条件の厳し
い場所においての使用が可能になる。ここでは放射導体
として円形マイクロストリップアンテナの例を示した
が、方形、三角形、楕円等他の形状でもこの発明は有効
である。また、給電方式として給電ピンで背面から給電
する例を示したが、給電素子と共平面からマイクロスト
リップ線路で給電する方式、あるいはトリプレート線路
による給電、あるいは地導体にスロットを設け、スロッ
トを介して電磁的に給電する電磁結合方式、あるいはマ
イクロストリップ線路と放射導体を近接させて給電する
近接給電方式など他の給電方式でもこの発明は有効であ
る。
泡材は耐熱性が弱く、使用できる環境条件は限定され
る。一方、この発泡ポリイミド材は耐熱性に優れ、脱ガ
スが少ないため、真空での使用が可能となる。すなわ
ち、宇宙空間のように温度変化が大きく環境条件の厳し
い場所においての使用が可能になる。ここでは放射導体
として円形マイクロストリップアンテナの例を示した
が、方形、三角形、楕円等他の形状でもこの発明は有効
である。また、給電方式として給電ピンで背面から給電
する例を示したが、給電素子と共平面からマイクロスト
リップ線路で給電する方式、あるいはトリプレート線路
による給電、あるいは地導体にスロットを設け、スロッ
トを介して電磁的に給電する電磁結合方式、あるいはマ
イクロストリップ線路と放射導体を近接させて給電する
近接給電方式など他の給電方式でもこの発明は有効であ
る。
【００１７】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示す概略構成図である。図において、１は地導
体、２は第１の誘電体基板、４は第２の誘電体基板、５
は第１の放射導体、６は第２の放射導体であり、地導
体、第１の誘電体基板、第１の放射導体で給電素子であ
るマイクロストリップアンテナ７が構成される。第２の
誘電体基板、第２の放射導体とで無給電素子が構成され
る。１１は給電素子と無給電素子間に挿入された穴を設
けた誘電体板である。
態２を示す概略構成図である。図において、１は地導
体、２は第１の誘電体基板、４は第２の誘電体基板、５
は第１の放射導体、６は第２の放射導体であり、地導
体、第１の誘電体基板、第１の放射導体で給電素子であ
るマイクロストリップアンテナ７が構成される。第２の
誘電体基板、第２の放射導体とで無給電素子が構成され
る。１１は給電素子と無給電素子間に挿入された穴を設
けた誘電体板である。
【００１８】次に動作原理について説明する。広帯域特
性を実現するためには、無給電素子と給電素子間の材料
として空気層に近い低誘電率を有する発泡材が良い。発
泡ポリイミドは低誘電率であり、耐熱性に優れ、脱ガス
が少ないため、真空での使用が可能となるが、特にミリ
波帯のように寸法精度が要求される場合、所望の寸法精
度を得ることは難しい。一方、所望の寸法精度を得るた
めには強度の強い高誘電率基板を用いる必要があるが、
これでは広帯域特性が得られない。そこで、高誘電率基
板に穴をあけることで等価的に基板の誘電率を小さくし
たことになり、広帯域特性が容易に得られる。さらに、
基板厚の精度が確保できるため、バラツキが小さい。給
電素子あるいは無給電素子あるいは給電素子と無給電素
子間の誘電体基板として熱膨張率が小さいアラミド系の
繊維強化プラスチックを用いるものである。ここでは放
射導体として円形マイクロストリップアンテナの例を示
したが、方形、三角形、楕円等他の形状でもこの発明は
有効である。また、給電方式として給電ピンで背面から
給電する例を示したが、給電素子と共平面からマイクロ
ストリップ線路で給電する方式、あるいはトリプレート
線路による給電、あるいは地導体にスロットを設け、ス
ロットを介して電磁的に給電する電磁結合方式、あるい
はマイクロストリップ線路と放射導体を近接させて給電
する近接給電方式など他の給電方式でもこの発明は有効
である。さらに、ここでは１カ所で給電する例を示した
が、２カ所で給電し、円偏波を励振する場合や直交偏波
を励振する場合においてもこの発明が有効であることは
いうまでもない。
性を実現するためには、無給電素子と給電素子間の材料
として空気層に近い低誘電率を有する発泡材が良い。発
泡ポリイミドは低誘電率であり、耐熱性に優れ、脱ガス
が少ないため、真空での使用が可能となるが、特にミリ
波帯のように寸法精度が要求される場合、所望の寸法精
度を得ることは難しい。一方、所望の寸法精度を得るた
めには強度の強い高誘電率基板を用いる必要があるが、
これでは広帯域特性が得られない。そこで、高誘電率基
板に穴をあけることで等価的に基板の誘電率を小さくし
たことになり、広帯域特性が容易に得られる。さらに、
基板厚の精度が確保できるため、バラツキが小さい。給
電素子あるいは無給電素子あるいは給電素子と無給電素
子間の誘電体基板として熱膨張率が小さいアラミド系の
繊維強化プラスチックを用いるものである。ここでは放
射導体として円形マイクロストリップアンテナの例を示
したが、方形、三角形、楕円等他の形状でもこの発明は
有効である。また、給電方式として給電ピンで背面から
給電する例を示したが、給電素子と共平面からマイクロ
ストリップ線路で給電する方式、あるいはトリプレート
線路による給電、あるいは地導体にスロットを設け、ス
ロットを介して電磁的に給電する電磁結合方式、あるい
はマイクロストリップ線路と放射導体を近接させて給電
する近接給電方式など他の給電方式でもこの発明は有効
である。さらに、ここでは１カ所で給電する例を示した
が、２カ所で給電し、円偏波を励振する場合や直交偏波
を励振する場合においてもこの発明が有効であることは
いうまでもない。
【００１９】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３を示す概略構成図である。図において、１１は給電
素子と無給電素子間に挿入された穴を設けた誘電体板で
ある。マイクロストリップアンテナを複数個配列し、ア
レーアンテナを構成する。
態３を示す概略構成図である。図において、１１は給電
素子と無給電素子間に挿入された穴を設けた誘電体板で
ある。マイクロストリップアンテナを複数個配列し、ア
レーアンテナを構成する。
【００２０】次に動作原理について説明する。給電素子
と無給電素子間の誘電体板に無給電素子の大きさとほぼ
同等あるいはそれよりも大きな穴を設ける。これにより
給電素子と無給電素子間を空気とすることができるた
め、誘電体損を低減でき、且つ広帯域化を図ることがで
きる。また、アレーアンテナを構成した場合、各素子の
等価的な誘電率は同一となりバラツキが低減する。ここ
では穴の形状として円形の例を示したが、方形、三角
形、楕円等他の形状でもこの発明は有効である。
と無給電素子間の誘電体板に無給電素子の大きさとほぼ
同等あるいはそれよりも大きな穴を設ける。これにより
給電素子と無給電素子間を空気とすることができるた
め、誘電体損を低減でき、且つ広帯域化を図ることがで
きる。また、アレーアンテナを構成した場合、各素子の
等価的な誘電率は同一となりバラツキが低減する。ここ
では穴の形状として円形の例を示したが、方形、三角
形、楕円等他の形状でもこの発明は有効である。
【００２１】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４を示す概略構成図である。図において、１１は給電
素子と無給電素子間に挿入された穴を設けた誘電体基板
である。マイクロストリップアンテナを複数個配列し、
アレーアンテナを構成する。
態４を示す概略構成図である。図において、１１は給電
素子と無給電素子間に挿入された穴を設けた誘電体基板
である。マイクロストリップアンテナを複数個配列し、
アレーアンテナを構成する。
【００２２】次に動作原理について説明する。アレーア
ンテナを構成した場合、所望の方向で各素子の位相を一
致させることでビームが形成できる。各素子の位相を同
相にする、すなわち、その周期性を利用するものであ
る。よって、周期性をもつとその周期が同相になる方向
でなんらかのビームが形成されることになる。誘電体板
に穴を設けた際、この穴が周期的に構成されると基板内
を伝搬する表面波モードが同相となる方向にビームが形
成され、サイドローブが上昇する。サイドローブの上昇
は、送信の場合不要電波の放射、受信の場合雑音の増加
によるＳ／Ｎ比の劣化となり、さらにアンテナ利得もそ
の分低下することになる。そこで、穴を不規則に配列す
ることで周期性をなくしサイドローブの上昇を抑圧する
ことができる。穴の大きさは任意でよく、またここでは
穴の形状として円形の例を示したが、方形、三角形、楕
円等他の形状でもこの発明は有効である。
ンテナを構成した場合、所望の方向で各素子の位相を一
致させることでビームが形成できる。各素子の位相を同
相にする、すなわち、その周期性を利用するものであ
る。よって、周期性をもつとその周期が同相になる方向
でなんらかのビームが形成されることになる。誘電体板
に穴を設けた際、この穴が周期的に構成されると基板内
を伝搬する表面波モードが同相となる方向にビームが形
成され、サイドローブが上昇する。サイドローブの上昇
は、送信の場合不要電波の放射、受信の場合雑音の増加
によるＳ／Ｎ比の劣化となり、さらにアンテナ利得もそ
の分低下することになる。そこで、穴を不規則に配列す
ることで周期性をなくしサイドローブの上昇を抑圧する
ことができる。穴の大きさは任意でよく、またここでは
穴の形状として円形の例を示したが、方形、三角形、楕
円等他の形状でもこの発明は有効である。
【００２３】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５を示す概略構成の断面図である。図において、１３
は無給電素子を地導体に接地するピンである。
態５を示す概略構成の断面図である。図において、１３
は無給電素子を地導体に接地するピンである。
【００２４】次に動作原理について説明する。無給電素
子は非接触で給電素子の上部に設けられ、給電素子から
電磁界的に給電される。このアンテナを宇宙空間で使用
する際、宇宙空間での放射線の影響で帯電することにな
る。これが放電した際雑音が発生し、通信に支障をきた
すことになる。そこで無給電素子の中央部を金属棒で地
導体と接続することで接地が可能となる。マイクロスト
リップアンテナの中心部の電界は零のため金属棒で接続
しても電磁界の乱れは生じず、放射パターン、入力イン
ピーダンスの変化は生じない。
子は非接触で給電素子の上部に設けられ、給電素子から
電磁界的に給電される。このアンテナを宇宙空間で使用
する際、宇宙空間での放射線の影響で帯電することにな
る。これが放電した際雑音が発生し、通信に支障をきた
すことになる。そこで無給電素子の中央部を金属棒で地
導体と接続することで接地が可能となる。マイクロスト
リップアンテナの中心部の電界は零のため金属棒で接続
しても電磁界の乱れは生じず、放射パターン、入力イン
ピーダンスの変化は生じない。
【００２５】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６を示す概略構成図である。図において、１４，１５
は給電素子あるいは無給電素子に設けられた円偏波を励
振するための縮退分離素子である。
態６を示す概略構成図である。図において、１４，１５
は給電素子あるいは無給電素子に設けられた円偏波を励
振するための縮退分離素子である。
【００２６】次に動作原理について説明する。円偏波を
励振する方法としては直交した２カ所に９０度の位相差
で給電する２点給電方式がある給電回路が複雑になる。
特にミリ波帯のように高周波数帯においてブランチライ
ン型ハイブリッド回路等を用いて励振する場合、多層化
構造になり製作が困難となる。そこで、１カ所で給電
し、放射素子あるいは無給電素子あるいはその両方に縮
退を解くための縮退分離素子を装架することで簡単な構
造で円偏波が励振できる。ここでは放射導体として円形
の例を示したが、方形、三角形、楕円等他の形状でもよ
い。また、縮退分離素子として凹部を放射導体の外周に
設けた例を示したがその凸部としてもよくその形状には
依存しない。放射導体の内部にスロットを斜め４５度設
けてもこの発明は有効である。
励振する方法としては直交した２カ所に９０度の位相差
で給電する２点給電方式がある給電回路が複雑になる。
特にミリ波帯のように高周波数帯においてブランチライ
ン型ハイブリッド回路等を用いて励振する場合、多層化
構造になり製作が困難となる。そこで、１カ所で給電
し、放射素子あるいは無給電素子あるいはその両方に縮
退を解くための縮退分離素子を装架することで簡単な構
造で円偏波が励振できる。ここでは放射導体として円形
の例を示したが、方形、三角形、楕円等他の形状でもよ
い。また、縮退分離素子として凹部を放射導体の外周に
設けた例を示したがその凸部としてもよくその形状には
依存しない。放射導体の内部にスロットを斜め４５度設
けてもこの発明は有効である。
【００２７】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７を示す概略構成図である。１カ所で給電し、放射素
子あるいは無給電素子あるいはその両方に縮退を解くた
めの縮退分離素子を装架することで簡単な構造で円偏波
が励振できるが、その軸比の周波数特性は狭帯域であ
る。直交した２カ所で９０度の位相差をつけて給電する
方式にすればより広帯域特性が得られるが給電回路が複
雑になる。そこで複数個配列したアレーアンテナにおい
て各素子を１８０／ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）度回
転させ、位相も１８０／ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）
度変えて励振する（すなわちシーケンシャルアレー）。
１素子が楕円偏波であっても広帯域にわたり軸比のよい
完全な円偏波が励振できる。ここでは放射導体として円
形の例を示したが、方形、三角形、楕円等他の形状でも
よい。また、縮退分離素子として凹部を放射導体の外周
に設けた例を示したがその凸部としてもよくその形状に
は依存しない。またここでは４素子の例を示したが、２
素子以上であればこの発明は有効である。
態７を示す概略構成図である。１カ所で給電し、放射素
子あるいは無給電素子あるいはその両方に縮退を解くた
めの縮退分離素子を装架することで簡単な構造で円偏波
が励振できるが、その軸比の周波数特性は狭帯域であ
る。直交した２カ所で９０度の位相差をつけて給電する
方式にすればより広帯域特性が得られるが給電回路が複
雑になる。そこで複数個配列したアレーアンテナにおい
て各素子を１８０／ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）度回
転させ、位相も１８０／ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）
度変えて励振する（すなわちシーケンシャルアレー）。
１素子が楕円偏波であっても広帯域にわたり軸比のよい
完全な円偏波が励振できる。ここでは放射導体として円
形の例を示したが、方形、三角形、楕円等他の形状でも
よい。また、縮退分離素子として凹部を放射導体の外周
に設けた例を示したがその凸部としてもよくその形状に
は依存しない。またここでは４素子の例を示したが、２
素子以上であればこの発明は有効である。
【００２８】実施の形態８．誘電体基板としては低損失
であるフッソ樹脂基板あるいはこれにガラス繊維材を折
り混ぜて構成した基板が多く用いられており、低損失で
常温では優れた基板である。しかし、宇宙空間のように
温度変化の大きい空間では熱膨張率が大きく、温度変化
に伴う収縮や誘電率の変化のため電気特性が劣化し、機
械強度に及ぼす影響が大きいため、熱収縮を吸収する構
成が必要となる。そこで、アラミド系の繊維強化プラス
チックは熱膨張率が小さく真空での使用が可能となり耐
環境性に優れている。よってこの材料を用いることで簡
単な構造で宇宙空間のように使用環境の厳しい空間にお
いての使用が可能となる。
であるフッソ樹脂基板あるいはこれにガラス繊維材を折
り混ぜて構成した基板が多く用いられており、低損失で
常温では優れた基板である。しかし、宇宙空間のように
温度変化の大きい空間では熱膨張率が大きく、温度変化
に伴う収縮や誘電率の変化のため電気特性が劣化し、機
械強度に及ぼす影響が大きいため、熱収縮を吸収する構
成が必要となる。そこで、アラミド系の繊維強化プラス
チックは熱膨張率が小さく真空での使用が可能となり耐
環境性に優れている。よってこの材料を用いることで簡
単な構造で宇宙空間のように使用環境の厳しい空間にお
いての使用が可能となる。
【００２９】実施の形態９．誘電体基板は周波数が高く
なると一般的に損失が大きくなり、Ｋａ帯およびミリ波
帯になるとその損失は極めて大きくなる。この損失はす
なわち熱に変換されるため、宇宙空間では放熱が問題と
なる。そこで、クォーツ系の繊維強化プラスチックは誘
電体のｔａｎδが小さくなるため損失を小さくできる。
なると一般的に損失が大きくなり、Ｋａ帯およびミリ波
帯になるとその損失は極めて大きくなる。この損失はす
なわち熱に変換されるため、宇宙空間では放熱が問題と
なる。そこで、クォーツ系の繊維強化プラスチックは誘
電体のｔａｎδが小さくなるため損失を小さくできる。
【００３０】
【発明の効果】この発明の実施の形態１によれば、給電
素子と無給電素子間の誘電体層として発泡ポリイミド材
を用いることで耐熱性に優れ、脱ガスが少ないため環境
条件によらず使用でき、さらに低誘電率のため広帯域な
特性が得られる効果がある。
素子と無給電素子間の誘電体層として発泡ポリイミド材
を用いることで耐熱性に優れ、脱ガスが少ないため環境
条件によらず使用でき、さらに低誘電率のため広帯域な
特性が得られる効果がある。
【００３１】また、この発明の実施の形態２によれば、
給電素子と無給電素子間の誘電体板に複数の穴を設ける
ことで等価的に誘電率を低下できるため、広帯域な特性
が得られ、寸法精度が向上し、バラツキが低減する効果
がある。
給電素子と無給電素子間の誘電体板に複数の穴を設ける
ことで等価的に誘電率を低下できるため、広帯域な特性
が得られ、寸法精度が向上し、バラツキが低減する効果
がある。
【００３２】また、この発明の実施の形態３によれば、
給電素子と無給電素子間の誘電体板に無給電素子の大き
さとほぼ同等あるいはそれよりも大きな穴を設けること
で誘電体損を低減でき、また、アレーアンテナを構成し
た場合、各素子の等価的な誘電率は同一となりバラツキ
が低減する効果がある。
給電素子と無給電素子間の誘電体板に無給電素子の大き
さとほぼ同等あるいはそれよりも大きな穴を設けること
で誘電体損を低減でき、また、アレーアンテナを構成し
た場合、各素子の等価的な誘電率は同一となりバラツキ
が低減する効果がある。
【００３３】また、この発明の実施の形態４によれば、
給電素子と無給電素子間の誘電体板に設けた複数の穴を
ランダムに配列することで表面波の励振によるサイドロ
ーブの上昇を低減できる効果がある。
給電素子と無給電素子間の誘電体板に設けた複数の穴を
ランダムに配列することで表面波の励振によるサイドロ
ーブの上昇を低減できる効果がある。
【００３４】また、この発明の実施の形態５によれば、
給電素子と無給電素子の中心部を地導体と導体で接続す
ることで帯電を抑圧でき、雑音を低減できる効果があ
る。
給電素子と無給電素子の中心部を地導体と導体で接続す
ることで帯電を抑圧でき、雑音を低減できる効果があ
る。
【００３５】また、この発明の実施の形態６によれば、
給電素子あるいは無給電素子あるいは給電素子と無給電
素子の両方に円偏波を励振するための縮退分離素子を設
けることで簡単な構成で円偏波が励振できる効果があ
る。
給電素子あるいは無給電素子あるいは給電素子と無給電
素子の両方に円偏波を励振するための縮退分離素子を設
けることで簡単な構成で円偏波が励振できる効果があ
る。
【００３６】また、この発明の実施の形態７によれば、
複数個のマイクロストリップアンテナをシーケンシャル
アレーとして配列することで簡単な構成で広帯域にわた
り円偏波特性が得られる効果がある。
複数個のマイクロストリップアンテナをシーケンシャル
アレーとして配列することで簡単な構成で広帯域にわた
り円偏波特性が得られる効果がある。
【００３７】また、この発明の実施の形態８によれば、
給電素子あるいは無給電素子あるいは給電素子と無給電
素子間の誘電体基板として熱膨張率が小さいアラミド系
の繊維強化プラスチックを用いることで耐環境性の優れ
たアンテナが得られる効果がある。
給電素子あるいは無給電素子あるいは給電素子と無給電
素子間の誘電体基板として熱膨張率が小さいアラミド系
の繊維強化プラスチックを用いることで耐環境性の優れ
たアンテナが得られる効果がある。
【００３８】また、この発明の実施の形態９によれば、
給電素子あるいは無給電素子あるいは給電素子と無給電
素子間の誘電体基板としてｔａｎδが小さいクォーツ系
の繊維強化プラスチックを用いることで誘電体損の小さ
いアンテナが得られる効果がある。
給電素子あるいは無給電素子あるいは給電素子と無給電
素子間の誘電体基板としてｔａｎδが小さいクォーツ系
の繊維強化プラスチックを用いることで誘電体損の小さ
いアンテナが得られる効果がある。
【図１】 この発明によるマイクロストリップアンテナ
の実施の形態１を示す概略構成図である。
の実施の形態１を示す概略構成図である。
【図２】 この発明によるマイクロストリップアンテナ
の実施の形態２を示す概略構成図である。
の実施の形態２を示す概略構成図である。
【図３】 この発明によるマイクロストリップアンテナ
の実施の形態３を示す概略構成図である。
の実施の形態３を示す概略構成図である。
【図４】 この発明によるマイクロストリップアンテナ
の実施の形態４を示す概略構成図である。
の実施の形態４を示す概略構成図である。
【図５】 この発明によるマイクロストリップアンテナ
の実施の形態５を示す概略構成図である。
の実施の形態５を示す概略構成図である。
【図６】 この発明によるマイクロストリップアンテナ
の実施の形態６を示す概略構成図である。
の実施の形態６を示す概略構成図である。
【図７】 この発明によるマイクロストリップアンテナ
の実施の形態７を示す概略構成図である。
の実施の形態７を示す概略構成図である。
【図８】 従来の発明を示す概略構成図である。
１ 地導体、２ 第１の誘電体基板、３ 誘電体層（空
気層）、４ 第２の誘電体基板、５ 第１の放射導体、
６ 第２の放射導体、７マイクロストリップアンテナ、
８ 給電ピン、９ 給電コネクタ、１０ 発泡ポリイミ
ド材、１１ 誘電体板、１２ 誘電体板に設けた穴、１
３ 接地ピン、１４ 第１の放射導体に設けた縮退分離
素子、１５ 第１の放射導体に設けた縮退分離素子。
気層）、４ 第２の誘電体基板、５ 第１の放射導体、
６ 第２の放射導体、７マイクロストリップアンテナ、
８ 給電ピン、９ 給電コネクタ、１０ 発泡ポリイミ
ド材、１１ 誘電体板、１２ 誘電体板に設けた穴、１
３ 接地ピン、１４ 第１の放射導体に設けた縮退分離
素子、１５ 第１の放射導体に設けた縮退分離素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根岸 徳充 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 地導体、上記地導体上に設けた第１の誘
電体基板、上記第１の誘電体基板の上記地導体とは反対
の面に設けた第１の放射導体から構成される給電素子、
上記第１の給電素子上に設けた誘電体層、上記誘電体層
上部に設けた第２の誘電体基板、上記第２の誘電体基板
に設けた第２の放射導体を順次積層し、上記給電素子を
給電する給電回路とで構成されるマイクロストリップア
ンテナにおいて、上記誘電体層に発泡ポリイミド材を用
いた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】 地導体、上記地導体上に設けた第１の誘
電体基板、上記第１の誘電体基板の上記地導体とは反対
の面に設けた第１の放射導体から構成される給電素子、
上記第１の給電素子上に設けた誘電体板、上記誘電体板
上部に設けた第２の誘電体基板、上記第２の誘電体基板
に設けた第２の放射導体を順次積層し、上記給電素子を
給電する給電回路とで構成されるマイクロストリップア
ンテナにおいて、上記誘電体板に複数個の穴を設けたこ
とを特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項３】 地導体、上記地導体上に設けた第１の誘
電体基板、上記第１の誘電体基板の上記地導体とは反対
の面に設けた第１の放射導体から構成される給電素子、
上記第１の給電素子上に設けた誘電体板、上記誘電体板
上部に設けた第２の誘電体基板、上記第２の誘電体基板
に設けた第２の放射導体を順次積層し、上記給電素子を
給電する給電回路とで構成されるマイクロストリップア
ンテナにおいて、上記誘電体板に複数個の穴を設け、上
記複数個の穴の中心部と上記第２の放射導体の中心部を
ほぼ一致させ、上記穴の寸法を上記第２の放射導体とほ
ぼ同一あるいは第２の放射導体よりも大きくしたことを
特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項４】 地導体、上記地導体上に設けた第１の誘
電体基板、上記第１の誘電体基板の上記地導体とは反対
の面に設けた第１の放射導体から構成される給電素子、
上記第１の給電素子上に設けた誘電体板、上記誘電体板
上部に設けた第２の誘電体基板、上記第２の誘電体基板
に設けた第２の放射導体を順次積層し、上記給電素子を
給電する給電回路とで構成されるマイクロストリップア
ンテナにおいて、上記誘電体板に複数個の穴を設け、上
記複数個の穴を不規則に配列したことを特徴とするマイ
クロストリップアンテナ。 - 【請求項５】 上記地導体、第１の放射導体、第２の放
射導体を金属の棒で接続したことを特徴とする請求項１
から４のいずれかのマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項６】 上記第１の放射導体および第２の放射導
体のいずれか、あるいはその両方に円偏波励振のための
縮退分離素子を設けたことを特徴とする請求項１から４
のいずれかのマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項７】 上記マイクロストリップアンテナを複数
個配列したアレーアンテナであって、シーケンシャルア
レーとして配列したことを特徴とする請求項６のマイク
ロストリップアンテナ。 - 【請求項８】 上記誘電体板あるいは第１および第２の
誘電体基板あるいはその両方にアラミド系の繊維強化プ
ラスチック（ＦＲＰ）材を用いたことを特徴とする請求
項１から７のいずれかのマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項９】 上記誘電体板あるいは第１および第２の
誘電体基板あるいはその両方にクォーツ系の繊維強化プ
ラスチック（ＦＲＰ）材を用いたことを特徴とする請求
項１から７のいずれかのマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項１０】 上記誘電体板、第１および第２の誘電
体基板をポリシアネート系の接着剤で接着したことを特
徴とする請求項１から９のいずれかのマイクロストリッ
プアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25507395A JPH0998016A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25507395A JPH0998016A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0998016A true JPH0998016A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17273766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25507395A Pending JPH0998016A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0998016A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2008142900A1 (ja) | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Omron Corporation | アレーアンテナ |
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| WO2018116867A1 (ja) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 京セラ株式会社 | アンテナ基板 |
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| WO2020261332A1 (ja) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 | 三菱電機株式会社 | アンテナ製造方法およびアンテナ装置 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP25507395A patent/JPH0998016A/ja active Pending
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