JP2007142570A - Patch array antenna - Google Patents
Patch array antenna Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007142570A JP2007142570A JP2005330509A JP2005330509A JP2007142570A JP 2007142570 A JP2007142570 A JP 2007142570A JP 2005330509 A JP2005330509 A JP 2005330509A JP 2005330509 A JP2005330509 A JP 2005330509A JP 2007142570 A JP2007142570 A JP 2007142570A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- patch
- line
- array antenna
- antennas
- feed
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、広帯域化、小型化、良好な指向特性を図ったパッチアレイアンテナに関するものである。 The present invention relates to a patch array antenna having a wide band, a small size, and good directivity characteristics.
小型化と高帯域化を図ったパッチアンテナとして、図3に示す構成のパッチアンテナ20がある(例えば、非特許文献1参照)。これは、誘電体基板21の下面を接地導体22で覆い、上面にパッチ素子23を形成し、そのパッチ素子23の上方に別の誘電体24を介して寄生素子25を形成し、パッチ素子23および寄生素子25の電界方向の長さをそれぞれの設計周波数f1,f2における1/4波長(λg1/4、λg2/4)として給電ピン26と反対側の端部に短絡ピン27を配置して、この短絡ピン27により接地導体22とパッチ素子23と寄生素子25を接続するよう構成したものである。これは最小電界点に短絡ピン27を設けて電界方向のサイズを小さくして小型化を図ると共に、寄生素子25の電界方向の長さをパッチ素子23のそれよりも短くし寄生素子25の共振周波数をパッチ素子23の共振周波数からずらせて広帯域化をも図ったものである。なお、給電ピン26は寄生素子25には直接接続しない構成が採られることもある。
A
一方、パッチアンテナをアレイ化する手法として、図4に示すパッチアレイアンテナ30が知られている(例えば、特許文献1参照)。図4は、誘電体基板31の下面を接地導体32で覆い、上面にパッチ素子33を複数並べ、給電線路34で各パッチ素子33に給電を行うように構成したものである。このように、電界方向に並んだパッチ素子33を電界方向と直角方向を軸として線対称に配置することで良好な指向特性を持たせることができ、さらにその配置間隔を狭くすれば、広い指向特性を持たせることができる。
ところが、図3に示すように短絡ピンと寄生素子を持たせて広帯域化および小型化を図ったパッチアンテナを図4に示すようなアレイ構造に展開する際、この図3に示すパッチアンテナは電界方向についての指向特性パターンが非対称であるため、単純にアレイ化すると、良好な指向特性を得ることができない問題がある。 However, as shown in FIG. 3, when a patch antenna having a short-circuit pin and a parasitic element to increase the bandwidth and reduce the size is developed into an array structure as shown in FIG. 4, the patch antenna shown in FIG. Since the directional characteristic pattern for a is asymmetric, there is a problem that a good directional characteristic cannot be obtained if it is simply arrayed.
本発明の目的は、短絡ピンと寄生素子を持たせて広帯域化および小型化を図ったパッチアンテナを良好な指向特性が得られるようにアレイ化したパッチアレイアンテナを提供することである。 An object of the present invention is to provide a patch array antenna in which a patch antenna having a short-circuit pin and a parasitic element to achieve a wide band and a small size is arrayed so as to obtain good directivity characteristics.
上記課題を解決するために、請求項1にかかる発明は、誘電体基板の下面に接地導体を形成し、該誘電体基板の上面にパッチ素子を形成し、該パッチ素子の上方に寄生素子を形成し、前記パッチ素子および前記寄生素子の長さを電界方向にそれぞれの設計周波数における1/4波長に設定し、前記パッチ素子の給電点と反対側の端部を前記接地導体と前記寄生素子に短絡ピンで短絡して1個のパッチアンテナを構成し、該パッチアンテナをアレイ状に配置したパッチアレイアンテナであって、2個の前記パッチアンテナを前記短絡ピンが外側となるように電界方向に沿って対称に配置すると共に、前記2個のパッチアンテナの間に前記パッチ素子を互いに接続する直線状の第1の給電線路を配置し、前記2個のパッチアンテナの中間点からいずれか一方のパッチアンテナ側に1/4波長だけずれた位置を給電点として前記第1の給電線路に対して給電するようにしたことを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のパッチアレイアンテナにおいて、前記第1の給電線路を前記2個のパッチアンテナに共通の中心ラインからずれた位置に配置し、前記給電点と前記第1の給電線路との間にインピーダンス整合用のインピーダンス整合線路を配置したことを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1又は2に記載のパッチアレイアンテナにおいて、前記2個のパッチアンテナを電界方向の中心線を軸として線対称となるよう2組並べて配置し、両側の前記第1の給電線路を前記給電点のラインで互いに接続する直線状の第2の給電線路を配置したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the patch array antenna according to the first aspect, the first feeding line is disposed at a position shifted from a central line common to the two patch antennas, and the feeding point and the An impedance matching line for impedance matching is arranged between the first feeder line and the first feeder line.
According to a third aspect of the present invention, in the patch array antenna according to the first or second aspect, the two patch antennas are arranged side by side so as to be symmetrical with respect to the center line in the electric field direction. A linear second feed line that connects the first feed lines to each other at the feed point line is disposed.
本発明によれば、短絡ピンと寄生素子を用いて広帯域化および小型化を図ったパッチアンテナであっても、これを複数アレイ配置して、広帯域化および小型化ができ、さらに良好な指向特性が得られるパッチアレイアンテナを実現することができる。 According to the present invention, even if a patch antenna is designed to have a wide band and a small size by using a short-circuit pin and a parasitic element, a plurality of arrays can be arranged to achieve a wide band and a small size. The resulting patch array antenna can be realized.
図1は本発明の1つの実施例のパッチアレイアンテナ10の斜視図、図2は平面図である。11は誘電体基板であり、その下面は接地導体12で覆われ、上面にパッチ素子13が形成され、そのパッチ素子13の上面に誘電体(図示省略)を介して電界方向の長さがパッチ素子13の長さよりも短い寄生素子14が形成され、これにより単体のパッチアンテナ10A〜10Dが構成されている。パッチ素子13および寄生素子14の電界方向の長さは、それぞれの設計周波数f1,f2における1/4波長(λg1/4、λg2/4)である。そして、このような4個のパッチアンテナ10A〜10Dをアレイ配置することにより、パッチアレイアンテナ10が構成されている。各パッチアンテナ10A〜10Dにおいて、接地導体12とパッチ素子13と寄生素子14は複数の短絡ピン15によって接続されている。また、短絡ピン15が外側となるように電界方向に対称的に並んだパッチアンテナ10Aと10C、10Bと10Dは、それぞれパッチ素子13が第1の給電線路16で接続され、その両側の給電線路16の間は第2の給電線路17で接続されているが、給電線路17の給電線路16との接続側(両側)にはインピーダンス整合線路18が配置されている。19は第2の給電線路18上において中心ラインL0と交差する位置に配置される給電点であり、ここに給電用の例えば同軸線路の中心導体が誘電体基板12の下面から接続される。その同軸線路の外部導体は接地導体12に接続される。なお、パッチアンテナ10Aと10B、10Cと10Dはそれぞれ中心ラインL0に対して対称的に配置されている。
FIG. 1 is a perspective view of a
前記した第1の給電線路16は、パッチアンテナ10Aと10Cの側では中心ラインL1から左側(外側)に変移し、パッチアンテナ10Bと10Dの側では中心ラインL1から右側(外側)に変移しているが、これはインピーダンス整合用のインピーダンス整合線路18を挿入するためである。図1、図2で表したインピーダンス整合線路18は小さいが、ここに大きなスペースができるので、比較的大きなインピーダンス整合線路をここに配置することができる。このように各パッチアンテナ10A〜10Dは中心ラインL1から外れた点から給電されるので、単体のパッチアンテナでは磁界方向の指向特性が非対称になる。しかし、パッチアンテナ10Aと10B、10Cと10Dはそれぞれ中心ラインL0に対して対称に配置されているので、パッチアレイアンテナとしては磁界方向に対称的な指向特性を実現することができる。
The
また、給電点19が配置される第2の給電線路17は、中心ラインL2に対しては対称的な配置ではなく、中心ラインL2に対して、1/4波長(パッチ素子13の共振周波数f1と寄生素子14の共振周波数f2の中間の周波数f3の波長の1/4波長(λg3/4))ずれたラインL3上に配置される。これによりおよびパッチアンテナ10Aと10C、10Bと10Dが対称であることにもより、給電点19からパッチアンテナ10Aと10Bへの給電とパッチアンテナ10Cと10Dに給電が同相で行われるので、それらが同相で励振され、電界方向の指向特性も対称的となる。
Further, the
以上により、寄生素子14と短絡ピン15を設けて広帯域化および小型化を図ったパッチアンテナを複数個アレイ配置する際、電界方向および磁界方向に対称な指向特性を実現することができる。
As described above, when arranging a plurality of patch antennas which are provided with the
なお、図1および図2において、パッチアンテナ10Aと10Cの2個でパッチアレイアンテナを構成する場合は、第1の給電線路16は中心ラインL1上に配置し、給電点19はその第1の給電線路16上においてラインL3と交わる点に配置すればよい。この構成でも指向特性は磁界方向および電界方向に対称となる。インピーダンス整合が必要な場合は、第2の給電線路17を設けてその上に給電点19を配置し、且つインピーダンス整合線路18を図1および図2に示すように配置すればよいが、このときは磁界方向の指向特性は対称とならない。
In FIG. 1 and FIG. 2, when the patch array antenna is configured by two
10:パッチアレイアンテナ、10A〜10D:パッチアンテナ、11:誘電体基板、12:接地導体、13:パッチ素子、14:寄生素子、15:短絡ピン、16:第1の給電線路、17:第2の給電線路、18:インピーダンス整合線路、19:給電点
20:パッチアンテナ、21:誘電体基板、22:接地導体、23:パッチ素子、24:誘電体、25:寄生素子、26:給電ピン、27:短絡ピン
30:パッチアレイアンテナ、31:誘電体基板、32:接地導体、33:パッチ素子、34:給電線路
10: Patch array antenna, 10A to 10D: Patch antenna, 11: Dielectric substrate, 12: Ground conductor, 13: Patch element, 14: Parasitic element, 15: Short-circuit pin, 16: First feed line, 17: First 2 feed line, 18: impedance matching line, 19: feed point, 20: patch antenna, 21: dielectric substrate, 22: ground conductor, 23: patch element, 24: dielectric, 25: parasitic element, 26: feed pin 27: short-circuit pin 30: patch array antenna, 31: dielectric substrate, 32: ground conductor, 33: patch element, 34: feed line
Claims (3)
2個の前記パッチアンテナを前記短絡ピンが外側となるように電界方向に沿って対称に配置すると共に、前記2個のパッチアンテナの間に前記パッチ素子を互いに接続する直線状の第1の給電線路を配置し、前記2個のパッチアンテナの中間点からいずれか一方のパッチアンテナ側に1/4波長だけずれた位置を給電点として前記第1の給電線路に対して給電するようにしたことを特徴とするパッチアレイアンテナ。 A ground conductor is formed on the lower surface of the dielectric substrate, a patch element is formed on the upper surface of the dielectric substrate, a parasitic element is formed above the patch element, and the lengths of the patch element and the parasitic element are set in the electric field direction. Are set to 1/4 wavelength at each design frequency, and one patch antenna is configured by short-circuiting the end of the patch element opposite to the feeding point to the ground conductor and the parasitic element with a short-circuit pin, A patch array antenna in which the patch antennas are arranged in an array,
The two patch antennas are arranged symmetrically along the direction of the electric field so that the short-circuit pins are on the outside, and the first linear feed that connects the patch elements to each other between the two patch antennas A line is arranged, and power is fed to the first feed line at a position shifted by a quarter wavelength from the midpoint of the two patch antennas to one of the patch antennas. A patch array antenna characterized by.
前記第1の給電線路を前記2個のパッチアンテナに共通の中心ラインからずれた位置に配置し、前記給電点と前記第1の給電線路との間にインピーダンス整合用のインピーダンス整合線路を配置したことを特徴とするパッチアレイアンテナ。 The patch array antenna according to claim 1, wherein
The first feed line is disposed at a position shifted from a central line common to the two patch antennas, and an impedance matching line for impedance matching is disposed between the feed point and the first feed line. A patch array antenna characterized by that.
前記2個のパッチアンテナを電界方向の中心線を軸として線対称となるよう2組並べて配置し、両側の前記第1の給電線路を前記給電点のラインで互いに接続する直線状の第2の給電線路を配置したことを特徴とするパッチアレイアンテナ。 The patch array antenna according to claim 1 or 2,
Two sets of the two patch antennas are arranged side by side so as to be symmetric with respect to the center line in the electric field direction, and the first feed line on both sides is connected to each other via the feed point line. A patch array antenna having a feed line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005330509A JP2007142570A (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Patch array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005330509A JP2007142570A (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Patch array antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007142570A true JP2007142570A (en) | 2007-06-07 |
Family
ID=38204952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005330509A Withdrawn JP2007142570A (en) | 2005-11-15 | 2005-11-15 | Patch array antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007142570A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105186121A (en) * | 2015-08-18 | 2015-12-23 | 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 | Magnetic monopole endfire antenna array |
CN106025538A (en) * | 2016-07-29 | 2016-10-12 | 中国人民武装警察部队工程大学 | Small side-feed antipodal Vivaldi antenna with resistor loading |
JPWO2017051526A1 (en) * | 2015-09-25 | 2018-06-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Antenna device |
US10186782B2 (en) | 2015-08-05 | 2019-01-22 | Nec Corporation | Antenna and wireless communication apparatus |
CN109273838A (en) * | 2018-09-04 | 2019-01-25 | 湖北三江航天险峰电子信息有限公司 | A kind of circular polarisation phased array antenna array element |
KR102390288B1 (en) * | 2021-07-05 | 2022-04-22 | 동우 화인켐 주식회사 | Antenna structure and image display device including the same |
US11652296B2 (en) | 2020-12-03 | 2023-05-16 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Microstrip antenna and microstrip antenna module including the same |
-
2005
- 2005-11-15 JP JP2005330509A patent/JP2007142570A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10186782B2 (en) | 2015-08-05 | 2019-01-22 | Nec Corporation | Antenna and wireless communication apparatus |
CN105186121A (en) * | 2015-08-18 | 2015-12-23 | 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 | Magnetic monopole endfire antenna array |
JPWO2017051526A1 (en) * | 2015-09-25 | 2018-06-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Antenna device |
US11024956B2 (en) | 2015-09-25 | 2021-06-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Antenna device |
CN106025538A (en) * | 2016-07-29 | 2016-10-12 | 中国人民武装警察部队工程大学 | Small side-feed antipodal Vivaldi antenna with resistor loading |
CN109273838A (en) * | 2018-09-04 | 2019-01-25 | 湖北三江航天险峰电子信息有限公司 | A kind of circular polarisation phased array antenna array element |
US11652296B2 (en) | 2020-12-03 | 2023-05-16 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Microstrip antenna and microstrip antenna module including the same |
KR102390288B1 (en) * | 2021-07-05 | 2022-04-22 | 동우 화인켐 주식회사 | Antenna structure and image display device including the same |
US11848484B2 (en) | 2021-07-05 | 2023-12-19 | Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. | Antenna structure and image display device including the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6734828B2 (en) | Dual band planar high-frequency antenna | |
US11081800B2 (en) | Dual-polarized antenna | |
US8462071B1 (en) | Impedance matching mechanism for phased array antennas | |
JP4875163B2 (en) | Direct feed patch antenna | |
US7339543B2 (en) | Array antenna with low profile | |
JP4756481B2 (en) | Antenna device | |
CN101427423A (en) | Dipole antenna | |
KR20080028003A (en) | Folded dipole antenna having bending shape for improving beam width tolerance | |
JP5060588B2 (en) | Polarization diversity antenna | |
JP2007142570A (en) | Patch array antenna | |
US6452568B1 (en) | Dual circularly polarized broadband array antenna | |
JP5139919B2 (en) | Cross dipole antenna | |
JP2008278194A (en) | Antenna device | |
JP5496967B2 (en) | Dual-frequency antenna | |
JP3804878B2 (en) | Dual-polarized antenna | |
JP6516939B1 (en) | Array antenna device | |
JP5078732B2 (en) | Antenna device | |
JP2008053816A (en) | Polarization shared antenna | |
JP4588749B2 (en) | Array antenna | |
JP4347002B2 (en) | Dual polarization antenna | |
JP2005117493A (en) | Frequency sharing nondirectional antenna and array antenna | |
JP2019521629A (en) | Circuit board arrangement for signal supply to radiators | |
JPH1131915A (en) | Antenna and array antenna | |
JP2009038824A (en) | Dipole horizontal array antenna apparatus | |
US6885351B1 (en) | Antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090203 |