JP2002515661A - 寄生スタブを用いた電気小型アース板付きパッチアンテナ - Google Patents
寄生スタブを用いた電気小型アース板付きパッチアンテナInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明によると、第１周囲境界線により境界を定められたおおむね平面状のパッチアンテナ（１２）と、パッチアンテナ（１２）と間隔をあけた平行関係に配されたおおむね平面の寄生アース板（１６）とを有するパッチアンテナ・アセンブリ（１０）から成る。アセンブリ（１０）はさらに、パッチアンテナ（１２）とアース板（１６）との間に電磁場を発生させる少なくとも１個の電導寄生遮蔽要素（１８）を含む。遮蔽要素（１８）は、アース板（１６）と導通し、アース板（１６）から、実質的にパッチアンテナ（１２）の第１周囲境界線（１４）の周囲に延びる。
Description
【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、一般的にパッチアンテナに関し、詳細には、周辺寄生スタブを用い
た、比較的小型のアース板を有するパッチアンテナに関する。
た、比較的小型のアース板を有するパッチアンテナに関する。
【０００２】 （発明の背景） 高周波信号の送受信用のパッチアンテナはよく知られている。かかるパッチア
ンテナは、一般的に所望周波数帯または帯域幅を受信及び／または送信するに適
したパッチアンテナ素子から成る。該パッチアンテナは、たとえば直線形または
円形状に分極されている。
ンテナは、一般的に所望周波数帯または帯域幅を受信及び／または送信するに適
したパッチアンテナ素子から成る。該パッチアンテナは、たとえば直線形または
円形状に分極されている。
【０００３】 従来のパッチアンテナには、アンテナに平行でアンテナから間隔をあけたアー
ス板またはアース面を設けてある。したがって、アース板はパッチ面と非パッチ
面とを有する。このようなパッチアンテナは、ボアサイト指向性（パッチアンテ
ナの面に垂直で、アース板のパッチ側から離れて指す方向に）という特徴を有す
る。アース板は非ボアサイト方向から発せられる外部信号を遮蔽または緩和する
傾向にある。同様に、アース板は、信号を送信するためにアンテナを使用した場
合に、送信信号の方向を制御するよう機能する。
ス板またはアース面を設けてある。したがって、アース板はパッチ面と非パッチ
面とを有する。このようなパッチアンテナは、ボアサイト指向性（パッチアンテ
ナの面に垂直で、アース板のパッチ側から離れて指す方向に）という特徴を有す
る。アース板は非ボアサイト方向から発せられる外部信号を遮蔽または緩和する
傾向にある。同様に、アース板は、信号を送信するためにアンテナを使用した場
合に、送信信号の方向を制御するよう機能する。
【０００４】 アンテナの指向性を定義する以外に、アース板の特徴はアンテナ性能に影響す
る。かかる送受信パッチアンテナが、パッチアンテナとアース板との間に電磁場
を生じ、パッチアンテナとそのアース板が誘電関係を有することが分かっている
。かかる電磁場の性質がアンテナ性能に影響する。このようにして、アース板の
寸法を変更すると、アンテナ・ゲインとパターンまたは形状に影響する。ある程
度までは、アース板が大きくなるほどアンテナ・ゲインが大きくなり、アンテナ
パターンがより明確となる。従来の構成では、アース板はパッチアンテナより大
きい。矩形で長さと幅を定義するパッチアンテナを例に取る。典型的に、ゲイン
とパターン形状に関して最適なアンテナ性能やアンテナ性能の向上のためには、
付属アース板はパッチアンテナの長さと幅の約３倍以上でなければならない。し
たがって、アース板はパッチアンテナより表面積が少なくとも９倍となる。
る。かかる送受信パッチアンテナが、パッチアンテナとアース板との間に電磁場
を生じ、パッチアンテナとそのアース板が誘電関係を有することが分かっている
。かかる電磁場の性質がアンテナ性能に影響する。このようにして、アース板の
寸法を変更すると、アンテナ・ゲインとパターンまたは形状に影響する。ある程
度までは、アース板が大きくなるほどアンテナ・ゲインが大きくなり、アンテナ
パターンがより明確となる。従来の構成では、アース板はパッチアンテナより大
きい。矩形で長さと幅を定義するパッチアンテナを例に取る。典型的に、ゲイン
とパターン形状に関して最適なアンテナ性能やアンテナ性能の向上のためには、
付属アース板はパッチアンテナの長さと幅の約３倍以上でなければならない。し
たがって、アース板はパッチアンテナより表面積が少なくとも９倍となる。
【０００５】 以上に鑑み、かかるパッチアンテナ・アース板構成の寸法条件は、アース板の
寸法によって決定される。さらに、アンテナ・アセンブリの寸法条件は、アセン
ブリの総重量に直接影響することが分かる。アンテナ・アセンブリの寸法と重量
は、器具の適用範囲にも影響することがある。したがって、ある条件下では、ア
ンテナ性能を犠牲にすることなく、アンテナ・アセンブリの寸法と重量を減少す
ることが非常に望ましい。したがって、比較的小型のアース板を備え、アンテナ
・アセンブリの総寸法と重量を減少するパッチアンテナを有するパッチアンテナ
・アセンブリに対するニーズが同分野にあることは明白である。
寸法によって決定される。さらに、アンテナ・アセンブリの寸法条件は、アセン
ブリの総重量に直接影響することが分かる。アンテナ・アセンブリの寸法と重量
は、器具の適用範囲にも影響することがある。したがって、ある条件下では、ア
ンテナ性能を犠牲にすることなく、アンテナ・アセンブリの寸法と重量を減少す
ることが非常に望ましい。したがって、比較的小型のアース板を備え、アンテナ
・アセンブリの総寸法と重量を減少するパッチアンテナを有するパッチアンテナ
・アセンブリに対するニーズが同分野にあることは明白である。
【０００６】 （発明の概要） 本発明によると、第１周囲境界線によって定義されたおおむね平面のパッチア
ンテナと、パッチアンテナと平行関係に間隔をあけて配されたおおむね平面の寄
生アース板とを有するパッチアンテナ・アセンブリを設ける。アセンブリは、パ
ッチアンテナとアース板との間の電磁場を分離する少なくとも１個の電導性寄生
遮蔽素子をさらに備えている。遮蔽素子は、アース板と導通するように配され、
アース板から、実質的にパッチアンテナの第１周囲境界線付近を延びる。パッチ
アンテナとアース板は同じ誘電基板から形成することが望ましい。パッチアンテ
ナと、アース板と、遮蔽素子は、同様の金属素材製であることが望ましい。
ンテナと、パッチアンテナと平行関係に間隔をあけて配されたおおむね平面の寄
生アース板とを有するパッチアンテナ・アセンブリを設ける。アセンブリは、パ
ッチアンテナとアース板との間の電磁場を分離する少なくとも１個の電導性寄生
遮蔽素子をさらに備えている。遮蔽素子は、アース板と導通するように配され、
アース板から、実質的にパッチアンテナの第１周囲境界線付近を延びる。パッチ
アンテナとアース板は同じ誘電基板から形成することが望ましい。パッチアンテ
ナと、アース板と、遮蔽素子は、同様の金属素材製であることが望ましい。
【０００７】 本発明の望ましい実施例では、アンテナの寸法と形状は、特定の電磁波長に合
わせてある。アンテナとアース板は約１／２５波長分間隔をあけている。アンテ
ナとアース板の誘電素材は誘電定数４であることが望ましい。さらに、遮蔽素子
は、複数個の長尺円筒ビアの形態を取る。各ビアは、アース板からパッチアンテ
ナに向かって延び、ビア全体でパッチアンテナを包囲する。ビアは所定波長の約
１／２５以下で間隔をあけてある。かかる構成において、ビアの直径は、所定波
長の約１／２００であることが望ましい。
わせてある。アンテナとアース板は約１／２５波長分間隔をあけている。アンテ
ナとアース板の誘電素材は誘電定数４であることが望ましい。さらに、遮蔽素子
は、複数個の長尺円筒ビアの形態を取る。各ビアは、アース板からパッチアンテ
ナに向かって延び、ビア全体でパッチアンテナを包囲する。ビアは所定波長の約
１／２５以下で間隔をあけてある。かかる構成において、ビアの直径は、所定波
長の約１／２００であることが望ましい。
【０００８】 パッチアンテナには、種々の極性と幾何形状を有することができる。アンテナ
・アセンブリは、パッチアンテナとやり取りする送受信信号を生成及び処理する
ための回路を含む、おおむね平面の別の平面層を設けてもよい。かくして、誘電
基板上に形成されたパッチアンテナとアース板は別の基板層と結合し、基板積み
上げを都合よくに形成できる。さらに、本発明は、前述のように複数個のパッチ
アンテナ・アセンブリを設けたパッチアンテナ列をさらに含む。
・アセンブリは、パッチアンテナとやり取りする送受信信号を生成及び処理する
ための回路を含む、おおむね平面の別の平面層を設けてもよい。かくして、誘電
基板上に形成されたパッチアンテナとアース板は別の基板層と結合し、基板積み
上げを都合よくに形成できる。さらに、本発明は、前述のように複数個のパッチ
アンテナ・アセンブリを設けたパッチアンテナ列をさらに含む。
【０００９】 本発明の別の実施例では、パッチアンテナ・アセンブリの製造方法が提供され
る。該方法は、第１及び第２面を有するおおむね平面の誘電基板を提供する最初
のステップから始まる。電導素材は誘電基板の第１及び第２面に取り付けられる
。電導素材の取り付けは、金属メッキ処理で行える。電導素材の一部を第１面か
ら除去し、残りの電導素材からパッチアンテナを形成する。パッチアンテナは第
１周囲境界線を定義する。さらに、電導素材の一部を誘電基板の第１面から除去
し、残りの電導素材から第１直径を有する複数個の円板を形成する。円板は、パ
ッチアンテナの第１周囲境界線付近に形成し、全体でアンテナを包囲する。円板
は第１直径を有するように成形される。電導素材の除去は、エッチング処理によ
って簡単に行える。複数個の穴を、円板の中心部とその下の誘電基板をとおして
穿孔貫通させる。穴は、円板の第１直径よりも小さい第２直径を有するように開
けられる。穴には電導素材を充填し、円板を、誘電基板の第２面上の電導素材に
電気的に接続する。穴の充填には金属メッキ処理を用いてもよい。
る。該方法は、第１及び第２面を有するおおむね平面の誘電基板を提供する最初
のステップから始まる。電導素材は誘電基板の第１及び第２面に取り付けられる
。電導素材の取り付けは、金属メッキ処理で行える。電導素材の一部を第１面か
ら除去し、残りの電導素材からパッチアンテナを形成する。パッチアンテナは第
１周囲境界線を定義する。さらに、電導素材の一部を誘電基板の第１面から除去
し、残りの電導素材から第１直径を有する複数個の円板を形成する。円板は、パ
ッチアンテナの第１周囲境界線付近に形成し、全体でアンテナを包囲する。円板
は第１直径を有するように成形される。電導素材の除去は、エッチング処理によ
って簡単に行える。複数個の穴を、円板の中心部とその下の誘電基板をとおして
穿孔貫通させる。穴は、円板の第１直径よりも小さい第２直径を有するように開
けられる。穴には電導素材を充填し、円板を、誘電基板の第２面上の電導素材に
電気的に接続する。穴の充填には金属メッキ処理を用いてもよい。
【００１０】 以上の説明に基づき、本発明は、従来のパッチアンテナ・アセンブリの非効率
性と限界を緩和する。本発明は、従来のアンテナ構成で使用されるアース板に比
べて小型の寸法のアース板を、同等のアンテナ性能で簡単に使用できるようにし
た。パッチアンテナ・アセンブリの全体の寸法が、付属アース板の寸法によって
制限されるため、本発明では、アンテナ・アセンブリの全体的な寸法をさらに小
型化する。かかる減少により、アンテナ・アセンブリの重量もそれに応じて減少
する。アンテナ・アセンブリの寸法と重量のかかる減少は、寸法及び／または重
量制限が重要な状況において、使用法と適用範囲を更に拡大することが企図され
る。さらに本発明のアンテナ・アセンブリは、種々の分極（円形、直線など）を
有するアンテナを組み込める。このようにして、アンテナ・アセンブリは、広範
囲の適用をさらに簡単にする。
性と限界を緩和する。本発明は、従来のアンテナ構成で使用されるアース板に比
べて小型の寸法のアース板を、同等のアンテナ性能で簡単に使用できるようにし
た。パッチアンテナ・アセンブリの全体の寸法が、付属アース板の寸法によって
制限されるため、本発明では、アンテナ・アセンブリの全体的な寸法をさらに小
型化する。かかる減少により、アンテナ・アセンブリの重量もそれに応じて減少
する。アンテナ・アセンブリの寸法と重量のかかる減少は、寸法及び／または重
量制限が重要な状況において、使用法と適用範囲を更に拡大することが企図され
る。さらに本発明のアンテナ・アセンブリは、種々の分極（円形、直線など）を
有するアンテナを組み込める。このようにして、アンテナ・アセンブリは、広範
囲の適用をさらに簡単にする。
【００１１】 製造の簡便性に関して、本発明のアンテナ・アセンブリは、いかなる特殊なあ
るいは特殊な加工条件を必要としない。金属メッキや穿孔処理などの従来の製造
方法を使用できる。さらに、本発明のアンテナ・アセンブリを構築するためには
、特殊なあるいは特殊な素材は不要である。誘電基板は、既製のプリント配線板
の形態を取れ、パッチアンテナ、アース板、遮蔽部材は一般的な金属メッキで形
成してもよい。このようにして、本発明のアンテナ・アセンブリは比較的低い製
造コストとなるよう企図される。
るいは特殊な加工条件を必要としない。金属メッキや穿孔処理などの従来の製造
方法を使用できる。さらに、本発明のアンテナ・アセンブリを構築するためには
、特殊なあるいは特殊な素材は不要である。誘電基板は、既製のプリント配線板
の形態を取れ、パッチアンテナ、アース板、遮蔽部材は一般的な金属メッキで形
成してもよい。このようにして、本発明のアンテナ・アセンブリは比較的低い製
造コストとなるよう企図される。
【００１２】 本発明の別の大きな利点は、パッチアンテナ・アセンブリが、信号発生及び処
理部品などの他の電子部品との接続を簡単に行える点である。これらの部品は、
アース板の面を通過できる電導ビアの内部を介して、パッチアンテナに電気的に
接続できる。かかる設計上のフレキシビリティにより、層状構成が集積電子基板
の積み上げを形成しやすくなる。
理部品などの他の電子部品との接続を簡単に行える点である。これらの部品は、
アース板の面を通過できる電導ビアの内部を介して、パッチアンテナに電気的に
接続できる。かかる設計上のフレキシビリティにより、層状構成が集積電子基板
の積み上げを形成しやすくなる。
【００１３】 したがって、本発明は同分野における大きな進歩となる。 （詳細な説明） 以下に図を参照するが、図は本発明の望ましい一実施例を図示する目的のため
だけに示され、本発明の実施例を限定するものではない。図１〜１０は、本発明
にしたがって構築されたパッチアンテナ・アセンブリを図示している。以下にさ
らに詳述するように、パッチアンテナ・アセンブリには、比較的小型のアース板
を有するパッチアンテナを設けてある。
だけに示され、本発明の実施例を限定するものではない。図１〜１０は、本発明
にしたがって構築されたパッチアンテナ・アセンブリを図示している。以下にさ
らに詳述するように、パッチアンテナ・アセンブリには、比較的小型のアース板
を有するパッチアンテナを設けてある。
【００１４】 次に図１〜４では、本発明にしたがって、第１周囲境界線１４を定義するおお
むね平面のパッチアンテナ１２を備えたパッチアンテナ・アセンブリ１０を示す
。パッチアンテナ・アセンブリ１０はさらに、パッチアンテナ１２に平行で、間
隔をあけて配されたおおむね平面の寄生アース板１６を備えている。パッチアン
テナ・アセンブリ１０は、パッチアンテナ１２とアース板１６との間の電磁場を
分離する少なくとも１個の電導性寄生遮蔽素子１８をさらに備えている。遮蔽素
子１８は、アース板１６と導通するように配され、アース板１６から、実質的に
パッチアンテナ１２の第１周囲境界線１４の周囲に延びる。
むね平面のパッチアンテナ１２を備えたパッチアンテナ・アセンブリ１０を示す
。パッチアンテナ・アセンブリ１０はさらに、パッチアンテナ１２に平行で、間
隔をあけて配されたおおむね平面の寄生アース板１６を備えている。パッチアン
テナ・アセンブリ１０は、パッチアンテナ１２とアース板１６との間の電磁場を
分離する少なくとも１個の電導性寄生遮蔽素子１８をさらに備えている。遮蔽素
子１８は、アース板１６と導通するように配され、アース板１６から、実質的に
パッチアンテナ１２の第１周囲境界線１４の周囲に延びる。
【００１５】 パッチアンテナ１２とアース板１６は共通の誘電基板２０上に形成することが
望ましく、パッチアンテナ１２と、アース板１６と、遮蔽素子１８は、同様の金
属素材製であることが望ましい。たとえば、誘電基板波プリント配線板（ｐｗｂ
）から構成してもよい。パッチアンテナ１２と、アース板１６と、遮蔽素子１８
は、たとえば銅製でもよい。他の適切な素材の選択は、当業者には周知のことで
ある。
望ましく、パッチアンテナ１２と、アース板１６と、遮蔽素子１８は、同様の金
属素材製であることが望ましい。たとえば、誘電基板波プリント配線板（ｐｗｂ
）から構成してもよい。パッチアンテナ１２と、アース板１６と、遮蔽素子１８
は、たとえば銅製でもよい。他の適切な素材の選択は、当業者には周知のことで
ある。
【００１６】 本発明の望ましい実施例において、アンテナ１２の寸法と形状は、特定の電磁
波長に合わせてある。アンテナ１２とアース板１６はかかる波長の約１／２５だ
け間隔をあけている。かかる間隔で、アンテナ１２とアース板１６との間に介在
する誘電基板素材は誘電定数４であることが望ましい。アンテナ性能は、アース
板１６との間隔と、誘電基板２０の誘電定数によって影響を受けるよう企図され
る。
波長に合わせてある。アンテナ１２とアース板１６はかかる波長の約１／２５だ
け間隔をあけている。かかる間隔で、アンテナ１２とアース板１６との間に介在
する誘電基板素材は誘電定数４であることが望ましい。アンテナ性能は、アース
板１６との間隔と、誘電基板２０の誘電定数によって影響を受けるよう企図され
る。
【００１７】 さらに、遮蔽素子１８は、複数個の長尺円筒ビア２２の形態を取る。各ビア２
２は、アース板１６からパッチアンテナ１２に向かって延び、ビア２２全体でパ
ッチアンテナ１２を包囲する。スタブ形状のビア２２は、それ自体がパッチアン
テナ１２に直接電気的に接続されていないため、本質的に寄生的である。言うま
でもないが、寄生要素は、アンテナの供給ラインには直接連結されず、アンテナ
の放射パターンまたはインピーダンス、もしくはその両方に物質的に影響する。
ビア２２は、かかる波長の約１／２５以下で間隔をあけてある。かかる構成にお
いて、ビア２２の直径は、所定波長の約１／２００であることが望ましい。遮蔽
素子１８は、アース板から延びる、パッチアンテナ１２とアース板１６との間の
間隔とほぼ等しいかそれより大きい高さを有する。
２は、アース板１６からパッチアンテナ１２に向かって延び、ビア２２全体でパ
ッチアンテナ１２を包囲する。スタブ形状のビア２２は、それ自体がパッチアン
テナ１２に直接電気的に接続されていないため、本質的に寄生的である。言うま
でもないが、寄生要素は、アンテナの供給ラインには直接連結されず、アンテナ
の放射パターンまたはインピーダンス、もしくはその両方に物質的に影響する。
ビア２２は、かかる波長の約１／２５以下で間隔をあけてある。かかる構成にお
いて、ビア２２の直径は、所定波長の約１／２００であることが望ましい。遮蔽
素子１８は、アース板から延びる、パッチアンテナ１２とアース板１６との間の
間隔とほぼ等しいかそれより大きい高さを有する。
【００１８】 パッチアンテナ１２は、種々の分極を有してもよく、たとえば線形または円形
分極などである。さらに、パッチアンテナ１２は種々の形態を取れ、たとえば矩
形、円形、螺旋などを含む。パッチアンテナ１２が矩形形状である本発明の実施
例において、アンテナ１２は第１長さ２４と第１幅２６を定義する。付属アース
板１６は、同様に第２長さ２８と第２幅３０を定義する。第２長さ２８は第１長
さ２４の２倍と同じかそれ以下で、第２幅３０は第１幅２６の２倍と同じかそれ
以下であることが望ましい。パッチアンテナ１２は第１表面積を有し、アース板
１６は第２表面積を有する。第２表面積は、第１表面積の４倍と同じかそれ以下
であることが望ましい。ただし、アース板１６は、パッチアンテナ１２の第１周
囲境界線１４より大きい第２周囲境界線３２を定義することが企図される。アー
ス板１６に対して、パッチアンテナ１２は偏心でも同心でもよい。
分極などである。さらに、パッチアンテナ１２は種々の形態を取れ、たとえば矩
形、円形、螺旋などを含む。パッチアンテナ１２が矩形形状である本発明の実施
例において、アンテナ１２は第１長さ２４と第１幅２６を定義する。付属アース
板１６は、同様に第２長さ２８と第２幅３０を定義する。第２長さ２８は第１長
さ２４の２倍と同じかそれ以下で、第２幅３０は第１幅２６の２倍と同じかそれ
以下であることが望ましい。パッチアンテナ１２は第１表面積を有し、アース板
１６は第２表面積を有する。第２表面積は、第１表面積の４倍と同じかそれ以下
であることが望ましい。ただし、アース板１６は、パッチアンテナ１２の第１周
囲境界線１４より大きい第２周囲境界線３２を定義することが企図される。アー
ス板１６に対して、パッチアンテナ１２は偏心でも同心でもよい。
【００１９】 次に図５の本発明の別の実施例で、アンテナ・アセンブリ１０は送信信号を発
するおおむね平面の信号生成層３４をさらに備えてもよい。信号生成層３４は、
第１供給ビア４６を介してパッチアンテナ１２と電気導通する信号生成回路３６
を含む。信号生成回路３６は、フィルタ、ミキサ、発振器、増幅器などの種々の
コンポーネントを備えてもよい。アンテナ・アセンブリ１０はさらに、パッチア
ンテナ１２で受信した信号の処理のためのおおむね平面の信号処理層を備えても
よい。信号処理層３８は信号処理回路４０を備え、たとえば信号処理チップを含
む。信号処理回路４０は第２供給ビア４８を介してパッチアンテナ１２と電気導
通する。信号生成及び信号処理層３４、３８は、誘電基板４２、４４上に形成し
てもよい。かくして、誘電基板２０上に形成されたパッチアンテナ１２とアース
板１６は、基板４２、４４などの他の基板層と組み合わされ、基板積み上げを都
合よく形成することを企図する。
するおおむね平面の信号生成層３４をさらに備えてもよい。信号生成層３４は、
第１供給ビア４６を介してパッチアンテナ１２と電気導通する信号生成回路３６
を含む。信号生成回路３６は、フィルタ、ミキサ、発振器、増幅器などの種々の
コンポーネントを備えてもよい。アンテナ・アセンブリ１０はさらに、パッチア
ンテナ１２で受信した信号の処理のためのおおむね平面の信号処理層を備えても
よい。信号処理層３８は信号処理回路４０を備え、たとえば信号処理チップを含
む。信号処理回路４０は第２供給ビア４８を介してパッチアンテナ１２と電気導
通する。信号生成及び信号処理層３４、３８は、誘電基板４２、４４上に形成し
てもよい。かくして、誘電基板２０上に形成されたパッチアンテナ１２とアース
板１６は、基板４２、４４などの他の基板層と組み合わされ、基板積み上げを都
合よく形成することを企図する。
【００２０】 ビア２２の形態の遮蔽素子１８は、アース板１６から信号生成層３４と信号処
理層３８に延び、外部信号から信号生成及び処理回路３６、４０を遮蔽する。第
１及び第２供給ビア４６、４８は、アース板１６を介して、信号生成及び処理回
路３６、４０から延び、パッチアンテナ１２で終端し、信号生成回路３６とパッ
チアンテナ１２ならびに信号処理回路４０とパッチアンテナ１２間の電気導通を
それぞれ容易にしてもよい。都合よくアース板１６を形成する素材は選択的に除
去でき、それにより、第１及び第２供給ビア４６、４８が、アース板１６に直接
電気的に接続されることなく、アース板１６を通過できる。
理層３８に延び、外部信号から信号生成及び処理回路３６、４０を遮蔽する。第
１及び第２供給ビア４６、４８は、アース板１６を介して、信号生成及び処理回
路３６、４０から延び、パッチアンテナ１２で終端し、信号生成回路３６とパッ
チアンテナ１２ならびに信号処理回路４０とパッチアンテナ１２間の電気導通を
それぞれ容易にしてもよい。都合よくアース板１６を形成する素材は選択的に除
去でき、それにより、第１及び第２供給ビア４６、４８が、アース板１６に直接
電気的に接続されることなく、アース板１６を通過できる。
【００２１】 さらに、図示しないが、本発明は、前述のように複数個のパッチアンテナ・ア
センブリ１０を備えたパッチアンテナ列をさらに含む。 本発明の別の実施例では、前述のようにパッチアンテナ・アセンブリを製作す
る方法を提供する。次に図６〜１０を参照するが、該方法は、第１及び第２面５
０、５２を有するおおむね平面の誘電基板２０を提供する最初のステップから始
まる。電導素材５４は誘電基板２０の第１及び第２面５０、５２に取り付けられ
る。電導素材５４の取り付けは、金属メッキ処理で行える。電導素材５４の一部
を第１面から除去し、残りの電導素材５４からパッチアンテナ１２を形成する。
パッチアンテナ１２は第１周囲境界線１４を定義する。さらに、電導素材５４の
一部を誘電基板２０の第１面５０から除去し、残りの電導素材から第１直径を有
する複数個の円板５６を形成する。円板５６は、パッチアンテナ１２の第１周囲
境界線１４付近に形成し、全体でアンテナ１２を包囲する。円板５６は第１直径
を有するように成形される。電導素材５４の除去は、エッチング処理によって簡
単に行える。複数個の穴５８を、円板の中心部５６とその下の誘電基板２０をと
おして穿孔貫通させる。穴５８は、円板の第１直径よりも小さい第２直径を有す
るように開けられる。穴５８には電導素材を充填し、円板５６を、誘電基板２０
の第２面５２上の電導素材５４に電気的に接続し、それによって遮蔽素子１８を
形成する。穴５８の充填には金属メッキ処理を用いてもよい。
センブリ１０を備えたパッチアンテナ列をさらに含む。 本発明の別の実施例では、前述のようにパッチアンテナ・アセンブリを製作す
る方法を提供する。次に図６〜１０を参照するが、該方法は、第１及び第２面５
０、５２を有するおおむね平面の誘電基板２０を提供する最初のステップから始
まる。電導素材５４は誘電基板２０の第１及び第２面５０、５２に取り付けられ
る。電導素材５４の取り付けは、金属メッキ処理で行える。電導素材５４の一部
を第１面から除去し、残りの電導素材５４からパッチアンテナ１２を形成する。
パッチアンテナ１２は第１周囲境界線１４を定義する。さらに、電導素材５４の
一部を誘電基板２０の第１面５０から除去し、残りの電導素材から第１直径を有
する複数個の円板５６を形成する。円板５６は、パッチアンテナ１２の第１周囲
境界線１４付近に形成し、全体でアンテナ１２を包囲する。円板５６は第１直径
を有するように成形される。電導素材５４の除去は、エッチング処理によって簡
単に行える。複数個の穴５８を、円板の中心部５６とその下の誘電基板２０をと
おして穿孔貫通させる。穴５８は、円板の第１直径よりも小さい第２直径を有す
るように開けられる。穴５８には電導素材を充填し、円板５６を、誘電基板２０
の第２面５２上の電導素材５４に電気的に接続し、それによって遮蔽素子１８を
形成する。穴５８の充填には金属メッキ処理を用いてもよい。
【００２２】 本発明のさらなる修正と改良も、当業者には明白である。したがって、本出願
に記述、図示された部品の特定の組み合わせは、本発明の唯一の実施例を表わす
ことを意図したものではなく、本発明の精神と範囲内で別の器具の制限となるこ
とを意図したものでもない。
に記述、図示された部品の特定の組み合わせは、本発明の唯一の実施例を表わす
ことを意図したものではなく、本発明の精神と範囲内で別の器具の制限となるこ
とを意図したものでもない。
【図１】本発明のパッチアンテナ・アセンブリの透視図。
【図２】図１に示されたパッチアンテナ・アセンブリの上面図。
【図３】図１の３−３軸にそって見たパッチアンテナ・アセンブリの側面図
。
。
【図４】図１に示されるパッチアンテナ・アセンブリの部分断面図。
【図５】本発明の別の実施例の透視分解図。
【図６〜１０】本発明のパッチアンテナを構築する方法を図示している。
【図６】プリント配線板（ｐｗｂ）の図。
【図７】メッキ処理後のｐｗｂの図。
【図８】メッキの位置部を選択的に除去した図。
【図９】穿孔後のｐｗｂの図。
【図１０】充填後の穴の図。
【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１１月１６日（１９９９．１１．１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (33)
- 【請求項１】パッチアンテナ・アセンブリであって： 第１周囲境界線を定義するおおむね平面のパッチアンテナと； パッチアンテナに平行で、パッチアンテナから間隔をあけた関係に配されたおお
むね平面の寄生アース板と； パッチアンテナとアース板との間の電磁場を分離する電導性寄生遮蔽素子で、ア
ース板と電気導通し、アース板から延び、パッチアンテナの第１周囲境界線の周
囲に実質的に配された電導性寄生遮蔽素子とから成るパッチアンテナ・アセンブ
リ。 - 【請求項２】遮蔽素子が、パッチアンテナとアース板との間の電磁場を分離す
る複数個のビアから成る請求項１のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項３】ビアが長尺円筒形状である請求項２のアンテナ・アセンブリ。
- 【請求項４】アンテナの寸法と形状が、特定の電磁波長に合わせてあり、該複
数個のビアのそれぞれが約１／２５波長分間隔をあけてある請求項２のアンテナ
・アセンブリ。 - 【請求項５】アンテナの寸法と形状が、特定の電磁波長に合わせてあり、アン
テナとアース板とが約１／２５波長分間隔をあけてある請求項１のアンテナ・ア
センブリ。 - 【請求項６】アンテナとアース板との間に介在する誘電素材からさらに成り、
該誘電素材が誘電定数４である請求項５のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項７】遮蔽素子が、アース板から延びる、パッチアンテナとアース板と
の間の間隔にほぼ等しい高さを有する請求項１のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項８】パッチアンテナが矩形形状を有する請求項１のパッチアンテナ・
アセンブリ。 - 【請求項９】パッチアンテナが第１長さと第１幅とを有し、アース板が第２長
さと第２幅を有し、第２長さが第１長さのほぼ２倍で、第２幅が第１幅のほぼ２
倍である請求項８のパッチアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項１０】パッチアンテナが第１長さと第１幅とを有し、アース板が第２
長さと第２幅を有し、第２長さが第１長さの２倍未満で、第２幅が第１幅の２倍
未満である請求項８のパッチアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項１１】パッチアンテナが第１表面積を有し、アース板が第２表面積を
有し、第２表面積が第１表面積のほぼ４倍である請求項１のパッチアンテナ・ア
センブリ。 - 【請求項１２】アース板が、パッチアンテナの第１周囲境界線より大きな第２
周囲境界線を定義する請求項１のパッチアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項１３】パッチアンテナが線形分極アンテナである請求項１のパッチア
ンテナ・アセンブリ。 - 【請求項１４】パッチアンテナが円形分極アンテナである請求項１のパッチア
ンテナ・アセンブリ。 - 【請求項１５】パッチアンテナが円形形状を有する請求項１のパッチアンテナ
・アセンブリ。 - 【請求項１６】パッチアンテナとアース板とが誘電基板状に形成される請求項
１のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項１７】パッチアンテナとアース板とが金属素材から形成される請求項
１のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項１８】遮蔽素子が金属素材から形成される請求項１７のアンテナ・ア
センブリ。 - 【請求項１９】パッチアンテナがアース板に対して偏心に配されている請求項
１のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項２０】送信信号を発するおおむね平面の信号生成層からさらに成り、
該信号生成層がパッチアンテナと電気導通する信号生成回路を有する請求項１の
アンテナ・アセンブリ。 - 【請求項２１】遮蔽素子がアース板から信号生成層まで延び、信号生成回路を
外部信号から遮蔽する請求項２０のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項２２】信号生成回路から、アース板を介して延び、パッチアンテナで
終端し、信号生成回路とパッチアンテナとの間の電気導通を促進するビアからさ
らに成る請求項２０のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項２３】パッチアンテナから受信した信号を処理するおおむね平面の信
号処理層からさらに成り、該信号処理層がパッチアンテナと電気導通する信号処
理回路を有する請求項１のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項２４】遮蔽素子がアース板から信号処理層に延び、信号処理回路を外
部信号から遮蔽する請求項２３のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項２５】信号処理回路から、アース板を介して延び、パッチアンテナで
終端し、信号処理回路とパッチアンテナとの間の電気導通を促進するビアからさ
らに成る請求項２３のアンテナ・アセンブリ。 - 【請求項２６】パッチアンテナ・アセンブリであって： 第１周囲境界線を定義するおおむね平面のパッチアンテナと； パッチアンテナに平行で、パッチアンテナから間隔をあけた関係に配されたおお
むね平面の寄生アース板と； パッチアンテナとアース板との間の電磁場を分離する少なくとも１個の電導性寄
生遮蔽素子で、アース板と電気導通し、アース板から延び、パッチアンテナの第
１周囲境界線の外部に配された電導性寄生遮蔽素子とから成るパッチアンテナ・
アセンブリ。 - 【請求項２７】複数個のパッチアンテナ・アセンブリから成るパッチアンテナ
列で、パッチアンテナ・アセンブリのそれぞれが： 第１周囲境界線を定義するおおむね平面のパッチアンテナと； パッチアンテナに平行で、パッチアンテナから間隔をあけた関係に配されたおお
むね平面の寄生アース板と； パッチアンテナとアース板との間の電磁場を分離する少なくとも１個の電導性寄
生遮蔽素子で、アース板と電気導通し、アース板から延び、パッチアンテナの第
１周囲境界線の外部に配された電導性寄生遮蔽素子とから成るパッチアンテナ・
アセンブリ。 - 【請求項２８】パッチアンテナ・アセンブリを製作する方法であって： （ａ）第１及び第２側面を有するおおむね平面の誘電基板を提供し； （ｂ）誘電基板の第１及び第２側面に電導素材を取り付け； （ｃ）第１側面から電導素材の１部を除去し、第１周囲境界線によって定義され
る残りの電導素材からパッチアンテナを形成し； （ｄ）パッチアンテナの第１周囲境界線の周囲に、誘電基板を貫通する複数個の
穴を穿孔し； （ｅ）該穴を電導素材で充填するステップから成る方法。 - 【請求項２９】ステップ（ｂ）が、金属メッキ処理を用いて電導素材を取り付
けることから成る請求項２８の方法。 - 【請求項３０】ステップ（ｃ）が、エッチング処理を用いて電導素材の位置部
を除去することから成る請求項２８の方法。 - 【請求項３１】ステップ（ｃ）が、誘電基板の第１側面から電導素材の１部を
除去し、残りの電導素材から第１直径を有する複数個の円板を形成することから
さらに成り、ステップ（ｄ）が、該円板と誘電基板とを貫通する複数個の穴を穿
孔することからさらに成り、該穴が、円板の第１直径よりも小さい第２直径を有
する請求項２８の方法。 - 【請求項３２】ステップ（ｅ）が、穴を充填し、円板を、誘電基板の第２側面
上の電導素材に電気的に接続することから成る請求項３１の方法。 - 【請求項３３】ステップ（ｅ）が、金属メッキ処理を用いて穴を充填すること
から成る請求項２８の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/075,091 | 1998-05-08 | ||
| US09/075,091 US6181279B1 (en) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | Patch antenna with an electrically small ground plate using peripheral parasitic stubs |
| PCT/US1999/006907 WO1999059221A1 (en) | 1998-05-08 | 1999-03-30 | Patch antenna with an electrically small ground plate using peripheral parasitic stubs |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002515661A true JP2002515661A (ja) | 2002-05-28 |
| JP2002515661A5 JP2002515661A5 (ja) | 2006-04-06 |
Family
ID=22123482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000548934A Pending JP2002515661A (ja) | 1998-05-08 | 1999-03-30 | 寄生スタブを用いた電気小型アース板付きパッチアンテナ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6181279B1 (ja) |
| EP (1) | EP1093677A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002515661A (ja) |
| AU (1) | AU749496B2 (ja) |
| CA (1) | CA2330788C (ja) |
| WO (1) | WO1999059221A1 (ja) |
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