JP2000138525A

JP2000138525A - マイクロストリップアンテナおよびマイクロストリップアンテナ基板

Info

Publication number: JP2000138525A
Application number: JP10311336A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Omine; 裕幸大嶺; Toru Takahashi; 徹高橋; Toru Fukazawa; 徹深沢; Shiro Kitao; 史郎北尾; Nobuyasu Takemura; 暢康竹村; Shigeru Makino; 滋牧野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-16
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP3683422B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】従来の無給電導体７を用いた広帯域マイクロ
ストリップアンテナでは、表面波を増大させることなく
広角度における軸比を改善することができないなどの課
題があった。【解決手段】地導体と、当該地導体と離間して配設さ
れた無給電導体と、上記地導体と上記無給電導体との間
に配設され、上記地導体との間に所定の電圧が印加され
る給電導体と、上記無給電導体の周縁と上記給電導体の
周縁とを結んで仕切られる導体間空間部の周囲に配設さ
れ、誘電性材料あるいは導電性材料からなる壁状部材と
を備えたマイクロストリップアンテナ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電波を送受信する
マイクロストリップアンテナおよびマイクロストリップ
アンテナ基板に係り、特に、無給電導体を有し、高角度
における軸比、広帯域、低損失を高度にバランスさせ、
衛星などにおいて円偏波の電波を走査する場合に好適な
マイクロストリップアンテナおよびマイクロストリップ
アンテナ基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は「広帯域同一面給電円偏波マイ
クロストリップアレーアンテナ」（堀、中嶋，電子情報
通信学会論文誌（Ｂ）Ｖｏｌ．Ｊ６８−ＢＮｏ．４，
５１５−５２２ページ，１９８５年４月発行）に開示さ
れた従来のマイクロストリップアンテナ基板を示す断面
図である。図において、１は誘電性材料からなる第一誘
電板、２は第一誘電板１の裏面に形成された地導体、３
は第一誘電板１の表面に形成され、地導体２との間に所
定の電圧が印加される略円板形状の給電導体、４は第一
誘電板１の表面に形成され、給電導体３に接続された給
電用配線、４０は第一誘電板１の表面に形成された発泡
スチロール、発泡ウレタンなどからなる発泡部材、６は
発泡部材４０の表面に形成され、誘電性材料からなる第
二誘電板、７は第二誘電板６の表面であって給電導体３
と対応する位置に形成され、給電導体３よりも若干小さ
い半径を有する略円板形状の無給電導体である。また、
８はそれぞれ給電導体３の給電用配線接続位置から９０
度ずつ離間した位置に形成された給電導体切欠部であ
る。

【０００３】次に動作について説明する。給電用配線４
から給電導体３と地導体２との間に所定の電圧を印加す
ると、これに応じて給電導体３と地導体２との間および
無給電導体７と地導体２との間において交番電界が生成
され、この電界の変化に応じて給電導体３および無給電
導体７から円偏波の電波が放出される。

【０００４】そして、この従来のマイクロストリップア
ンテナ基板は、無給電導体７を利用し、それが主たる放
射導体となるので、無給電導体７を利用しないものに比
べて広帯域特性を得ることができ、しかも、簡易な給電
方法にて円偏波を励振することができる。また、円偏波
を励振することができるアンテナとしては他にもヘリカ
ルアンテナ、スパイラルアンテナ、クロスダイポールな
どがあるが、マイクロストリップアンテナはこれらに比
べて容易に製作することができ、しかも、信頼性が高
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロストリ
ップアンテナ基板は以上のように構成されているので、
Ｑの高さを低くして広帯域特性を得ようとした場合に
は、空気を含んだ発泡部材４０の厚さをアンテナで送受
信する電波の１／２０波長程度以上の厚さに設定する必
要があり、そのために主たる放射導体である無給電導体
７と地導体２との間の等価誘電率が小さくなり過ぎ、Ｅ
面の放射指向性がＨ面の放射指向性よりもシャープにな
りすぎてしまい、「広角で軸比のよい円偏波マイクロス
トリップアンテナ」（後藤尚久，電子情報通信学会技術
報告Ａ．Ｐ８１−３９，８１年発行）に示されているよ
うな広角度における良好な軸比が得られる等価誘電率
（約１．７〜１．３）を得ることができないなどの課題
があった。

【０００６】また、広帯域特性を得つつ、広角度におけ
る軸比を改善するために、空気を含んだ発泡部材４０の
厚さに対応させて第一誘電板１や第二誘電板６の厚さを
厚くしたり、これらに誘電率が高い誘電性材料を使用し
た場合には、今度は、地導体２と無給電導体７との間の
各層１，４０，６内を伝播する表面波成分が増大してし
まい、その結果アンテナにおけるエネルギーロスが増大
してしまうという別の問題が発生してしまう。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、高角度における軸比、広帯域、低
損失を高度にバランスさせることができるマイクロスト
リップアンテナおよびマイクロストリップアンテナ基板
を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
ストリップアンテナは、地導体と、当該地導体と離間し
て配設された無給電導体と、上記地導体と上記無給電導
体との間に配設され、上記地導体との間に所定の電圧が
印加される給電導体と、上記無給電導体の周縁と上記給
電導体の周縁とを結んで仕切られる導体間空間部の周囲
に配設され、誘電性材料からなる壁状部材とを備えたも
のである。

【０００９】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナは、地導体と、上記地導体と離間して配設された無給
電導体と、上記地導体と上記無給電導体との間に配設さ
れ、上記地導体との間に所定の電圧が印加される給電導
体と、上記無給電導体の周縁と上記給電導体の周縁とを
結んで仕切られる導体間空間部の周囲に配設され、導電
性材料からなる壁状部材とを備えたものである。

【００１０】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナは、給電導体および無給電導体は円板形状に形成さ
れ、導体間空間部の周囲全体に渡って設けられる壁状部
材には、当該導体間空間部よりも大きい断面略楕円形状
の開口部が開設されているものである。

【００１１】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナは、誘電性材料からなる壁状部材の内部あるいは表面
には、給電導体から無給電導体へ向かう方向に沿って延
在する複数個の導電性シールドが、アンテナの送受信波
の波長よりも狭い間隔毎に配列されているものである。

【００１２】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナは、給電導体から無給電導体へ向かう方向の長さが異
なる複数種類の導電性シールドを用いているものであ
る。

【００１３】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナは、地導体の周縁部にはアンテナの送受信波の波長の
１／４の長さの多数のチョークが配列され、且つ、この
複数のチョークの先端部が互いにショートされているも
のである。

【００１４】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナ基板は、誘電性材料からなる第一誘電板と、当該第一
誘電板の裏面に形成された地導体と、上記第一誘電板の
表面に形成され、上記地導体板との間に所定の電圧が印
加される給電導体と、上記第一誘電板の表面であって上
記給電導体の周囲である位置に形成され、誘電性材料か
らなる壁状部材と、当該壁状部材の表面に形成され、誘
電性材料からなる第二誘電板と、当該第二誘電板の表面
あるいは裏面であって上記給電導体と対応する位置に形
成された無給電導体とを備えたものである。

【００１５】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナ基板は、誘電性材料からなる第一誘電板と、当該第一
誘電板の裏面に形成された地導体と、上記第一誘電板の
表面に形成され、上記地導体板との間に所定の電圧が印
加される複数個の給電導体と、上記第一誘電板の表面に
形成され、上記複数個の給電導体と同様の相互配設間隔
にて複数個の開口部が開設された誘電性材料からなるス
ペーサと、当該スペーサの表面に形成され、誘電性材料
からなる第二誘電板と、当該第二誘電板の表面あるいは
裏面であって上記各給電導体と対応する位置に形成され
た複数個の無給電導体とを備えたものである。

【００１６】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナ基板は、スペーサはその各開口部が、各無給電導体の
周縁と各給電導体の周縁とを結んで仕切られる各導体間
空間部に対応する位置となるように配設されているもの
である。

【００１７】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナ基板は、スペーサは各無給電導体の中心部には各開口
部が対応しないように配設されるとともに当該中心部に
対応する位置にスルーホールが形成され、当該スルーホ
ールを介して各無給電導体が地導体と電気的に接続され
ているものである。

【００１８】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナ基板は、第一誘電板上あるいは地導体の裏側に形成し
た第三誘電板上に、給電導体と電気的に接続される給電
用配線を形成したものである。

【００１９】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナ基板は、誘電性材料からなる壁状部材あるいはスペー
サにはアンテナの送受信波の波長よりも狭い間隔毎にス
ルーホールおよび／またはビアホールを複数個開設し、
上記スルーホールあるいはビアホール内にはそれぞれ導
電性シールドが形成されているものである。

【００２０】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナ基板は、第二誘電板は第一誘電板とは異なる誘電率を
有する誘電性材料にて形成されているものである。

【００２１】この発明に係るマイクロストリップアンテ
ナ基板は、側面の長さがアンテナの送受信波の波長の１
／４の長さとなるように基板を形成するとともに、少な
くともその基板の側面、表面周縁部および裏面周縁部を
導電性材料からなる被覆膜にて被覆し、更に、地導体の
周縁部と上記表面周縁部および裏面周縁部の被覆膜とを
複数のスルーホールあるいはビアホールを用いて電気的
に接続するものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．図１は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基板の構造を示す部分分解斜
視図および断面図である。図において、１は誘電性材料
からなる第一誘電板、２は第一誘電板１の裏面に形成さ
れた地導体、３は第一誘電板１の表面に形成され、地導
体２との間に所定の電圧が印加される略円板形状の給電
導体、４は第一誘電板１の表面に形成され、給電導体３
に接続された給電用配線、５は第一誘電板１の表面であ
って給電導体３の周囲である位置に形成され、給電導体
３の外形よりも大きい内径を有し、送受信波の１／２０
波長以上の厚さを有する略円筒形状の誘電性材料からな
る壁状部材、６は壁状部材５の表面に形成され、誘電性
材料からなる第二誘電板、７は第二誘電板６の表面にあ
って給電導体３と対応する位置に形成され、給電導体３
よりも若干小さい半径を有する略円板形状の無給電導体
である。

【００２３】また、８はそれぞれ給電導体３の給電用配
線接続位置から９０度ずつ離間した位置に形成された給
電導体切欠部であり、９はそれぞれ各給電導体切欠部８
と対応する位置に形成された無給電導体切欠部である。
これらの切欠部８，９により直交したモードの縮退を解
くことができ、一点給電であるにもかかわらず給電導体
３から円偏波の電磁波が発生し、且つ、無給電導体７か
らも同様に円偏波の電磁波が発生する。

【００２４】図２は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において、円形マイクロストリ
ップアンテナの基本モードの場合に、軸比が「１」とな
る角度（放射方向）と地導体２と無給電導体７との間の
誘電率との関係を示す特性図である。図において、横軸
はマイクロストリップアンテナの法線方向を基準とする
所定の放射方向の角度であり、縦軸は誘電率である。同
図から、例えば、θｄとして３０°を確保したい場合に
は比誘電率を１．６１とし、θｄとして６０°を確保し
たい場合には比誘電率を１．３８とする必要があること
がわかる。

【００２５】なお、円形マイクロストリップアンテナの
基本モードの場合における軸比（ＡＲ）は下記式１で計
算できる。ここで、ａは円形マイクロストリップアンテ
ナ（無給電導体７）の半径，ε_r は基板の比誘電率，J₀
、J₂ は０次と２次のベッセル関数であり、同式は周波
数を特定の周波数に限定した場合に得られる式である。
なお、軸比をよくするためにはＥ面とＨ面の指向性を一
致させればよく、ここではＨ面の指向性はほぼ決定され
ているからＥ面の指向性を制御することになる。下記式
１からわかるように指向性は基板の誘電率ε_r により変
化するため、基板の誘電率ε_r を適当に選んでやれば軸
比を改善できることがわかる。

【００２６】

【数１】

【００２７】図３は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の地導体２と無給電導体７との
間の等価回路を示す説明図である。図において、１０は
空気層である。そして、この場合の等価誘電率は静電近
似を用いれば下記式２で概算できる。ここでは、それぞ
れの基板定数をε_r1，ｔ₁ ，ε_r2，ｔ₂ ，ε_r3，ｔ₃，
としている。

【００２８】

【数２】

【００２９】そして、この実施の形態１では、現存する
誘電体材料の中に１．６１や１．３８程度の誘電率を有
する材料はないので、上記第一誘電板１と第二誘電板６
とに異なる誘電率を有する誘電性材料を用いている。ち
なみに、発泡材やハニカム等は誘電率が１．１程度であ
り、テフロン系の基板では誘電率が２程度であり、これ
らを組み合わせている。更に具体的には、この基板材料
としてシアネート系レジンやＢＴレジン（ビスマレイミ
ドートリアジン樹脂）、低温焼結セラミックスなどを組
み合わせて使用している。なお、壁状部材５としては、
例えばフッ素樹脂、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイ
ド）、セラミック等を使用しており、この壁状部材５の
誘電体定数、厚さ、形状、体積などは所定の方向におい
て良好な軸比が選られるように最適な寸法に決定されて
いる。

【００３０】なお、ＢＴレジンは耐熱性、耐放射線性、
機械的特性に優れ、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。他
方、低温焼成セラミックは比較的高誘電率であり、寸法
精度が優れており、高周波数帯において所望の寸法精度
を得るためには低誘電率基板では難しいような場合、、
特にミリ波帯のように寸法精度が要求される場合には有
効である。また、低温焼成セラミックは焼成温度を約９
００℃に下げることができ，低抵抗の銅，銀を用いるこ
とができるため特に高周波数帯においても低損失化を図
ることができ、基板厚の精度が確保できるため、バラツ
キが小さい。

【００３１】次に動作について説明する。給電用配線４
から給電導体３と地導体２との間に所定の電圧を印加す
ると、これに応じて給電導体３と地導体２との間および
無給電導体７と地導体２との間において交番電界が生成
され、この電界の変化に応じて給電導体３および無給電
導体７から円偏波の電波が放出される。この場合、給電
導体３からの電波よりも無給電導体７からの電波の方が
強い。また、この電波の放射特性は、無給電導体７と給
電導体３との間には導体間空間部とともに誘電性材料か
らなる壁状部材５を配設することで等価誘電率を所望の
ものに調整しているので、円偏波のＥ面放射特性とＨ面
放射特性とを概略一致させて高角度において好適な軸比
となっており、しかも、無給電導体７を用いているので
広帯域特性である。

【００３２】図４はこの発明の実施の形態１による空気
層１０の厚さｔ_２と軸比や帯域幅との関係の一例を示す
特性図である（（ａ）は壁状部材５付きの場合、（ｂ）
は壁状部材５無しの場合）。図において、λ_０は自由空
間の波長であり、また、これらの図は誘電体基板として
ガラスセラミックを用いてビーム走査角が６０度となる
方向における特性図である。これらの図を比較すれば明
らかなように、壁状部材５を使用しない場合（同図
（ｂ）の場合）には軸比を最小にするためには空気層５
の厚さｔ_２を０．０２波長程度に設定しなければならな
いが、壁状部材５を使用する場合（同図（ａ）の場合）
には軸比を最小にするためには空気層５の厚さｔ_２を
０．０４波長程度以上に設定することができる。しか
も、このような軸比においては壁状部材５を使用しない
場合よりも良好な帯域幅を同時に確保することができ、
壁状部材５を使用することにより従来では得ることがで
きなかった軸比と帯域幅との良好なバランスを得ること
ができることが解る。なお、同図はアンテナに対する整
合が取れた状態での空気層１０の厚さに対する軸比や帯
域幅について示しているが、実際には同図（ｂ）におい
て空気層５の厚さｔ_２を０．０２波長程度に設定してし
まうとアンテナの入力インピーダンスが小さくなるた
め、整合を得ることが難しい。

【００３３】また、導体間空間部の周囲に形成されるフ
リンジング部（無給電導体７と地導体２との間の電界が
形成される部位）に誘電性材料からなる壁状部材５を設
けているので、この壁状部材５を含めてアンテナの送受
信波を共振させることができ、表面波の発生自体を抑制
してその伝播に起因するエネルギーロスを抑制しつつ、
等価誘電率の低下を効果的に抑制することができる。な
お、フリンジング部は無給電導体７の周囲から送受信波
の１／４波長の距離以内に形成されるものであり、この
範囲内のいずれかの位置に壁状部材５を設ければ上記効
果を得ることができる。また、壁状部材５の厚さを送受
信波の１／２波長よりも薄く形成しても十分に効果が得
られる。更に、導体間空間部内は空気層１０であるの
で、これによっても広帯域特性が改善されている。

【００３４】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、地導体２と、当該地導体２と離間して配設された無
給電導体７と、上記地導体２と上記無給電導体７との間
に配設され、上記地導体２との間に所定の電圧が印加さ
れる給電導体３と、上記無給電導体７の周縁と上記給電
導体３の周縁とを結んで仕切られる導体間空間部の周囲
に配設され、誘電性材料からなる壁状部材５とを備えた
ので、無給電導体７と給電導体３との間には導体間空間
部とともに誘電性材料からなる壁状部材５が配設される
ことになり、空気層１０を厚くした場合の等価誘電率の
低下を抑制することができる。特に、この実施の形態で
は、導体間空間部の周囲に形成されるフリンジング部に
誘電性材料からなる壁状部材５を設けているので、この
壁状部材５を含めてアンテナの送受信波を共振させるこ
とができるので、表面波の発生自体を抑制してその伝播
に起因するエネルギーロスを抑制しつつ、等価誘電率の
低下を効果的に抑制することができる。

【００３５】従って、導体間空間部の厚さをアンテナで
送受信する電波の１／２０波長程度以上の厚さに設定し
て広帯域特性を得つつも、それによる等価誘電率の低下
を抑制することができ、しかも、その分、第一誘電板１
や第二誘電板６の厚さを厚くしたりする必要がなくなる
ので、これらを厚くした場合に発生する表面波伝播によ
る損失の増大を抑制することができる。つまり、高角度
における軸比、広帯域、低損失を、従来では得ることが
できなかった高度なレベルにてバランスさせることがで
きる効果がある。

【００３６】この実施の形態１によれば、壁状部材５に
より第一誘電板１と第二誘電板６とを一体化させること
ができるので、給電導体３と無給電導体７とを精度良く
配設することができ、高角度における軸比、広帯域特
性、低損失のバランスを設計どおりに実現することがで
きる効果がある。

【００３７】この実施の形態１によれば、第二誘電板６
は第一誘電板１とは異なる誘電率を有する誘電性材料に
て形成されているので、高角度における軸比が選られる
ような等価誘電率に設定することができ、広帯域を図る
効果がある。

【００３８】そして、近年、衛星搭載用アンテナにおい
ては、電子的にビームを走査するフェーズドアレー技術
や、マルチビーム技術が多く用いられるようになってき
て、広角度における軸比が良いものが要求されるように
なってきているが、この実施の形態１に係るマイクロス
トリップアンテナ基板を用いることにより、従来用いら
れていた鏡面アンテナでは得られなかった高角度軸比お
よび広帯域特性を得ることができるので、機械的走査を
することなく複数の送受信波を同時に、異なる角度に対
して円偏波信号を送受信することが可能となる。なお、
この実施の形態１によるマイクロストリップアンテナ基
板を複数個配列したフェーズドアレーの特性は、素子間
結合が生じるためマイクロストリップアンテナ基板単体
の特性とは異なるが同様の傾向の特性を示す。

【００３９】なお、ここでは給電導体３や無給電導体７
として円形のものを使用したが、方形、三角形、楕円な
どの形状であってもこの発明は有効である。

【００４０】また、給電方式としてマイクロストリップ
線路で給電する方式を示したが，給電ピンで背面から給
電する方式、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（３）とを近接させて給電する近接給電方式な
ど他の給電方法でもこの発明は有効である。

【００４１】次に、円偏波励振のための切欠部８，９の
形状も限定されるものでなく、また、無給電導体７のみ
に設けてもよい．

【００４２】更に、壁状部材５として円形リング状のも
のを例示したが、正方形，長方形，台形，菱形リングな
どの他の形状であっても同様の効果を奏する。また、リ
ング状以外のものとしても格子状あるいは棒状などのも
のでもよく、無給電導体７の周囲全体ではなく、特定の
方向にのみ障壁を設けてもよい。

【００４３】実施の形態２．図５は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基板の構造を示
す部分分解斜視図および断面図である。図において、１
１は地導体２の裏面に形成された第三誘電板、１２は第
三誘電板１１裏面に形成された給電用配線、１３は給電
用配線１２裏面に形成された第四誘電板、１４は第四誘
電板１３裏面に形成された第二地導体、１５は第二地導
体１４裏面に形成された第五誘電板である。そして、こ
れらは地導体２とともにトリプレート線路を構成してい
る。

【００４４】また、１６は一端が給電用配線１２に接続
され、他端が２つに分岐されたマッチング回路、１７は
それぞれ当該各他端を給電導体３に接続する給電プロー
ブである。そして、このマッチング回路１６は給電電圧
に基づいて互いに位相が９０°ずれた２つの励振電圧に
分岐し、各給電プローブ１７，１７は各励振電圧を給電
導体３の９０°ずれた位置に供給する。これにより、給
電導体３および無給電導体７から円偏波の電波が放出さ
れる。なお、マッチング回路１６としては例えばブラン
チライン型ハイブリッド回路、ウィルキンソン型分配回
路、Ｔ分岐回路、ラットレース回路などがある。

【００４５】更に、１８は第一誘電板１の表面であって
給電導体３の周囲である位置に形成され、給電導体３の
外形よりも大きい内径を有し、送受信波の１／２０波長
以上の厚さを有する略円筒形状の導電性材料からなる壁
状部材である。これ以外の構成は実施の形態１と同様で
あり同一の符号を付して説明を省略する。

【００４６】次に動作について説明する。給電用配線１
２から給電導体３と地導体２との間に所定の電圧を印加
すると、これに応じて給電導体３と地導体２との間およ
び無給電導体７と地導体２との間において交番電界が生
成され、この電界の変化に応じて給電導体３および無給
電導体７から円偏波の電波が放出される。この場合、給
電導体３からの電波よりも無給電導体７からの電波の方
が強い。また、この電波の放射特性は、第一誘電板１や
第二誘電板６の誘電率や厚さを調整することにより等価
誘電率を所望のものに調整しているので、円偏波のＥ面
放射特性とＨ面放射特性とを概略一致させて高角度にお
いて好適な軸比となっており、しかも、無給電導体７を
用いているので広帯域特性である。

【００４７】また、導体間空間部の周囲に導電性材料か
らなる壁状部材１８を設けているので、この壁状部材１
８により空気層における表面波の伝播を阻止することが
でき、複数の基板を配列した場合に発生するアンテナ素
子間の結合を防止して、その伝播に起因するエネルギー
ロスを抑制することができる。なお、この効果は壁状部
材１８の厚さを０．１ｍｍ程度に薄くしても得られるも
のである。

【００４８】次に、この実施の形態２のように２点給電
方式にてマイクロストリップアンテナを円偏波励振した
場合には、１点給電方式で励振した場合に比べて、比較
的軸比の周波数特性が比較的広帯域となる。他方、１点
給電方式は放射導体（給電導体３，無給電導体７）に切
欠部８，９等の変形を設け直交したモードの縮退を解く
ため，構造が簡単であるというメリットがある。

【００４９】更に、給電用配線１２を多層基板としてア
ンテナと一体に形成しているので、数百から数千のアン
テナを配列する場合であったとしても、これら給電用配
線１２とアンテナとを後から積層した場合における層間
接続のずれ、はがれなどの問題を生ずることなく、電気
的特性の劣化も生ずることがない。

【００５０】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、地導体２と、上記地導体２と離間して配設された無
給電導体７と、上記地導体２と上記無給電導体７との間
に配設され、上記地導体２との間に所定の電圧が印加さ
れる給電導体３と、上記無給電導体７の周縁と上記給電
導体３の周縁とを結んで仕切られる導体間空間部の周囲
に配設され、導電性材料からなる壁状部材１８とを備え
たので、無給電導体７と給電導体３との間の導体間空間
部の周囲には導電性材料からなる壁状部材１８が配設さ
れることになる。従って、第一誘電板１や第二誘電板６
の厚さを厚くしたりしたとしても、空気層における表面
波の伝播を阻止することができ、表面波伝播に起因する
エネルギーロスを抑制しつつ、等価誘電率の低下を効果
的に抑制することができる。つまり、高角度における軸
比、広帯域、低損失を、従来では得ることができなかっ
た高度なレベルにてバランスさせることができる効果が
ある。また、誘電性材料にて壁状部材５を形成する場合
に比べて、薄い壁厚にて上記従来に無い効果を得ること
ができる効果がある。

【００５１】実施の形態３．図６は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基板の構造を示
す部分分解斜視図および断面図である。図において、１
９は第一誘電板１の表面にあって給電導体３の周囲であ
る位置に形成され、給電導体３の外形よりも大きい断面
略楕円形状の内径を有し、送受信波の１／２０波長以上
の厚さを有する略円筒形状の誘電性材料からなる壁状部
材である。これ以外の構成は実施の形態１と同様であり
同一の符号を付して説明を省略する。

【００５２】次に動作について説明する。給電用配線４
から給電導体３と地導体２との間に所定の電圧を印加す
ると、これに応じて給電導体３と地導体２との間および
無給電導体７と地導体２との間において交番電界が生成
され、この電界の変化に応じて給電導体３および無給電
導体７から円偏波の電波が放出される。この場合、給電
導体３からの電波よりも無給電導体７からの電波の方が
強い。また、この電波の放射特性は、第一誘電板１や第
二誘電板６の誘電率や厚さを調整することにより等価誘
電率を所望のものに調整しているので、円偏波のＥ面放
射特性とＨ面放射特性とを概略一致させて高角度におい
て好適な軸比となっており、しかも、無給電導体７を用
いているので広帯域特性である。

【００５３】また、導体間空間部の周囲に断面略楕円形
状の壁状部材１９を設けているので、楕円の長軸と短軸
とで異なる共振状態とすることができるので、単に表面
波の発生自体を抑制して、その伝播に起因するエネルギ
ーロスを抑制しつつ、等価誘電率の低下を効果的に抑制
することができるだけでなく、高角度における軸比を矯
正して、更に高角度まで好適な軸比を得ることができ
る。

【００５４】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、給電導体３および無給電導体７は円板形状に形成さ
れ、導体間空間部の周囲全体に渡って設けられる壁状部
材１９には、当該導体間空間部よりも大きい断面略楕円
形状の開口部が開設されているので、この開口部の軸方
向を調整することにより送受信波の高角度における軸比
を改善することができる効果がある。

【００５５】なお、この実施の形態３では誘電性材料か
らなる壁状部材１９を前提として断面略楕円形状の場合
の例を説明したが、導電性材料からなる壁状部材におい
て断面略楕円形状としても同様の効果を得ることができ
る。

【００５６】実施の形態４．図７は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基板の構造を示
す部分分解斜視図および断面図である。図において、２
０はそれぞれ地導体２に電気的に接続されたスルーホー
ル（導電性シールド）、２１はそれぞれ地導体２に電気
的に接続され、当該スルーホール２０とは異なる高さの
ビアホール（導電性シールド）であり、これらは給電導
体３と同心円上において、アンテナの送受信波の波長よ
りも狭い間隔毎に配列されている。

【００５７】また、２２は地導体２の裏面に形成された
第三誘電板、２３は第三誘電板１１裏面に、給電導体３
と電気的に接続される給電用配線、２４は給電導体３の
中心に対応する位置において、給電用配線２３と直行す
る向きに延在させて地導体２に開設された略長方体形状
のスロットである。これ以外の構成は実施の形態１と同
様であり同一の符号を付して説明を省略する。

【００５８】次に動作について説明する。給電用配線２
３から給電導体３と地導体２との間に所定の電圧を印加
すると、電磁界的にスロット２４を介して給電導体３に
交番電圧が励振され、これに応じて給電導体３と地導体
２との間および無給電導体７と地導体２との間において
交番電界が生成され、この電界の変化に応じて給電導体
３および無給電導体７から円偏波の電波が放出される。
この場合、給電導体３からの電波よりも無給電導体７か
らの電波の方が強い。また、この電波の放射特性は、無
給電導体７と給電導体３との間には導体間空間部ととも
に誘電性材料からなる壁状部材５を配設することで等価
誘電率を所望のものに調整しているので、円偏波のＥ面
放射特性とＨ面放射特性とを概略一致させて高角度にお
いて好適な軸比となっており、しかも、無給電導体７を
用いているので広帯域特性である。

【００５９】また、導体間空間部の周囲に形成されるフ
リンジング部に誘電性材料からなる壁状部材５を設けて
いるので、この壁状部材５を含めてアンテナの送受信波
を共振させることができるので、表面波の発生自体を抑
制してその伝播に起因するエネルギーロスを抑制しつ
つ、等価誘電率の低下を効果的に抑制することができ
る。

【００６０】更に、壁状部材５の内部に、アンテナの送
受信波の波長よりも狭い間隔毎にスルーホール２０およ
びビアホール２１を配列しているので、導体間空間部の
周囲に導電性材料からなる壁状部材を設けた場合と同様
に空気層における表面波の伝播を阻止することができ、
複数の基板を隣接して配置してもその伝播に起因するエ
ネルギーロスを抑制することができる。

【００６１】最後に、導体間空間部の周囲に高さの異な
る２種類のスルーホール２０およびビアホール２１を設
けているので、一方向とそれと９０度の方向とで異なる
共振状態とすることができ、単に表面波の発生自体を抑
制して、その伝播に起因するエネルギーロスを抑制しつ
つ、等価誘電率の低下を効果的に抑制することができる
だけでなく、高角度における軸比を矯正して更に高角度
まで好適な軸比を得ることができる。

【００６２】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、誘電性材料からなる壁状部材５の内部に、給電導体
３から無給電導体７へ向かう方向に沿って延在する複数
個のスルーホール２０およびビアホール２１が、アンテ
ナの送受信波の波長よりも狭い間隔毎に配列されている
ので、誘電性材料による壁状部材５による効果とともに
導電性材料による壁状部材の効果を併せ持つことができ
る。従って、誘電性材料のみで壁状部材５を形成する場
合よりも薄い壁厚にしてもそれと同等のバランスを得る
ことができる効果がある。

【００６３】この実施の形態４によれば、スルーホール
２０とともにビアホール２１を用いているので、この長
さの配列を調整することにより送受信波の高角度におけ
る軸比を改善することができる効果がある。

【００６４】実施の形態５．図８は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基板の構造を示
す部分分解斜視図および断面図である。図において、２
５はそれぞれ第一誘電板１の表面に形成され、地導体２
との間に所定の電圧が印加される略直方板形状の給電導
体、２６はそれぞれ給電導体２５の配列方向において給
電導体２５の配設間隔と同じ配設間隔に配列され、送受
信波の１／２０波長以上の厚さを有する略長方体形状の
誘電性材料からなる壁状部材であり、２７は第二誘電板
６の表面であって給電導体２５と対応する位置に形成さ
れ、給電導体２５よりも小さい略直方板形状の無給電導
体である。

【００６５】また、２８はそれぞれ、地導体２の周縁部
に接続され、その下端２８ａから先端までの長さＬがア
ンテナの送受信波の波長の１／４の長さに形成されると
ともに、その先端部が互いにショートされているチョー
クである。これ以外は図２と同様であり同一の符号を付
して説明を省略する。

【００６６】次に動作について説明する。図示外の給電
用配線から給電導体２５と地導体２との間に９０°位相
がずれた２つの電圧を印加すると、給電導体２５に交番
電圧が励振され、これに応じて給電導体２５と地導体２
との間および無給電導体２７と地導体２との間において
交番電界が生成され、この電界の変化に応じて給電導体
２５および無給電導体２７から円偏波の電波が放出され
る。この場合、給電導体２５からの電波よりも無給電導
体２７からの電波の方が強い。また、この電波の放射特
性は、無給電導体２７と給電導体２５との間には導体間
空間部とともに誘電性材料からなる壁状部材２６を配設
することで等価誘電率を所望のものに調整しているの
で、円偏波のＥ面放射特性とＨ面放射特性とを概略一致
させて高角度において好適な軸比となっており、しか
も、無給電導体２７を用いているので広帯域特性であ
る。

【００６７】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、地導体２の周縁部にはアンテナの送受信波の波長の
１／４の長さの多数のチョーク２８が配列され、且つ、
この複数のチョーク２８の先端部が互いにショートされ
ているので、地導体２の大きさを小さくしても、地導体
２裏面への放射を抑制することができる。特に、地導体
２の大きさを小さくした場合、広角度においてはこの地
導体２裏面への放射が顕著に発生し、その裏面の構造体
の影響を受けて放射特性が変化し、その結果、軸比の変
動、利得低下、裏側に配接された送受信機への電波漏れ
込みによるアイソレーション劣化などの問題が発生して
しまうが、本発明のように、地導体２の周囲に終端が互
いにショートされたチョーク２８を設けることにより、
地導体２端部の電界成分を「０」とすることができるの
で、これらの問題点を防止することができる効果があ
る。

【００６８】実施の形態６．図９は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基板の構造を示
す部分分解斜視図および断面図である。図において、２
９は格子形状に形成された誘電性材料からなるスペーサ
であり、このスペーサ２９には各導体間空間部よりも大
きい断面略四角形状の複数の開口部が開設されている。
これ以外の構成は図５および図８と同様の構成なので同
一の符号を付して説明を省略する。

【００６９】次に動作について説明する。給電用配線１
２から給電導体２５と地導体２との間に９０°位相がず
れた２つの電圧を印加すると、給電導体２５に交番電圧
が励振され、これに応じて給電導体２５と地導体２との
間および無給電導体２７と地導体２との間において交番
電界が生成され、この電界の変化に応じて給電導体２５
および無給電導体２７から円偏波の電波が放出される。
この場合、給電導体２５からの電波よりも無給電導体２
７からの電波の方が強い。また、この電波の放射特性
は、無給電導体２７と給電導体２５との間には導体間空
間部とともに誘電性材料からなる壁状部材２９を配設す
ることで等価誘電率を所望のものに調整しているので、
円偏波のＥ面放射特性とＨ面放射特性とを概略一致させ
て高角度において好適な軸比となっており、しかも、無
給電導体２７を用いているので広帯域特性である。

【００７０】なお、ここでは４つのアンテナを四角配列
としたが、三角配列であってもよく、また、２個、１６
個などのようにアンテナの素子数に制限はない。また、
軸比の改善を図るために基板内でシーケンシャルアレー
としてもよい。次に、ここでは円偏波励振用給電回路と
アンテナとを一体化する構成を示したが、送受信機をも
含めて一体化してもよい。そして、このように多層基板
を用いてアレーアンテナ及びサブアレーを構成すること
で製作が容易になり、量産性が優れる効果がある。

【００７１】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、誘電性材料からなる第一誘電板１と、当該第一誘電
板１の裏面に形成された地導体２と、上記第一誘電板１
の表面に形成され、上記地導体板２との間に所定の電圧
が印加される複数個の給電導体２５と、上記第一誘電板
１の表面に形成され、上記複数個の給電導体２５と同様
の相互配設間隔にて複数個の開口部が開設された誘電性
材料からなるスペーサ２９と、当該スペーサ２９の表面
に形成され、誘電性材料からなる第二誘電板６と、当該
第二誘電板６の表面あるいは裏面であって上記各給電導
体２５と対応する位置に形成された複数個の無給電導体
２７とを備えたので、無給電導体２７と給電導体２５と
の間には導体間空間部とともに誘電性材料からなるスペ
ーサ２９が配設されることになり、空気層を厚くした場
合の等価誘電率の低下を抑制することができる。特に、
この実施の形態６では、導体間空間部の周囲に形成され
るフリンジング部に誘電性材料からなるスペーサ２９を
設けているので、このスペーサ２９を含めてアンテナの
送受信波を共振させることができ、表面波の発生自体を
抑制してその伝播に起因するエネルギーロスを抑制しつ
つ、等価誘電率の低下を効果的に抑制することができ
る。

【００７２】従って、導体間空間部の厚さをアンテナで
送受信する電波の１／２０波長程度以上の厚さに設定し
て広帯域特性を得つつも、それによる等価誘電率の低下
を抑制することができ、しかも、その分第一誘電板１や
第二誘電板６の厚さを厚くしたりする必要がなくなるの
で、表面波伝播による損失の増大を抑制することができ
る。つまり、高角度における軸比、広帯域、低損失を従
来では得ることができなかった高度なレベルにてバラン
スさせることができる効果がある。

【００７３】また、スペーサ２９により第一誘電板１と
第二誘電板６とを一体化させることができるので、給電
導体２５と無給電導体２７とを精度良く配設することが
でき、各アンテナの特性を高角度における軸比、広帯域
特性、低損失のバランスを設計どおりに、且つ、同等の
特性に実現することができる効果がある。

【００７４】この実施の形態６によれば、スペーサ２９
はその各開口部が、各無給電導体２７の周縁と各給電導
体２５の周縁とを結んで仕切られる各導体間空間部に対
応する位置となるように配設されているので、最も広帯
域な特性を得ることができる効果がある。

【００７５】この実施の形態６によれば、第三誘電板１
１上に給電導体２５と電気的に接続される給電用配線１
２を形成したので、給電回路自体も一体化させ、それを
含めて高角度における軸比、広帯域、低損失を従来では
得ることができなかった高度なレベルにてバランスさせ
ることができるので、給電方法に起因するこれらの特性
劣化を防止することができる効果がある。

【００７６】実施の形態７．図１０はこの発明の実施の
形態７によるマイクロストリップアンテナ基板の１つの
アンテナの構造を示す部分分解斜視図および断面図であ
る。図において、３０は格子形状に形成され、各交叉位
置が給電導体３と無給電導体７の中心部と重なるように
配設された誘電性材料からなるスペーサであり、３１は
このスペーサ３０の各交叉位置に開設された中空のスル
ーホール、３２はこのスルーホール３１を介して地導体
２と無給電導体７の中心部とを接続する接地導体であ
る。

【００７７】なお、円偏波を得るためには直交したモー
ドの縮退を解く必要があるので、２つの誘電体棒３０ａ
（各格子を構成する誘電体のこと）を給電位置に対して
斜め４５°方向にそれぞれ挿入し，両者の幅をそれぞれ
適当に変えている。これにより直交したモードの共振周
波数が変化し円偏波を励振することができる。また、２
本の誘電体棒３０ａを給電位置から斜め４５°方向から
各々ずらしてその角度を変えることでも直交したモード
の縮退を解くことができる。

【００７８】次に動作について説明する。給電用配線４
から給電導体３と地導体２との間に所定の電圧を印加す
ると、これに応じて給電導体３と地導体２との間および
無給電導体７と地導体２との間において交番電界が生成
され、この電界の変化に応じて給電導体３および無給電
導体７から円偏波の電波が放出される。この場合、給電
導体３からの電波よりも無給電導体７からの電波の方が
強い。また、この電波の放射特性は、無給電導体７と給
電導体３との間には導体間空間部とともに誘電性材料か
らなるスペーサ３０を配設することで等価誘電率を所望
のものに調整しているので、円偏波のＥ面放射特性とＨ
面放射特性とを概略一致させて高角度において好適な軸
比となっており、しかも、無給電導体７を用いているの
で広帯域特性である。

【００７９】また、導体間空間部をスペーサ３０で微小
区間毎に区切っているので、このスペーサ３０により空
気層における表面波の伝播を阻止することができ、その
伝播に起因するエネルギーロスを抑制することができ
る。

【００８０】更に、無給電導体７をその電界成分が０で
ある中心部において地導体２に接地しているので、無給
電導体７の放射特性を損なうことなく、この無給電導体
７が帯電してしまうことを防止することができる。

【００８１】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、スペーサ３０は各無給電導体７の中心部には各開口
部が対応しないように配設されるとともに当該中心部に
対応する位置にスルーホール３１が形成され、当該スル
ーホール３１を介して各無給電導体７が地導体２と電気
的に接続されているので、無給電導体７からの放射特性
に悪影響を及ぼすことなくこの無給電導体７の帯電を防
止することができ、放電や落雷などによって無給電導体
７に高電圧が印加されてしまうことを防止することがで
きる効果がある。

【００８２】実施の形態８．図１１はこの発明の実施の
形態８による複数のマイクロストリップアンテナ基板の
構造を示す部分分解斜視図および断面図である。図にお
いて、３３は第五誘電板１５裏面に形成された第二の給
電用配線、３４はこの第二の給電用配線３３裏側に配設
された第六誘電板であり、３５は多層基板であり、第一
誘電板１からこの第六誘電板３４までの厚さＬがアンテ
ナの送受信波の１／４波長と等しくなるようにこの多層
基板３５は形成されている。

【００８３】また、３６は多層基板３５側面全面に蒸着
された側面メタライズ部（被覆膜）、３７は第一誘電板
１表面周縁部全体に蒸着された上面メタライズ部（被覆
膜）、３８は第六誘電板３４裏面全体に渡って蒸着され
た下面メタライズ部（被覆膜）であり、３９はそれぞれ
これらメタライズ部３６，３７，３８を上記上面の第一
誘電板１および下面の第六誘電板３４において地導体２
に電気的に接続するスルーホールである。これ以外の構
成は図５および図９と同様なので同一の符号を付して説
明を省略する。

【００８４】次に動作について説明する。給電用配線１
２や第二の給電用配線３３から給電導体２５と地導体２
との間に９０°位相がずれた２つの電圧を印加すると、
給電導体２５に交番電圧が励振され、これに応じて給電
導体２５と地導体２との間および無給電導体２７と地導
体２との間において交番電界が生成され、この電界の変
化に応じて給電導体２５および無給電導体２７から円偏
波の電波が放出される。この場合、給電導体２５からの
電波よりも無給電導体２７からの電波の方が強い。ま
た、この電波の放射特性は、無給電導体２７と給電導体
２５との間には導体間空間部とともに誘電性材料からな
る壁状部材を配設することで等価誘電率を所望のものに
調整しているので、円偏波のＥ面放射特性とＨ面放射特
性とを概略一致させて高角度において好適な軸比となっ
ており、しかも、無給電導体２７を用いているので広帯
域特性である。

【００８５】また、多層基板３５の側面に１／４波長の
長さの側面メタライズ部３６を設けるとともに、その両
端部に連続して上面メタライズ部３７および下面メタラ
イズ部３８を設けた構造となっているので、複数の多層
基板３５を近接して配置することにより、送受信波の周
波数においては側面メタライズ部３６の両端部をオープ
ン状態とすることができ、これら複数の多層基板３５，
３５の間から当該送受信波が裏側に回り込みにくくする
ことができる。

【００８６】また、このように複数の多層基板３５，３
５を近接して配置して基板間の隙間にてチョークを構成
しているので、実施の形態５に比べて簡易に、且つ、多
層基板３５と一体化させてチョークを構成することがで
き、しかも、複数の多層基板３５，３５を高密度に配列
することができる。

【００８７】以上のように、この実施の形態８によれ
ば、側面の長さがアンテナの送受信波の波長の１／４の
長さとなるように多層基板３５を形成するとともに、少
なくともその多層基板３５の側面、表面１周縁部および
裏面３４周縁部を導電性材料からなる被覆膜であるメタ
ライズ部３６，３７，３８にて被覆し、更に、地導体２
の周縁部と上記表面周縁部の上面メタライズ部３７およ
び裏面周縁部の下面メタライズ部３８の被覆膜とを複数
のスルーホール３９を用いて電気的に接続するので、複
数の多層基板３５，３５を高密度に隣接して配置するこ
とで当該被覆膜である側面メタライズ部３６の上面側端
縁や下面側端縁において上記アンテナの送受信波に関し
てはオープン状態とすることができるので、これら多層
基板３５，３５の間から裏面に上記アンテナの送受信波
が回り込むことを防止することができ、軸比の変動、利
得低下、裏側に配接された送受信機への電波漏れ込みに
よるアイソレーション劣化などの問題を防止することが
できる効果がある。

【００８８】

【発明の効果】この発明によれば、地導体と、当該地導
体と離間して配設された無給電導体と、上記地導体と上
記無給電導体との間に配設され、上記地導体との間に所
定の電圧が印加される給電導体と、上記無給電導体の周
縁と上記給電導体の周縁とを結んで仕切られる導体間空
間部の周囲に配設され、誘電性材料からなる壁状部材と
を備えたので、無給電導体と給電導体との間には導体間
空間部とともに誘電性材料からなる壁状部材が配設され
ることになり、空気層を厚くした場合の等価誘電率の低
下を抑制することができる。特に、この発明では、導体
間空間部の周囲に形成されるフリンジング部に誘電性材
料からなる壁状部材を設けているので、この壁状部材を
含めてアンテナの送受信波を共振させることができるの
で、表面波の発生自体を抑制してその伝播に起因するエ
ネルギーロスを抑制しつつ、等価誘電率の低下を効果的
に抑制することができる。

【００８９】従って、導体間空間部の厚さをアンテナで
送受信する電波の１／２０波長程度以上の厚さに設定し
て広帯域特性を得つつも、それによる等価誘電率の低下
を抑制することができ、しかも、その分第一誘電板や第
二誘電板の厚さを厚くしたりする必要がなくなるので、
表面波伝播による損失の増大を抑制することができる。
つまり、高角度における軸比、広帯域、低損失を従来で
は得ることができなかった高度なレベルにてバランスさ
せることができる効果がある。

【００９０】この発明によれば、地導体と、上記地導体
と離間して配設された無給電導体と、上記地導体と上記
無給電導体との間に配設され、上記地導体との間に所定
の電圧が印加される給電導体と、上記無給電導体の周縁
と上記給電導体の周縁とを結んで仕切られる導体間空間
部の周囲に配設され、導電性材料からなる壁状部材とを
備えたので、無給電導体と給電導体との間の導体間空間
部の周囲には導電性材料からなる壁状部材が配設される
ことになる。従って、第一誘電板や第二誘電板の厚さを
厚くしたりしたとしても、空気層における表面波の伝播
を阻止することができ、表面波伝播に起因するエネルギ
ーロスを抑制しつつ、等価誘電率の低下を効果的に抑制
することができる。つまり、高角度における軸比、広帯
域、低損失を従来では得ることができなかった高度なレ
ベルにてバランスさせることができる効果がある。ま
た、誘電性材料にて壁状部材を形成する場合に比べて、
薄い壁厚にて上記効果を得ることができる効果がある。

【００９１】この発明によれば、給電導体および無給電
導体は円板形状に形成され、導体間空間部の周囲全体に
渡って設けられる壁状部材には、当該導体間空間部より
も大きい断面略楕円形状の開口部が開設されているの
で、この開口部の軸方向を調整することにより送受信波
の高角度における軸比を改善することができる効果があ
る。

【００９２】この発明によれば、誘電性材料からなる壁
状部材の内部あるいは表面には、給電導体から無給電導
体へ向かう方向に沿って延在する複数個の導電性シール
ドが、アンテナの送受信波の波長よりも狭い間隔毎に配
列されているので、誘電性材料による壁状部材による効
果とともに導電性材料による壁状部材による効果を得る
ことができる。従って、誘電性材料のみで壁状部材を形
成する場合よりも薄い壁厚にしてもそれと同等のバラン
スが得られる効果がある。

【００９３】この発明によれば、給電導体から無給電導
体へ向かう方向の長さが異なる複数種類の導電性シール
ドを用いているので、この長さの配列を調整することに
より送受信波の高角度における軸比を改善することがで
きる効果がある。

【００９４】この発明によれば、地導体の周縁部にはア
ンテナの送受信波の波長の１／４の長さの多数のチョー
クが配列され、且つ、この複数のチョークの先端部が互
いにショートされているので、地導体の大きさを小さく
しても、地導体裏面への放射を抑制することができる。
特に、地導体の大きさを小さくした場合、広角度におい
てはこの地導体裏面への放射が顕著に発生し、その裏面
の構造体の影響を受けて放射特性が変化し、その結果、
軸比の変動、利得低下、裏側に配接された送受信機への
電波漏れ込みによるアイソレーション劣化などの問題が
発生してしまうが、本発明のように、地導体の周囲に終
端が互いにショートされたチョークを設けることによ
り、地導体端部の電界成分を「０」とすることができる
ので、これらの問題点を防止することができる。

【００９５】この発明によれば、誘電性材料からなる第
一誘電板と、当該第一誘電板の裏面に形成された地導体
と、上記第一誘電板の表面に形成され、上記地導体板と
の間に所定の電圧が印加される給電導体と、上記第一誘
電板の表面であって上記給電導体の周囲である位置に形
成され、誘電性材料からなる壁状部材と、当該壁状部材
の表面に形成され、誘電性材料からなる第二誘電板と、
当該第二誘電板の表面あるいは裏面であって上記給電導
体と対応する位置に形成された無給電導体とを備えたの
で、無給電導体と給電導体との間には導体間空間部とと
もに誘電性材料からなる壁状部材が配設されることにな
り、空気層を厚くした場合の等価誘電率の低下を抑制す
ることができる。特に、この発明では、導体間空間部の
周囲に形成されるフリンジング部に誘電性材料からなる
壁状部材を設けているので、この壁状部材を含めてアン
テナの送受信波を共振させることができ、表面波の発生
自体を抑制してその伝播に起因するエネルギーロスを抑
制しつつ、等価誘電率の低下を効果的に抑制することが
できる。

【００９６】従って、導体間空間部の厚さをアンテナで
送受信する電波の１／２０波長程度以上の厚さに設定し
て広帯域特性を得つつも、それによる等価誘電率の低下
を抑制することができ、しかも、その分第一誘電板や第
二誘電板の厚さを厚くしたりする必要がなくなるので、
表面波伝播による損失の増大を抑制することができる。
つまり、高角度における軸比、広帯域、低損失を従来で
は得ることができなかった高度なレベルにてバランスさ
せることができる効果がある。

【００９７】また、壁状部材により第一誘電板と第二誘
電板とを一体化させることができるので、給電導体と無
給電導体とを精度良く配設することができ、高角度にお
ける軸比、広帯域特性、低損失のバランスを設計どおり
に実現することができる効果がある。

【００９８】この発明によれば、誘電性材料からなる第
一誘電板と、当該第一誘電板の裏面に形成された地導体
と、上記第一誘電板の表面に形成され、上記地導体板と
の間に所定の電圧が印加される複数個の給電導体と、上
記第一誘電板の表面に形成され、上記複数個の給電導体
と同様の相互配設間隔にて複数個の開口部が開設された
誘電性材料からなるスペーサと、当該スペーサの表面に
形成され、誘電性材料からなる第二誘電板と、当該第二
誘電板の表面あるいは裏面であって上記各給電導体と対
応する位置に形成された複数個の無給電導体とを備えた
ので、無給電導体と給電導体との間には導体間空間部と
ともに誘電性材料からなる壁状部材が配設されることに
なり、空気層を厚くした場合の等価誘電率の低下を抑制
することができる。特に、この発明では、導体間空間部
の周囲に形成されるフリンジング部に誘電性材料からな
る壁状部材を設けているので、この壁状部材を含めてア
ンテナの送受信波を共振させることができ、表面波の発
生自体を抑制して、その伝播に起因するエネルギーロス
を抑制しつつ、等価誘電率の低下を効果的に抑制するこ
とができる。

【００９９】従って、導体間空間部の厚さをアンテナで
送受信する電波の１／２０波長程度以上の厚さに設定し
て広帯域特性を得つつも、それによる等価誘電率の低下
を抑制することができ、しかも、その分第一誘電板や第
二誘電板の厚さを厚くしたりする必要がなくなるので、
表面波伝播による損失の増大を抑制することができる。
つまり、高角度における軸比、広帯域、低損失を従来で
は得ることができなかった高度なレベルにてバランスさ
せることができる効果がある。

【０１００】また、壁状部材により第一誘電板と第二誘
電板とを一体化させることができるので、給電導体と無
給電導体とを精度良く配設することができ、各アンテナ
の特性を高角度における軸比、広帯域特性、低損失のバ
ランスを設計どおりに且つ同等の特性に実現することが
できる効果がある。

【０１０１】この発明によれば、スペーサはその各開口
部が、各無給電導体の周縁と各給電導体の周縁とを結ん
で仕切られる各導体間空間部に対応する位置となるよう
に配設されているので、最も広帯域な特性をえることが
できる効果がある。

【０１０２】この発明によれば、スペーサは各無給電導
体の中心部には各開口部が対応しないように配設される
とともに当該中心部に対応する位置にスルーホールが形
成され、当該スルーホールを介して各無給電導体が地導
体と電気的に接続されているので、無給電導体からの放
射特性に悪影響を及ぼすことなくこの無給電導体の帯電
を防止することができ、放電や落雷などによって無給電
導体に高電圧が印加されてしまうことを防止することが
できる効果がある。

【０１０３】この発明によれば、第一誘電板上あるいは
地導体の裏側に形成した第三誘電板上に、給電導体と電
気的に接続される給電用配線を形成したので、給電回路
自体も一体化させ、それを含めて高角度における軸比、
広帯域、低損失を従来では得ることができなかった高度
なレベルにてバランスさせることができるので、給電方
法に起因するこれらの特性劣化を防止することができる
効果がある。

【０１０４】この発明によれば、誘電性材料からなる壁
状部材あるいはスペーサにはアンテナの送受信波の波長
よりも狭い間隔毎にスルーホールおよび／またはビアホ
ールを複数個開設し、上記スルーホールあるいはビアホ
ール内にはそれぞれ導電性シールドが形成されているの
で、誘電性材料による壁状部材による効果とともに導電
性材料による壁状部材による効果を得ることができる。
従って、誘電性材料のみで壁状部材を形成する場合より
も薄い壁厚にしてもそれと同等のバランスが得られる効
果がある。

【０１０５】この発明によれば、第二誘電板は第一誘電
板とは異なる誘電率を有する誘電性材料にて形成されて
いるので、高角度における軸比が選られるような等価誘
電率に設定することができる効果がある。

【０１０６】この発明によれば、側面の長さがアンテナ
の送受信波の波長の１／４の長さとなるように基板を形
成するとともに、少なくともその基板の側面、表面周縁
部および裏面周縁部を導電性材料からなる被覆膜にて被
覆し、更に、地導体の周縁部と上記表面周縁部および裏
面周縁部の被覆膜とを複数のスルーホールあるいはビア
ホールを用いて電気的に接続するので、多数の基板を高
密度に隣接して配置することで当該被覆膜の上面側端縁
や下面側端縁において、上記アンテナの送受信波に関し
てはオープン状態とすることができるので、これら基板
の間から裏面に上記アンテナの送受信波が回り込むこと
を防止することができ、軸比の変動、利得低下、裏側に
配接された送受信機への電波漏れ込みによるアイソレー
ション劣化などの問題を防止することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるマイクロスト
リップアンテナ基板の構造を示す部分分解斜視図および
断面図である。

【図２】この発明の実施の形態１によるマイクロスト
リップアンテナにおいて、円形マイクロストリップアン
テナの基本モードの場合に、軸比が「１」となる角度
（放射方向）と地導体２と無給電導体７との間の誘電率
との関係を示す特性図である。

【図３】この発明の実施の形態１によるマイクロスト
リップアンテナの地導体２と無給電導体７との間の等価
回路を示す説明図である。

【図４】この発明の実施の形態１による空気層１０の
厚さｔ_２と軸比や帯域幅との関係の一例を示す特性図で
ある（（ａ）は壁状部材５付きの場合、（ｂ）は壁状部
材５無しの場合）。

【図５】この発明の実施の形態２によるマイクロスト
リップアンテナ基板の構造を示す部分分解斜視図および
断面図である。

【図６】この発明の実施の形態３によるマイクロスト
リップアンテナ基板の構造を示す部分分解斜視図および
断面図である。

【図７】この発明の実施の形態４によるマイクロスト
リップアンテナ基板の構造を示す部分分解斜視図および
断面図である。

【図８】この発明の実施の形態５によるマイクロスト
リップアンテナ基板の構造を示す部分分解斜視図および
断面図である。

【図９】この発明の実施の形態６によるマイクロスト
リップアンテナ基板の構造を示す部分分解斜視図および
断面図である。

【図１０】この発明の実施の形態７によるマイクロス
トリップアンテナ基板の１つのアンテナの構造を示す部
分分解斜視図および断面図である。

【図１１】この発明の実施の形態８による複数のマイ
クロストリップアンテナ基板の構造を示す部分分解斜視
図および断面図である。

【図１２】従来のマイクロストリップアンテナ基板を
示す断面図である。

【符号の説明】

１第一誘電板、２地導体、３，２５給電導体、
４，１２，２３，３３給電用配線、５，１８，１９，２
６壁状部材、６第二誘電板、７，２７無給電導
体、２０スルーホール（導電性シールド）、２１ビ
アホール（導電性シールド）、２８チョーク、２９，
３０スペーサ、３１スルーホール、３６側面メタ
ライズ部（被覆膜）、３７上面メタライズ部（被覆
膜）、３８下面メタライズ部（被覆膜）、３９スルー
ホール。

フロントページの続き (72)発明者深沢徹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 (72)発明者北尾史郎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 (72)発明者竹村暢康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 (72)発明者牧野滋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Ｆターム(参考） 5J045 AA02 AA05 AA16 CA04 DA10 FA09 HA02 LA01 NA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地導体と、当該地導体と離間して配設さ
れた無給電導体と、上記地導体と上記無給電導体との間
に配設され、上記地導体との間に所定の電圧が印加され
る給電導体と、上記無給電導体の周縁と上記給電導体の
周縁とを結んで仕切られる導体間空間部の周囲に配設さ
れ、誘電性材料からなる壁状部材とを備えたマイクロス
トリップアンテナ。
【請求項２】地導体と、上記地導体と離間して配設さ
れた無給電導体と、上記地導体と上記無給電導体との間
に配設され、上記地導体との間に所定の電圧が印加され
る給電導体と、上記無給電導体の周縁と上記給電導体の
周縁とを結んで仕切られる導体間空間部の周囲に配設さ
れ、導電性材料からなる壁状部材とを備えたマイクロス
トリップアンテナ。
【請求項３】給電導体および無給電導体は円板形状に
形成され、導体間空間部の周囲全体に渡って設けられる
壁状部材には、当該導体間空間部よりも大きい断面略楕
円形状の開口部が開設されていることを特徴とする請求
項１または請求項２記載のマイクロストリップアンテ
ナ。
【請求項４】誘電性材料からなる壁状部材の内部ある
いは表面には、給電導体から無給電導体へ向かう方向に
沿って延在する複数個の導電性シールドが、アンテナの
送受信波の波長よりも狭い間隔毎に配列されていること
を特徴とする請求項１または請求項３記載のマイクロス
トリップアンテナ。
【請求項５】給電導体から無給電導体へ向かう方向の
長さが異なる複数種類の導電性シールドを用いているこ
とを特徴とする請求項４記載のマイクロストリップアン
テナ。
【請求項６】地導体の周縁部にはアンテナの送受信波
の波長の１／４の長さの多数のチョークが配列され、且
つ、この複数のチョークの先端部が互いにショートされ
ていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちの
いずれか１項記載のマイクロストリップアンテナ。
【請求項７】誘電性材料からなる第一誘電板と、当該
第一誘電板の裏面に形成された地導体と、上記第一誘電
板の表面に形成され、上記地導体板との間に所定の電圧
が印加される給電導体と、上記第一誘電板の表面であっ
て上記給電導体の周囲である位置に形成され、誘電性材
料からなる壁状部材と、当該壁状部材の表面に形成さ
れ、誘電性材料からなる第二誘電板と、当該第二誘電板
の表面あるいは裏面であって上記給電導体と対応する位
置に形成された無給電導体とを備えたマイクロストリッ
プアンテナ基板。
【請求項８】誘電性材料からなる第一誘電板と、当該
第一誘電板の裏面に形成された地導体と、上記第一誘電
板の表面に形成され、上記地導体板との間に所定の電圧
が印加される複数個の給電導体と、上記第一誘電板の表
面に形成され、上記複数個の給電導体と同様の相互配設
間隔にて複数個の開口部が開設された誘電性材料からな
るスペーサと、当該スペーサの表面に形成され、誘電性
材料からなる第二誘電板と、当該第二誘電板の表面ある
いは裏面であって上記各給電導体と対応する位置に形成
された複数個の無給電導体とを備えたマイクロストリッ
プアンテナ基板。
【請求項９】スペーサはその各開口部が、各無給電導
体の周縁と各給電導体の周縁とを結んで仕切られる各導
体間空間部に対応する位置となるように配設されている
ことを特徴とする請求項８記載のマイクロストリップア
ンテナ基板。
【請求項１０】スペーサは各無給電導体の中心部には
各開口部が対応しないように配設されるとともに当該中
心部に対応する位置にスルーホールが形成され、当該ス
ルーホールを介して各無給電導体が地導体と電気的に接
続されていることを特徴とする請求項８記載のマイクロ
ストリップアンテナ基板。
【請求項１１】第一誘電板上あるいは地導体の裏側に
形成した第三誘電板上に、給電導体と電気的に接続され
る給電用配線を形成したことを特徴とする請求項７から
請求項１０のうちのいずれか１項記載のマイクロストリ
ップアンテナ基板。
【請求項１２】誘電性材料からなる壁状部材あるいは
スペーサにはアンテナの送受信波の波長よりも狭い間隔
毎にスルーホールおよび／またはビアホールを複数個開
設し、上記スルーホールあるいはビアホール内にはそれ
ぞれ導電性シールドが形成されていることを特徴とする
請求項７から請求項１０のうちのいずれか１項記載のマ
イクロストリップアンテナ基板。
【請求項１３】第二誘電板は第一誘電板とは異なる誘
電率を有する誘電性材料にて形成されていることを特徴
とする請求項７から請求項１０のうちのいずれか１項記
載のマイクロストリップアンテナ基板。
【請求項１４】側面の長さがアンテナの送受信波の波
長の１／４の長さとなるように基板を形成するととも
に、少なくともその基板の側面、表面周縁部および裏面
周縁部を導電性材料からなる被覆膜にて被覆し、更に、
地導体の周縁部と上記表面周縁部および裏面周縁部の被
覆膜とを複数のスルーホールあるいはビアホールを用い
て電気的に接続することを特徴とする請求項７から請求
項１０のうちのいずれか１項記載のマイクロストリップ
アンテナ基板。