JP2009124385A - Microstrip slot antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロストリップ線路を用いたスロットアンテナに関する。 The present invention relates to a slot antenna using a microstrip line.
従来、マイクロストリップ線路を用いたスロットアンテナとして、誘電体基板の一方の面に給電ストリップ線路が形成され、他方の面に複数のスロットを有する導体板が形成されたマイクロストリップスロットアレーアンテナがある(特許文献1参照)。 Conventionally, as a slot antenna using a microstrip line, there is a microstrip slot array antenna in which a feeding stripline is formed on one surface of a dielectric substrate and a conductor plate having a plurality of slots is formed on the other surface ( Patent Document 1).
上記の従来のマイクロストリップスロットアレーアンテナでは、導体板にスロットが設けられているために誘電体基板の両面方向に電波が放射されるのであるが、導体板が形成された面に対向する位置に反射板を設けることによって、誘電体基板から見て反射板とは反対の方向に電波を効率良く放射することが可能である。
しかしながら、上記の従来のマイクロストリップスロットアレーアンテナでは、誘電体基板から電波を効率良く放射させるために上記のような反射板が必要となるので、構成部品点数が増加してしまうという問題がある。また、上記のような反射板は、誘電体基板から一定の間隔を空けて配置されなくてはならないので、マイクロストリップスロットアレーアンテナの構造が複雑になり、また高い取り付け精度が要求されるという問題がある。 However, the above-described conventional microstrip slot array antenna has a problem in that the number of components increases because the above-described reflector is required to efficiently radiate radio waves from the dielectric substrate. In addition, since the reflector as described above must be arranged at a certain distance from the dielectric substrate, the structure of the microstrip slot array antenna is complicated, and high mounting accuracy is required. There is.
なお、上記の従来のマイクロストリップスロットアレーアンテナにおいて、反射板を省略した場合には、誘電体基板の両面方向に電波が放射されるために、電波を効率良く放射することができない。さらには、誘電体基板から見て導体板が形成された面の方向に位置する構造物の影響を受けて指向性が乱れてしまうため、マイクロストリップスロットアレーアンテナの搭載位置が制約されるという問題がある。 In the above-described conventional microstrip slot array antenna, when the reflector is omitted, the radio wave is radiated in both directions of the dielectric substrate, so that the radio wave cannot be radiated efficiently. Furthermore, since the directivity is disturbed by the influence of the structure located in the direction of the surface on which the conductor plate is formed when viewed from the dielectric substrate, the mounting position of the microstrip slot array antenna is restricted. There is.
それゆえに本発明は、構造が簡素であり、かつ搭載位置の自由度が高いスロットアンテナを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a slot antenna having a simple structure and a high degree of freedom in mounting position.
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号は、本発明の理解を助けるために図面との対応関係の一例を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration. The reference numerals in parentheses show an example of the correspondence with the drawings in order to help understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
本発明のマイクロストリップスロットアンテナ(10,20,30)は、誘電体基板(1)の一方の面に前記マイクロストリップ線路(2)が形成され、他方の面が地板(6)で覆われたプリント基板において、上記マイクロストリップ線路上に少なくとも1つのスロット(3)を設けたことを特徴とする。 In the microstrip slot antenna (10, 20, 30) of the present invention, the microstrip line (2) is formed on one surface of a dielectric substrate (1), and the other surface is covered with a ground plane (6). In the printed circuit board, at least one slot (3) is provided on the microstrip line.
上記マイクロストリップ線路(2)上に複数のスロット(3)が設けられていてもよい。 A plurality of slots (3) may be provided on the microstrip line (2).
上記マイクロストリップ線路(2)の線路幅がインピーダンス変換部(4)を介して拡幅されていてもよい。 The line width of the microstrip line (2) may be widened via the impedance converter (4).
本発明によれば、構造が簡素であり、かつ搭載位置の自由度が高いスロットアンテナを実現することができる。 According to the present invention, a slot antenna having a simple structure and a high degree of freedom in mounting position can be realized.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態のマイクロストリップスロットアンテナ10の斜視図である。そして、図2は、マイクロストリップスロットアンテナ10の図1に示されるA−B断面の断面図である。図1または図2において、1は誘電体基板であり、2はマイクロストリップ線路(導体線路)であり、3はスロットであり、4はインピーダンス変換部であり、5は給電部であり、6は地板(接地導体板)である。
FIG. 1 is a perspective view of a
マイクロストリップスロットアンテナ10は、従来のマイクロストリップ線路をスロットアンテナとして応用したものである。マイクロストリップスロットアンテナ10は、図2に示すように、誘電体基板1の一方の面にマイクロストリップ線路2が形成され、他方の面が地板6で覆われた、プリント基板で実現されている。
The
以下、図3を参照して、マイクロストリップスロットアンテナ10の構成を詳細に説明する。
Hereinafter, the configuration of the
マイクロストリップ線路2の線路上には、線路上を流れる電流を遮るように線路の中央線に沿って8つのスロット3がλg(λgは、誘電体による影響を考慮した波長)の間隔を空けて設けられており、これによりマイクロストリップスロットアンテナ10はスロットアレーアンテナとして機能する。特に、本実施形態では、各スロット3の長手方向とマイクロストリップ線路2の幅方向との角度θが45度となるように各スロット3が設けられているので、マイクロストリップスロットアンテナ10は、車載レーダ装置等で使用され得る斜め45度偏波用のスロットアレーアンテナとして機能する(ここでは、マイクロストリップスロットアンテナ10の給電部5のある端部を下にしてマイクロストリップスロットアンテナ10を使用する場合を想定している)。
On the line of the
なお、上記角度θを変化させることで、所望の角度の偏波用のスロットアレーアンテナを実現することができる。例えば、図4に示すように、各スロット3の長手方向とマイクロストリップ線路2の幅方向との角度θが0度であるようなマイクロストリップスロットアンテナ20は、垂直偏波用のスロットアレーアンテナとして機能する。
Note that a polarization slot array antenna having a desired angle can be realized by changing the angle θ. For example, as shown in FIG. 4, a
なお、各スロット3の長さは一様でなくてもよく、例えば図3のように、給電部5から遠ざかるほどスロット3の長さが長くなるようにしてもよい。スロット3の長さを個別に変化させることによって、スロットアレーアンテナ全体の励振分布を変化させて、所望の励振分布とすることができる。
The length of each
なお、スロット3の個数は8つに限らず、1つもしくは2つ以上の任意の個数であってもよい。スロット3の間隔はλgであることが望ましいが、λgに厳密に制限されるものではない。
Note that the number of
スロット3が設けられる部分のマイクロストリップ線路2の線路幅は、その内側にスロット3を配置できるように、給電部5付近の線路幅と比べて広くなっている(すなわち、マイクロストリップ線路2の線路幅が、マイクロストリップ線路2の幅方向におけるスロット3の長さよりも大きくなるように構成されている)。マイクロストリップ線路2の線路幅が変化すると、図5に示すように、マイクロストリップ線路2の特性インピーダンスが変化する。そこで、インピーダンス整合のために、給電部5付近の部分とスロット3が設けられる部分との間に、インピーダンス変換部4が設けられている。本実施形態では、インピーダンス変換部4として、図6に示すように、給電部5付近の部分とスロット3が設けられる部分との間に1/4波長線路が挿入される。この1/4波長線路の線路幅は、給電部5付近の部分の特性インピーダンスをZ1、スロット3が設けられる部分の特性インピーダンスをZ3としたときに、Z2=√(Z1・Z3)により求まる特性インピーダンスZ2に対応した線路幅となる。例えば、線路幅を2.9mm(この線路部分の特性インピーダンスは50Ω)から12.0mm(この線路部分の特性インピーダンスは18Ω)まで拡幅したい場合には、6.2mm(この線路部分の特性インピーダンスは30Ω)の線路幅の1/4波長線路を挿入すればよい。
The line width of the
なお、本実施形態ではインピーダンス変換部4として1/4波長線路を用いているが、他の任意の手段を用いてインピーダンス変換部4を実現してもよい。
In the present embodiment, a quarter wavelength line is used as the
マイクロストリップ線路2の端部(給電部5とは反対側の端部)は、好ましくは、この端部に最も近いスロット3からλg/4だけ離れた位置で開放されている。他の好ましい例として、図7に示すマイクロストリップスロットアンテナ30のように、マイクロストリップ線路2の端部(給電部5とは反対側の端部)が、この端部に最も近いスロット3からλg/2だけ離れた位置で短絡されていてもよい。
The end of the microstrip line 2 (the end opposite to the power feeding unit 5) is preferably opened at a position away from the
図8および図9は、マイクロストリップスロットアンテナ10の指向特性を示している。これらの図から明らかなように、本実施形態のマイクロストリップスロットアンテナ10によれば、地板6にはスロットが設けられないため、後方(地板6側)への電波の放射が抑えられ、前方(マイクロストリップ線路2側)に効率良く電波が放射される。
8 and 9 show the directivity characteristics of the
以上のように、本実施形態のマイクロストリップスロットアンテナ10によれば、前述した従来のマイクロストリップスロットアレーアンテナのように反射板を設けることなく、電波を前方(マイクロストリップ線路2側)に効率良く放射させることができる。また、誘電体基板1のマイクロストリップ線路2が形成された面とは反対側の面が地板6で覆われているため、誘電体基板1から見て地板6が形成された面の方向に位置する構造物の影響を受けて指向性が乱れてしまうことがなく、マイクロストリップスロットアンテナ10の搭載位置が制約されることがない。また、本実施形態のマイクロストリップスロットアンテナ10はプリント基板で実現できるため、製造が容易である。
As described above, according to the
本発明のマイクロストリップスロットアンテナは、構造が簡素であり、かつ搭載位置の自由度が高いので、例えば車載機器用のアンテナ装置など、任意の通信システムのアンテナ装置として有用である。 Since the microstrip slot antenna of the present invention has a simple structure and a high degree of freedom in mounting position, it is useful as an antenna device for an arbitrary communication system such as an antenna device for in-vehicle equipment.
1 誘電体基板
2 マイクロストリップ線路
3 スロット
4 インピーダンス変換部
5 給電部
6 地板
10,20,30 マイクロストリップスロットアンテナ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007295563A JP2009124385A (en) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Microstrip slot antenna |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=40816074
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009124385A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012054869A (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Toshiba Corp | Antenna device and radar device |
CN110190396A (en) * | 2019-06-10 | 2019-08-30 | 天津大学 | A kind of new-type groove type super wide band microstrip slot antenna |
-
2007
- 2007-11-14 JP JP2007295563A patent/JP2009124385A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012054869A (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Toshiba Corp | Antenna device and radar device |
US8665142B2 (en) | 2010-09-03 | 2014-03-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenna device and radar device |
CN110190396A (en) * | 2019-06-10 | 2019-08-30 | 天津大学 | A kind of new-type groove type super wide band microstrip slot antenna |
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