JP2010041089A - Microstrip antenna - Google Patents

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Taketo Nakabayashi
健人 中林
Kunio Sakakibara
久二男 榊原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microstrip antenna capable of performing impedance matching easily, while suppressing an unnecessary cross-polarized component. <P>SOLUTION: A feeding strip line 12 is connected to a prescribed position (feeding point 14) between the center and an edge at the long side of a rectangular radiation antenna element 11. Then, a stub 13 is provided in the feeding strip line 12. The feeding point 14 in the rectangular radiation antenna element 11 is located at a position of low impedance in the radiation antenna element 11, and to which the feeding strip line 12 having the stub 13 is connected, thus matching impedance easily along with utilizing the matching function owing to the stub 13. Also, the radiation antenna element 11 having narrow width can be achieved without any manufacturing constraints, thus suppressing the level of the cross-polarized component lower. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、誘電体基板を用いたマイクロストリップアンテナに関する。   The present invention relates to a microstrip antenna using a dielectric substrate.

誘電体基板上に形成されたストリップ導体からなるマイクロストリップアンテナは、薄型、低コスト、生産性に優れている、などの特徴から、例えば衝突防止システムやACC(Adaptive Cruise Control )システムといった自動車搭載用レーダをはじめとする各種電波センサの送受信用アンテナとして広く利用されつつある。   A microstrip antenna made of a strip conductor formed on a dielectric substrate is thin, low-cost, and has excellent productivity. For example, it can be used in automobiles such as collision prevention systems and ACC (Adaptive Cruise Control) systems. Widely used as a transmission / reception antenna for various radio wave sensors including radar.

マイクロストリップアンテナを構成するストリップ導体の基本的な例としては、方形の放射アンテナ素子の一端辺に所定幅の給電線路が接続された形状のものが知られている。
しかし、このように単に方形の放射アンテナ素子の一端辺に給電線路が接続された構成だと、放射アンテナ素子におけるインピーダンスの高い点に給電させることになるため、給電線路の線路幅が予め決まっている場合は、インピーダンス整合をとることが非常に困難となる。
As a basic example of a strip conductor constituting a microstrip antenna, a shape in which a feed line having a predetermined width is connected to one end of a rectangular radiation antenna element is known.
However, if the feed line is connected to one end of the square radiation antenna element in this way, power is fed to a point with high impedance in the radiation antenna element, so the line width of the feed line is determined in advance. If it is, it becomes very difficult to achieve impedance matching.

そこで、上記のような構成のマイクロストリップアンテナにおいて、給電点のインピーダンスを低くするために、放射アンテナ素子における給電線路が接続される部位に切り込みを形成したものが知られている(例えば、非特許文献1参照。)。   Therefore, in the microstrip antenna having the above-described configuration, in order to reduce the impedance of the feeding point, an antenna in which a notch is formed in a portion to which the feeding line in the radiating antenna element is connected is known (for example, non-patent) Reference 1).

図15に、非特許文献1に記載されているマイクロストリップアンテナ100(但し図15ではストリップ導体のみ)を示す。図15に示すマイクロストリップアンテナ100は、略方形の放射アンテナ素子101に給電線路102が接続されてなるものである。そして、放射アンテナ素子101における給電線路102の接続部位には、2つの切り込み103,104が、それぞれ給電線路102を挟むように形成されている。   FIG. 15 shows a microstrip antenna 100 described in Non-Patent Document 1 (however, only the strip conductor in FIG. 15). A microstrip antenna 100 shown in FIG. 15 is formed by connecting a feed line 102 to a substantially square radiating antenna element 101. Two notches 103 and 104 are formed at the connection site of the feed line 102 in the radiating antenna element 101 so as to sandwich the feed line 102, respectively.

このような構成により、放射アンテナ素子101に対して低いインピーダンス(例えば50Ω)の点で給電することができるため、給電線路102と放射アンテナ素子101とのインピーダンス整合をとることができる。
新井宏之著、「新アンテナ工学 −移動通信時代のアンテナ技術−」、総合電子出版社、1996年4月9日、p.62−63
With such a configuration, the radiation antenna element 101 can be fed with a low impedance (for example, 50Ω), so that impedance matching between the feed line 102 and the radiation antenna element 101 can be achieved.
Hiroyuki Arai, “New Antenna Engineering-Antenna Technology in the Age of Mobile Communications”, General Electronic Publishing Company, April 9, 1996, p. 62-63

しかしながら、図15に示したマイクロストリップアンテナ100は、給電線路102の両側に切り込み103,104が存在するような形状であるため、放射アンテナ素子101の幅Woが広くなってしまい、マイクロストリップアンテナ100を小型化するのが困難になるという問題がある。   However, since the microstrip antenna 100 shown in FIG. 15 has such a shape that the cuts 103 and 104 exist on both sides of the feed line 102, the width Wo of the radiating antenna element 101 becomes wide, and the microstrip antenna 100 There is a problem that it is difficult to reduce the size.

即ち、マイクロストリップアンテナ100は、給電線路102の両側に切り込み103,104を形成する必要性から、製造時におけるエッチング処理の限界で、少なくとも給電線路102の線路幅の約5倍程度の素子幅Woを確保する必要がある。そのため、このマイクロストリップアンテナ100の素子幅Woは大きくならざるを得ず、マイクロストリップアンテナ100全体の小型化にも限界がある。   That is, since the microstrip antenna 100 needs to form the cuts 103 and 104 on both sides of the feed line 102, the element width Wo is at least about 5 times the line width of the feed line 102 at the limit of the etching process at the time of manufacture. It is necessary to ensure. Therefore, the element width Wo of the microstrip antenna 100 must be increased, and there is a limit to downsizing the entire microstrip antenna 100.

しかも、放射アンテナ素子101の素子幅Woが広いと、放射アンテナ素子101の長さ方向に流れる高周波電流とは別に、その幅方向に流れる高周波電流も増加する。即ち、放射アンテナ素子101の長さ方向の電波を主偏波としたとき、これと交差する方向にも電波が放射しやすくなる。そのため、その交差する方向の電波である交差偏波の放射レベルが上昇してしまうという問題があった。   Moreover, when the element width Wo of the radiating antenna element 101 is wide, the high frequency current flowing in the width direction increases in addition to the high frequency current flowing in the length direction of the radiating antenna element 101. That is, when a radio wave in the length direction of the radiating antenna element 101 is a main polarized wave, the radio wave is easily radiated in a direction intersecting with the main polarized wave. Therefore, there has been a problem that the radiation level of the cross polarized wave, which is the radio wave in the intersecting direction, is increased.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、不要な交差偏波成分を抑制しつつ、インピーダンス整合のとりやすいマイクロストリップアンテナを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a microstrip antenna that can easily perform impedance matching while suppressing unnecessary cross polarization components.

上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、背面に導体の接地板が形成された誘電体基板と、その誘電体基板上に形成されたストリップ導体とを有するマイクロストリップアンテナであって、ストリップ導体は、線状に配設された給電ストリップ線路と、矩形状に形成され、その長辺側に給電ストリップ線路の終端が接続されてなる放射アンテナ素子と、給電ストリップ線路における所定の位置に接続されたスタブと、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 is a microstrip antenna having a dielectric substrate having a conductor ground plate formed on the back surface and a strip conductor formed on the dielectric substrate. The strip conductor includes a feed strip line arranged in a line, a radiating antenna element formed in a rectangular shape and having the end of the feed strip line connected to the long side thereof, and a predetermined in the feed strip line. And a stub connected to the position.

このように構成されたマイクロストリップアンテナは、放射アンテナ素子が矩形状であり、その長辺側に給電ストリップ線路が接続されている。矩形状の放射アンテナ素子において、その長辺側は比較的インピーダンスが低いため、長辺側に給電ストリップ線路を接続することで放射アンテナ素子におけるインピーダンスの低い点を給電点とすることができる。   In the microstrip antenna configured as described above, the radiation antenna element has a rectangular shape, and a feeding strip line is connected to the long side thereof. In the rectangular radiating antenna element, since the impedance on the long side is relatively low, a point where the impedance of the radiating antenna element is low can be set as a feeding point by connecting a feeding strip line to the long side.

また、放射アンテナ素子は矩形状であるため、製造上の制約を受けることなくより幅の小さい放射アンテナ素子を実現できる。そして、そのように放射アンテナ素子の幅を小さく抑えながらも、その長辺側を給電点とすると共に給電ストリップ線路に整合用のスタブを設けることで、インピーダンス整合もとりやすくなる。   In addition, since the radiating antenna element has a rectangular shape, a radiating antenna element having a smaller width can be realized without being restricted in manufacturing. And while keeping the width | variety of a radiation antenna element small in that way, it becomes easy to take impedance matching by providing the stub for matching to the feed strip line while making the long side into the feed point.

従って、請求項1記載のマイクロストリップアンテナによれば、放射アンテナ素子の幅を小さく抑えて不要な交差偏波成分を抑制しつつ、容易にインピーダンス整合をとることが可能となる。   Therefore, according to the microstrip antenna of the first aspect, it is possible to easily perform impedance matching while suppressing the width of the radiating antenna element to be small and suppressing unnecessary cross polarization components.

請求項2記載の発明は、請求項1記載のマイクロストリップアンテナであって、放射アンテナ素子の長辺側における、該長辺の中心から両端の間であって該中心及び該両端を除く所定の位置に、前記給電ストリップ線路が接続されている。   The invention according to claim 2 is the microstrip antenna according to claim 1, wherein, on the long side of the radiating antenna element, there is a predetermined area excluding the center and both ends between the center of the long side and both ends. The feeding strip line is connected to the position.

矩形状の放射アンテナ素子において、長辺側における中心部はインピーダンスがほぼ0であり、逆に、長辺側における端部はインピーダンスが高い。そのため、長辺側における中心部及び端部を除き、その間の所定の位置に給電ストリップ線路を接続するようにすれば、より容易にインピーダンス整合をとることができる。   In the rectangular radiating antenna element, the impedance at the center on the long side is almost zero, and conversely, the end on the long side is high in impedance. Therefore, impedance matching can be more easily achieved by connecting the feeding strip line at a predetermined position between the long side and the central portion and the end portion.

なお、具体的にどの位置に接続するかは、給電ストリップ線路のインピーダンス等を考慮して、これらと整合がとれるように適宜決めればよく、例えば給電ストリップ線路の特性インピーダンスが50Ωならば放射アンテナ素子の長辺側におけるインピーダンス50Ωの点に給電ストリップ線路を接続する、といった構成をとることができる。   It should be noted that the specific position to be connected may be appropriately determined in consideration of the impedance of the feed strip line and the like so as to be matched with these. For example, if the characteristic impedance of the feed strip line is 50Ω, the radiation antenna element The feeding strip line can be connected to a point having an impedance of 50Ω on the long side.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のマイクロストリップアンテナであって、スタブは、該スタブに流れる電流によって生じる該スタブからの放射電界の方向が放射アンテナ素子からの放射電界の方向と同じ方向になるよう、給電ストリップ線路に接続されている。   The invention according to claim 3 is the microstrip antenna according to claim 1 or 2, wherein the stub has a direction of a radiated electric field from the stub generated by a current flowing through the stub. It is connected to the feeding strip line so that it is in the same direction as.

本発明のマイクロストリップアンテナは、給電ストリップ線路にスタブを接続している構成上、当然ながらこのスタブにも電流が流れ、この電流によってスタブからも電波が放射される。このスタブからの放射は、放射アンテナ素子からの放射量に比べれば微小な量ではあるものの、放射アンテナ素子からの放射に影響を与えるため、基本的にはあまり好ましくない。   Since the microstrip antenna of the present invention has a configuration in which a stub is connected to the feeding strip line, naturally a current also flows through this stub, and a radio wave is also radiated from the stub by this current. Although the radiation from the stub is a minute amount compared to the radiation amount from the radiation antenna element, it basically affects the radiation from the radiation antenna element and is therefore not very preferable.

そこで、本来は不要であるスタブからの放射を有効に利用すべく、スタブからの放射電界と放射アンテナ素子からの放射電界とが同じ方向となるよう、放射アンテナ素子及びスタブをそれぞれ配設するのである。換言すれば、スタブを、整合のためだけではなく、電波を放射する放射素子としても積極的に機能させるのである。   Therefore, the radiation antenna element and the stub are arranged so that the radiation field from the stub and the radiation field from the radiation antenna element are in the same direction in order to effectively use the radiation from the stub, which is originally unnecessary. is there. In other words, the stub is positively functioned not only for matching but also as a radiating element that radiates radio waves.

従って、このように構成された請求項3記載のマイクロストリップアンテナによれば、スタブからの放射が放射アンテナ素子からの放射とともに有効利用されるため、放射アンテナ素子からの放射電界に悪影響を与えることがなくなり、アンテナ全体としての放射効率を向上させることができる。   Therefore, according to the microstrip antenna according to claim 3 configured as described above, the radiation from the stub is effectively used together with the radiation from the radiation antenna element, so that the radiation electric field from the radiation antenna element is adversely affected. Thus, the radiation efficiency of the entire antenna can be improved.

請求項4記載の発明は、請求項3記載のマイクロストリップアンテナであって、放射アンテナ素子とスタブは、互いにその長手方向が平行となるように配設されている。このような構成にすることで、放射アンテナ素子とスタブに流れる電流の方向が同じ方向となるため、放射電界の方向も同じ方向となる。   A fourth aspect of the present invention is the microstrip antenna according to the third aspect, wherein the radiating antenna element and the stub are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other. With such a configuration, the direction of the current flowing through the radiating antenna element and the stub is the same direction, so the direction of the radiating electric field is also the same direction.

請求項5記載の発明は、請求項3記載のマイクロストリップアンテナであって、放射アンテナ素子の電界放射エッジ線とスタブの電界放射エッジ線とが同一直線上に存在するように構成されている。このように各電界放射エッジ線が同一直線上となるようにすることで、反射特性の良好なマイクロストリップアンテナを実現することが可能となる。なお、電界放射エッジ線とは、放射アンテナ素子及びスタブそれぞれの輪郭線の一部であって、放射する電界の向きと直交する辺をいう。   The invention according to claim 5 is the microstrip antenna according to claim 3, wherein the field radiation edge line of the radiation antenna element and the field radiation edge line of the stub exist on the same straight line. Thus, it becomes possible to implement | achieve a microstrip antenna with a favorable reflective characteristic by making each electric field radiation | emission edge line on the same straight line. The field emission edge line is a part of the outline of each of the radiation antenna element and the stub and is a side orthogonal to the direction of the radiating electric field.

請求項6記載の発明は、請求項1〜5いずれかに記載のマイクロストリップアンテナであって、ストリップ導体は、給電ストリップ線路とは別に、線状に配設された主給電ストリップ線路を有し、給電ストリップ線路は、主給電ストリップ線路の側辺から突設されている。   A sixth aspect of the present invention is the microstrip antenna according to any one of the first to fifth aspects, wherein the strip conductor has a main feeding strip line arranged in a line shape separately from the feeding strip line. The feeding strip line is projected from the side of the main feeding strip line.

即ち、請求項6記載のマイクロストリップアンテナは、主給電ストリップ線路を伝搬する入力電力の一部が、この主給電ストリップ線路の側辺から突設するように設けられた給電トリップ線路を介して放射アンテナ素子に結合し、この放射アンテナ素子から放射される。   That is, in the microstrip antenna according to claim 6, a part of the input power propagating in the main feeding strip line is radiated through the feeding trip line provided so as to project from the side of the main feeding strip line. It couple | bonds with an antenna element and is radiated | emitted from this radiation | emission antenna element.

このように構成されたマイクロストリップアンテナによれば、主給電ストリップ線路から延設された給電ストリップ線路にスタブが設けられ、しかもこの給電ストリップ線路の終端は放射アンテナ素子の長辺側(インピーダンスの低い位置)に接続されているため、主給電ストリップ線路とのインピーダンス整合も容易にとることができる。そのため、主給電ストリップ線路から放射アンテナ素子へ結合する結合量(入力電力に対する、放射アンテナ素子側へ伝搬(結合)する電力の割合)を、反射量を低く抑えつつ、広い範囲で制御することができ、所望の特性のマイクロストリップアンテナを実現できる。   According to the microstrip antenna configured as described above, a stub is provided in the feed strip line extending from the main feed strip line, and the end of the feed strip line is at the long side of the radiating antenna element (low impedance). Therefore, impedance matching with the main feeding strip line can be easily achieved. Therefore, it is possible to control the coupling amount (the ratio of the power propagating (coupling) to the radiation antenna element side with respect to the input power) from the main feeding strip line to the radiation antenna element in a wide range while keeping the reflection amount low. And a microstrip antenna having desired characteristics can be realized.

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
(1)マイクロストリップアンテナの全体構造
まず、図1を用いて本実施形態のマイクロストリップアンテナ1の構成を説明する。図1(a)はマイクロストリップアンテナ1の平面図であり、図1(b)は同図(a)のX−X断面図である。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
(1) Whole structure of microstrip antenna First, the structure of the microstrip antenna 1 of this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 1A is a plan view of the microstrip antenna 1, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX of FIG.

図1に示す如く、本実施形態のマイクロストリップアンテナ1は、背面に導体の接地板3が形成された誘電体基板2上にストリップ導体が形成されてなるものである。誘電体基板2上のストリップ導体は、図1(a)に示すように、線状に配設された給電ストリップ線路12と、この給電ストリップ線路12の終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子11と、給電ストリップ線路12の長手方向における所定位置に接続されたスタブ13とからなる。   As shown in FIG. 1, a microstrip antenna 1 according to the present embodiment has a strip conductor formed on a dielectric substrate 2 having a conductor ground plate 3 formed on the back surface. As shown in FIG. 1A, the strip conductor on the dielectric substrate 2 includes a feeding strip line 12 arranged in a line and a rectangular radiation antenna element connected to the end of the feeding strip line 12. 11 and a stub 13 connected to a predetermined position in the longitudinal direction of the feeding strip line 12.

放射アンテナ素子11の長さは、例えば動作周波数(本例では76.5GHz)におけるストリップ導体を伝搬する電波の波長λg(以下単に「管内波長」という)の約半分(λg/2)である。   The length of the radiating antenna element 11 is, for example, about half (λg / 2) of the wavelength λg of the radio wave propagating through the strip conductor at the operating frequency (76.5 GHz in this example) (hereinafter simply referred to as “intra-tube wavelength”).

放射アンテナ素子11は、長さが幅よりも長い矩形状に形成されたものであり、その長辺側における所定の給電点14に給電ストリップ線路12が接続されている。この給電点14は、放射アンテナ素子11の長辺における、中心(中心点15に対応する位置)から端部の間における所定の位置に設定されている。   The radiating antenna element 11 is formed in a rectangular shape whose length is longer than the width, and a feeding strip line 12 is connected to a predetermined feeding point 14 on the long side thereof. The feeding point 14 is set at a predetermined position between the center (position corresponding to the center point 15) and the end on the long side of the radiating antenna element 11.

矩形状の放射アンテナ素子11において、長辺側は短辺側に比べて全体的にインピーダンスが低い。そして、長辺側においては、中心部はインピーダンスがほぼ0であり、逆に、長辺側における端部はインピーダンスが高い。そのため、長辺側における中心部から端部の間の所定位置(但し中心及び端部は除く)を給電点14として設定し、ここに給電ストリップ線路12を接続することで、インピーダンス整合をとりやすくなる。具体的には、例えば給電ストリップ線路12側の特性インピーダンスが50Ωならば放射アンテナ素子11の長辺側におけるインピーダンス50Ωの点に給電ストリップ線路12を接続する、といった構成をとることができる。   In the rectangular radiating antenna element 11, the impedance on the long side is generally lower than that on the short side. On the long side, the center portion has substantially zero impedance, and conversely, the end portion on the long side has high impedance. For this reason, a predetermined position between the center portion and the end portion on the long side (except for the center and the end portion) is set as the feeding point 14, and the feeding strip line 12 is connected here, thereby making impedance matching easy. Become. Specifically, for example, if the characteristic impedance on the side of the feeding strip line 12 is 50Ω, the feeding strip line 12 can be connected to a point having an impedance of 50Ω on the long side of the radiating antenna element 11.

このように、本実施形態のマイクロストリップアンテナ1では、放射アンテナ素子11を矩形状に形成してその長辺側(インピーダンスの低い位置)に給電ストリップ線路12を直に接続できるため、従来のマイクロストリップアンテナ100(図15参照)のように整合のために放射アンテナ素子と給電線路との接続部に切り込みを形成する必要はない。そのため、放射アンテナ素子11の幅を小さく抑えることができる。そして、素子の幅を小さく抑えることができることにより、主偏波方向(長手方向)に流れる電流以外の電流成分を小さく抑えることができるため、放射アンテナ素子11からの交差偏波の発生レベルをより低いレベルに抑えることが可能となる。   As described above, in the microstrip antenna 1 of the present embodiment, the radiation antenna element 11 is formed in a rectangular shape, and the feeding stripline 12 can be directly connected to the long side (position with low impedance). Unlike the strip antenna 100 (see FIG. 15), it is not necessary to form a cut in the connection portion between the radiating antenna element and the feed line for matching. Therefore, the width of the radiating antenna element 11 can be kept small. Since the width of the element can be suppressed to be small, current components other than the current flowing in the main polarization direction (longitudinal direction) can be suppressed to a low level. Therefore, the generation level of cross polarization from the radiating antenna element 11 can be further increased. It becomes possible to suppress to a low level.

また、放射アンテナ素子11は、その長手方向がスタブ13の長手方向と平行となるように配設されている。本実施形態のマイクロストリップアンテナ1は、給電ストリップ線路12に整合用のスタブ13を接続している構成上、当然ながらこのスタブ13にも電流が流れ、この電流によってスタブ13からも電波が放射される。このスタブ13からの放射は、放射アンテナ素子11からの放射量に比べれば微小な量ではあるものの、放射アンテナ素子11からの放射に影響を与えるため、基本的にはあまり好ましくなく、本来は不要な放射成分である。   The radiating antenna element 11 is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the stub 13. The microstrip antenna 1 of the present embodiment has a configuration in which the matching stub 13 is connected to the feeding strip line 12, so that a current flows through the stub 13 as a matter of course, and a radio wave is also radiated from the stub 13 by this current. The Although the radiation from the stub 13 is a minute amount compared to the radiation amount from the radiation antenna element 11, it basically affects the radiation from the radiation antenna element 11. Radiant component.

しかし、このスタブ13からの放射電界の方向を放射アンテナ素子11からの放射電界の方向と一致させるようにすれば、スタブ13からの放射も有効な放射成分として有効利用することが可能となる。   However, if the direction of the radiated electric field from the stub 13 is matched with the direction of the radiated electric field from the radiating antenna element 11, the radiation from the stub 13 can be effectively used as an effective radiation component.

そこで本実施形態では、本来は不要であるスタブ13からの放射を有効に利用すべく、スタブ13からの放射電界と放射アンテナ素子11からの放射電界とが同じ方向となるよう、放射アンテナ素子11とスタブ13を平行に配設している。両者を平行に配設すれば、両者に流れる電流(主偏波成分)が同方向となるため、両者からの放射電界の方向も同じ方向となる。これにより、スタブ13を、整合のためだけではなく、電波を放射する放射素子としても積極的に機能させることができる。   Therefore, in the present embodiment, in order to effectively use radiation from the stub 13 that is originally unnecessary, the radiation antenna element 11 is set so that the radiation electric field from the stub 13 and the radiation electric field from the radiation antenna element 11 are in the same direction. And the stub 13 are arranged in parallel. If both are arranged in parallel, the current (main polarization component) flowing in both is in the same direction, so the direction of the radiation electric field from both is also in the same direction. Thereby, the stub 13 can be actively functioned not only for matching but also as a radiating element that radiates radio waves.

更に、本実施形態のマイクロストリップアンテナ1は、放射アンテナ素子11の輪郭エッジ線の一辺である電界放射エッジ線11aと、スタブ13の電界放射エッジ線13aとが、同一直線上に存在するように構成されている。   Further, in the microstrip antenna 1 of the present embodiment, the field radiation edge line 11a that is one side of the contour edge line of the radiation antenna element 11 and the field radiation edge line 13a of the stub 13 are present on the same straight line. It is configured.

(2)マイクロストリップアンテナの特性
次に、マイクロストリップアンテナ1の特性(反射特性、及び透過特性)について、図2及び図3を用いて説明する。本例では、マイクロストリップアンテナ1の各種特性を得るための測定用モデルとして、図2に示すように、マイクロストリップアンテナ1とは別に主給電ストリップ線路16を設け、この主給電ストリップ線路16の側辺にマイクロストリップアンテナ1の給電ストリップ線路12の入力端を接続したものを構成した。そして、主給電ストリップ線路16の入力端(図2の右側)から電力を入力したときの、マイクロストリップアンテナ1における各特性を調べた。
(2) Characteristics of Microstrip Antenna Next, characteristics (reflection characteristics and transmission characteristics) of the microstrip antenna 1 will be described with reference to FIGS. In this example, as a measurement model for obtaining various characteristics of the microstrip antenna 1, as shown in FIG. 2, a main feeding strip line 16 is provided separately from the microstrip antenna 1, and the main feeding strip line 16 side is provided. The input end of the feed strip line 12 of the microstrip antenna 1 was connected to the side. Then, each characteristic in the microstrip antenna 1 when electric power was input from the input end (right side in FIG. 2) of the main feeding stripline 16 was examined.

なお、マイクロストリップアンテナ1を設計する上で決定すべき寸法パラメータとしては、図2に示すように、放射アンテナ素子11の長さLeと幅We、スタブ13の長さLsと幅Ws、給電ストリップ線路12の長さLkと幅Wk、放射アンテナ素子11とスタブ13の幅方向における配置間隔Ps、当該マイクロストリップアンテナ1全体の素子幅W(=We+Ws+Ps)、放射アンテナ素子11の中心点15と放射アンテナ素子11における給電点14との距離d(放射アンテナ素子11の長手方向における距離)がある。これら各寸法パラメータを適切に設計することで、所望の特性を有するマイクロストリップアンテナを実現できる。   As dimensional parameters to be determined in designing the microstrip antenna 1, as shown in FIG. 2, the length Le and width We of the radiating antenna element 11, the length Ls and width Ws of the stub 13, and the feeding strip The length Lk and width Wk of the line 12, the arrangement interval Ps in the width direction of the radiation antenna element 11 and the stub 13, the element width W of the entire microstrip antenna 1 (= We + Ws + Ps), the center point 15 of the radiation antenna element 11 and the radiation There is a distance d (distance in the longitudinal direction of the radiating antenna element 11) between the antenna element 11 and the feeding point 14. By appropriately designing each of these dimension parameters, a microstrip antenna having desired characteristics can be realized.

主給電ストリップ線路16の入力端から入力された電力は、この主給電ストリップ線路16の側辺に接続されたマイクロストリップアンテナ1にその伝搬電力の一部が結合して放射される。   The power input from the input end of the main feed strip line 16 is radiated by a part of the propagation power coupled to the microstrip antenna 1 connected to the side of the main feed strip line 16.

図3は、各寸法パラメータが適宜設定されたマイクロストリップアンテナ1を図2のように主給電ストリップ線路16の側辺に接続してこの主給電ストリップ線路16に電力を入力したときの、マイクロストリップアンテナ1における反射特性及び透過特性の一例を示す図である。本例では寸法パラメータのうち素子幅Wが1[mm]である。   FIG. 3 shows a microstrip when the microstrip antenna 1 with each dimension parameter appropriately set is connected to the side of the main feed stripline 16 as shown in FIG. It is a figure which shows an example of the reflective characteristic in the antenna 1, and a permeation | transmission characteristic. In this example, the element width W is 1 [mm] among the dimension parameters.

図3に示すように、透過特性(透過係数S21)については、動作周波数(76.5GHz)を含み、全体として良好な(損失の少ない)特性となっている。
反射特性(反射係数S11)については、動作周波数(76.5GHz)においてマイクロストリップアンテナ1が共振することにより、大きく低下している。つまり、動作周波数において反射量が非常に少ないマイクロストリップアンテナ1が実現されている。これは即ち、マイクロストリップアンテナ1が、給電ストリップ線路12にスタブ13が設けられると共に放射アンテナ素子11の長辺側における中心から端部の間の所定位置に給電ストリップ線路12が接続された構成によって、インピーダンス整合を容易にとることができるためであり、故に、反射量を非常に低いレベルに抑えることができるのである。
As shown in FIG. 3, the transmission characteristic (transmission coefficient S21) includes the operating frequency (76.5 GHz), and as a whole, the transmission characteristic is good (less loss).
The reflection characteristic (reflection coefficient S11) is greatly reduced by the resonance of the microstrip antenna 1 at the operating frequency (76.5 GHz). That is, the microstrip antenna 1 having a very small amount of reflection at the operating frequency is realized. This is because the microstrip antenna 1 has a configuration in which a stub 13 is provided on the feed strip line 12 and the feed strip line 12 is connected to a predetermined position between the center and the end on the long side of the radiation antenna element 11. This is because impedance matching can be easily achieved, and hence the amount of reflection can be suppressed to a very low level.

(3)マイクロストリップアンテナの寸法と反射特性との関係
次に、本実施形態のマイクロストリップアンテナ1における、寸法パラメータと特性との関係について、図4〜図6を用いて説明する。図4は、図2に示したマイクロストリップアンテナ1における放射アンテナ素子11の素子長Leを変化させたときの、反射特性(反射係数S11)の変化を示す図であり、図5は、同じくマイクロストリップアンテナ1におけるスタブ13のスタブ長Lsを変化させたときの、反射特性(反射係数S11)の変化を示す図であり、図6は、マイクロストリップアンテナ1における、放射アンテナ素子11とスタブ13との間隔Psを変化させたときの、反射特性(反射係数S11)の変化を示す図である。
(3) Relationship between Dimensions and Reflection Characteristics of Microstrip Antenna Next, the relationship between dimension parameters and characteristics in the microstrip antenna 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a change in reflection characteristics (reflection coefficient S11) when the element length Le of the radiation antenna element 11 in the microstrip antenna 1 shown in FIG. 2 is changed. FIG. FIG. 6 is a diagram showing a change in reflection characteristics (reflection coefficient S11) when the stub length Ls of the stub 13 in the strip antenna 1 is changed. FIG. 6 shows the radiation antenna element 11 and the stub 13 in the microstrip antenna 1. It is a figure which shows the change of a reflective characteristic (reflection coefficient S11) when changing the space | interval Ps.

図4に示すように、素子長Leを変化させると、共振周波数が変化すると共にS11も全体的に増減する。本例では、動作周波数(76.5GHz)に対する最適な素子長Leは、この76.5GHzで共振する(即ちS11が最も低くなる)1.29[mm]であり、これより長くなると共振周波数が低い方へシフトすると共にS11の値も上昇する。1.29[mm]より長くなると、S11だけをみればより小さくなっているものの、共振周波数は高い方へとシフトしている。   As shown in FIG. 4, when the element length Le is changed, the resonance frequency is changed and S11 is also increased or decreased as a whole. In this example, the optimum element length Le for the operating frequency (76.5 GHz) is 1.29 [mm] that resonates at this 76.5 GHz (that is, S11 is the lowest). The value of S11 also rises as it shifts to the lower side. When it is longer than 1.29 [mm], the resonance frequency is shifted to a higher one, although only S11 is smaller.

一方、スタブ長Lsを変化させた場合も、図5に示すように、共振周波数が変化すると共にS11も全体的に増減する。即ち、本例では、動作周波数に対する最適なスタブ長Lsは、この動作周波数で共振する0.73[mm]であり、これより短くなると共振周波数が高い方へシフトすると共にS11も全体的に上昇する。0.73[mm]より長くなると、S11だけをみればより小さくなっているものの、共振周波数は低い方へとシフトしている。   On the other hand, when the stub length Ls is changed, as shown in FIG. 5, the resonance frequency is changed and S11 is also increased or decreased as a whole. That is, in this example, the optimum stub length Ls with respect to the operating frequency is 0.73 [mm] which resonates at this operating frequency, and when shorter than this, the resonant frequency shifts higher and S11 also increases overall. To do. When it is longer than 0.73 [mm], the resonance frequency is shifted to a lower side, although only S11 is smaller.

放射アンテナ素子11とスタブ13の間隔Psを変化させると、図6に示すように、共振周波数についてはほとんど変化がみられないものの、S11の最小値は変化する。そのため図6においては、S11が最小となるときのPs=0.1[mm]が最適値といえる。   When the distance Ps between the radiating antenna element 11 and the stub 13 is changed, as shown in FIG. 6, although the resonance frequency hardly changes, the minimum value of S11 changes. Therefore, in FIG. 6, it can be said that Ps = 0.1 [mm] when S11 is minimum is the optimum value.

(4)第1実施形態の効果等
以上説明した本実施形態のマイクロストリップアンテナ1によれば、矩形状の放射アンテナ素子11の長辺側に給電ストリップ線路12を接続し、さらにこの給電ストリップ線路12にスタブ13を接続してインピーダンス整合をとるようにしている。そのため、製造上の制約を受けることなくより幅の小さい放射アンテナ素子11を実現できる。そして、幅の小さい放射アンテナ素子11を実現できることで、交差偏波成分を低いレベルに抑制することも可能となる。
(4) Effects of the First Embodiment According to the microstrip antenna 1 of the present embodiment described above, the feed strip line 12 is connected to the long side of the rectangular radiation antenna element 11, and this feed strip line is further connected. 12 is connected to a stub 13 for impedance matching. Therefore, the radiation antenna element 11 having a smaller width can be realized without being restricted in manufacturing. Since the radiation antenna element 11 having a small width can be realized, the cross polarization component can be suppressed to a low level.

また、このように放射アンテナ素子11の幅を小さく抑えながらも、その長辺側に給電点14を設定すると共に給電ストリップ線路12に整合用のスタブ13を設けることで、インピーダンス整合も容易にとることができる。   Further, while keeping the width of the radiating antenna element 11 small in this way, the impedance matching is easily achieved by setting the feeding point 14 on the long side and providing the matching stub 13 on the feeding strip line 12. be able to.

また、放射アンテナ素子11とスタブ13とを、その長手方向が平行となるように配設しているため、本来は不要であるスタブ13からの放射を、放射アンテナ素子11からの放射とともに有効に利用することができる。つまり、スタブ13を、整合のためだけではなく、電波を放射する放射素子としても積極的に機能させることができる。そのため、アンテナ全体としての放射効率を向上させることができる。   Further, since the radiating antenna element 11 and the stub 13 are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other, radiation from the stub 13 that is originally unnecessary can be effectively combined with radiation from the radiating antenna element 11. Can be used. That is, the stub 13 can be actively functioned not only for matching but also as a radiating element that radiates radio waves. Therefore, the radiation efficiency as the whole antenna can be improved.

また、放射アンテナ素子11の電界放射エッジ線11aとスタブ13の電界放射エッジ線13aが同一直線上に存在するように構成されているため、反射特性のより良好なマイクロストリップアンテナが実現されている。   Further, since the field radiation edge line 11a of the radiation antenna element 11 and the field radiation edge line 13a of the stub 13 are arranged on the same straight line, a microstrip antenna with better reflection characteristics is realized. .

更に、マイクロストリップアンテナ1の使用形態の1つとして、図2に示したように、主給電ストリップ線路16を設けてその側辺にマイクロストリップアンテナ1を接続する構成をとることができる。このような構成においては、主給電ストリップ線路16とマイクロストリップアンテナ1とのインピーダンス整合も容易にとることができるため、主給電ストリップ線路16からマイクロストリップアンテナ1へ結合する結合量を、反射量を低く抑えつつ、広い範囲で制御することができる。   Further, as one of the usage forms of the microstrip antenna 1, as shown in FIG. 2, a configuration in which the main feeding strip line 16 is provided and the microstrip antenna 1 is connected to the side thereof can be adopted. In such a configuration, impedance matching between the main feeding stripline 16 and the microstrip antenna 1 can be easily achieved. Therefore, the amount of coupling coupled from the main feeding stripline 16 to the microstrip antenna 1 is reduced by the amount of reflection. It can be controlled over a wide range while keeping it low.

[第2実施形態]
上記第1実施形態では、図1及び図2に示したような構成のマイクロストリップアンテナ1について説明したが、これは本発明の実施の形態としての一例であって、例えば図7に示すように構成することもできる。以下、図7に示す本実施形態のマイクロストリップアンテナ20について説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the microstrip antenna 1 having the configuration as shown in FIGS. 1 and 2 has been described. However, this is an example of the embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. It can also be configured. Hereinafter, the microstrip antenna 20 of this embodiment shown in FIG. 7 will be described.

(1)マイクロストリップアンテナの構成
本実施形態のマイクロストリップアンテナ20は、図7に示すように、給電ストリップ線路22の終端に矩形状の放射アンテナ素子21が接続されると共に給電ストリップ線路22の所定位置にスタブ23が接続された構成となっている。
(1) Configuration of Microstrip Antenna As shown in FIG. 7, the microstrip antenna 20 of the present embodiment has a rectangular radiation antenna element 21 connected to the end of the feed stripline 22 and a predetermined feed stripline 22. The stub 23 is connected to the position.

給電ストリップ線路22は、約90度の角度で屈曲した略L字型の形状となっている。 そして、この給電ストリップ線路22に対し、その屈曲部からスタブ23が延設されている。つまり、スタブ23は、給電ストリップ線路22における屈曲前の線路部の先端からそのままその屈曲前の線路部の長手方向と同方向に延設された構成となっている。   The feeding strip line 22 has a substantially L shape bent at an angle of about 90 degrees. A stub 23 is extended from the bent portion of the feeding strip line 22. That is, the stub 23 has a configuration in which the stub 23 is extended from the front end of the line portion before bending in the feeding strip line 22 in the same direction as the longitudinal direction of the line portion before bending.

給電ストリップ線路22の終端に接続された放射アンテナ素子21の長さは、管内波長λgの約半分(λg/2)である。
放射アンテナ素子21は、長さが幅よりも長い矩形状に形成されたものであり、その長辺側における所定の給電点24に給電ストリップ線路22が接続されている。この給電点24は、放射アンテナ素子21の長辺における、中心から端部の間における所定の位置に設定されている。
The length of the radiating antenna element 21 connected to the end of the feed strip line 22 is about half of the guide wavelength λg (λg / 2).
The radiating antenna element 21 is formed in a rectangular shape whose length is longer than the width, and a feeding strip line 22 is connected to a predetermined feeding point 24 on the long side thereof. The feeding point 24 is set at a predetermined position between the center and the end on the long side of the radiating antenna element 21.

また、放射アンテナ素子21は、その長手方向がスタブ23の長手方向と平行となるように配設されている。そのため、第1実施形態と同様、スタブ23からの放射も有効な放射成分として有効利用される。   The radiating antenna element 21 is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the stub 23. Therefore, as in the first embodiment, radiation from the stub 23 is also effectively used as an effective radiation component.

更に、本実施形態のマイクロストリップアンテナ20も、放射アンテナ素子21の電界放射エッジ線21aと、スタブ23の電界放射エッジ線23aとが、同一直線上に存在するように構成されている。   Furthermore, the microstrip antenna 20 of the present embodiment is also configured such that the field radiation edge line 21a of the radiation antenna element 21 and the field radiation edge line 23a of the stub 23 exist on the same straight line.

(2)マイクロストリップアンテナの特性
次に、本実施形態のマイクロストリップアンテナ20の特性(反射特性、及び透過特性)について、図8及び図9を用いて説明する。本例でも、マイクロストリップアンテナ20の各種特性を得るための測定用モデルとして、図8に示すように、マイクロストリップアンテナ20とは別に主給電ストリップ線路26を設け、この主給電ストリップ線路26の側辺にマイクロストリップアンテナ20の給電ストリップ線路22の入力端を接続したものを構成した。なお、本例では、放射アンテナ素子21及びスタブ23が主給電ストリップ線路26の長手方向に対して約45度の角度で傾斜するように接続されている。そして、主給電ストリップ線路26の入力端から電力を入力したときの、マイクロストリップアンテナ20における各特性を調べた。なお、マイクロストリップアンテナ20を設計する上で決定すべき寸法パラメータは、図8に示す通りであり、第1実施形態と同様である。
(2) Characteristics of Microstrip Antenna Next, characteristics (reflection characteristics and transmission characteristics) of the microstrip antenna 20 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. Also in this example, as a measurement model for obtaining various characteristics of the microstrip antenna 20, a main feeding strip line 26 is provided separately from the microstrip antenna 20, as shown in FIG. A structure in which the input end of the feeding strip line 22 of the microstrip antenna 20 is connected to the side is configured. In this example, the radiating antenna element 21 and the stub 23 are connected so as to be inclined at an angle of about 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the main feeding strip line 26. Then, each characteristic in the microstrip antenna 20 when electric power was input from the input end of the main feeding stripline 26 was examined. Note that the dimensional parameters to be determined in designing the microstrip antenna 20 are as shown in FIG. 8, and are the same as those in the first embodiment.

図9は、各寸法パラメータが適宜設定されたマイクロストリップアンテナ20を図8のように主給電ストリップ線路26の側辺に接続してこの主給電ストリップ線路26に電力を入力したときの、マイクロストリップアンテナ20における反射特性及び透過特性の一例を示す図である。本例では寸法パラメータのうち素子幅Wが1[mm]である。   FIG. 9 shows a microstrip when a microstrip antenna 20 with each dimension parameter appropriately set is connected to the side of the main feed strip line 26 as shown in FIG. 8 and electric power is input to the main feed strip line 26. It is a figure which shows an example of the reflective characteristic in the antenna 20, and a permeation | transmission characteristic. In this example, the element width W is 1 [mm] among the dimension parameters.

図9に示すように、透過特性(透過係数S21)については、第1実施形態(図3参照)と同様、動作周波数(76.5GHz)を含み、全体として良好な(損失の少ない)特性となっている。   As shown in FIG. 9, the transmission characteristic (transmission coefficient S21) includes the operating frequency (76.5 GHz) as in the first embodiment (see FIG. 3), and has good overall characteristics (low loss). It has become.

反射特性(反射係数S11)についても、第1実施形態と同様、動作周波数(76.5GHz)においてマイクロストリップアンテナ20が共振することにより、大きく低下している。しかも、その最小値は、第1実施形態が約−31.7dBであったのに対して本実施形態では−40dB以下と、より低い値にまで抑えられている。   As in the first embodiment, the reflection characteristic (reflection coefficient S11) is also greatly reduced by the resonance of the microstrip antenna 20 at the operating frequency (76.5 GHz). In addition, the minimum value is about -31.7 dB in the first embodiment, but is suppressed to a lower value of -40 dB or less in the present embodiment.

(3)マイクロストリップアンテナの寸法と特性との関係
次に、本実施形態のマイクロストリップアンテナ20における、寸法パラメータと特性との関係について、図10及び図11を用いて説明する。図10は、図8に示したマイクロストリップアンテナ20における放射アンテナ素子21の素子長Leを変化させたときの、反射特性(反射係数S11)の変化を示す図であり、図11は、同じくマイクロストリップアンテナ20におけるスタブ23のスタブ長Lsを変化させたときの、反射特性(反射係数S11)の変化を示す図である。
(3) Relationship Between Size and Characteristics of Microstrip Antenna Next, the relationship between size parameters and characteristics in the microstrip antenna 20 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a diagram showing a change in the reflection characteristic (reflection coefficient S11) when the element length Le of the radiation antenna element 21 in the microstrip antenna 20 shown in FIG. 8 is changed. It is a figure which shows the change of a reflective characteristic (reflection coefficient S11) when the stub length Ls of the stub 23 in the strip antenna 20 is changed.

図10に示すように、素子長Leを変化させると、周波数に対するS11の全体的な変化の傾向は同等であるものの、共振周波数が変化する。本例では、動作周波数(76.5GHz)に対する最適な素子長Leは、この76.5GHzで共振する(即ちS11が最も低くなる)1.28[mm]であり、これより長くなると共振周波数が低い方へシフトし、これより短くなると共振周波数が高い方へシフトする。   As shown in FIG. 10, when the element length Le is changed, the resonance frequency changes although the tendency of the overall change of S11 with respect to the frequency is the same. In this example, the optimum element length Le for the operating frequency (76.5 GHz) is 1.28 [mm] that resonates at this 76.5 GHz (that is, S11 is the lowest). It shifts to the lower side, and when it is shorter than this, the resonance frequency is shifted to the higher side.

一方、スタブ長Lsを変化させると、図11に示すように、共振周波数が変化すると共に、S11も全体的に増減する。即ち、本例では、動作周波数に対する最適なスタブ長Lsは、この動作周波数で共振する0.67[mm]であり、これより長くなると共振周波数が低い方へシフトすると共にS11も全体的に上昇し、これより短くなると共振周波数が高い方へシフトすると共にS11も全体的に上昇する。   On the other hand, when the stub length Ls is changed, as shown in FIG. 11, the resonance frequency changes and S11 also increases or decreases as a whole. That is, in this example, the optimum stub length Ls with respect to the operating frequency is 0.67 [mm] that resonates at this operating frequency, and when longer than this, the resonant frequency shifts to the lower side and S11 also increases overall. However, if it is shorter than this, the resonance frequency shifts to a higher one, and S11 also increases as a whole.

(4)放射アンテナ素子とスタブの各電界放射エッジ線の相対関係
次に、本実施形態のマイクロストリップアンテナ20における、スタブ長Lsと特性との関係について、特に、スタブ23の電界放射エッジ線23aと放射アンテナ素子21の電界放射エッジ線21aとの相対関係の違いによる特性の変化について、図12及び図13を用いて説明する。
(4) Relative Relationship between Radiation Antenna Element and Each Field Radiation Edge Line of Stub Next, regarding the relationship between the stub length Ls and the characteristics in the microstrip antenna 20 of the present embodiment, particularly, the field radiation edge line 23a of the stub 23 A change in characteristics due to a difference in relative relationship between the radiating antenna element 21 and the electric field radiation edge line 21a of the radiating antenna element 21 will be described with reference to FIGS.

本実施形態のマイクロストリップアンテナ20は、上述したように、放射アンテナ素子21の素子長Leやスタブ23のスタブ長Leによって特性が変化するが、これら両者の長さを、放射アンテナ素子21の電界放射エッジ線21aとスタブ23の電界放射エッジ線23aとが同一直線上に存在するように設定すると、結合量や反射特性等の各特性が良好になる。   As described above, the characteristics of the microstrip antenna 20 according to the present embodiment vary depending on the element length Le of the radiating antenna element 21 and the stub length Le of the stub 23. If the radiating edge line 21a and the electric field radiating edge line 23a of the stub 23 are set so as to exist on the same straight line, the characteristics such as the coupling amount and the reflection characteristic are improved.

図12及び図13は、双方の電界放射エッジ線21a,23aが同一直線上にあるときに最良の特性が得られるマイクロストリップアンテナ20の構造において、スタブ長Lsを変化させたときの、反射特性(図12)及び透過特性(図13)を示すものである。図12及び図13において、スタブ長Lsの「最適値」とは、放射アンテナ素子とスタブの双方の電界放射エッジ線21a,23aが同一直線上にあるときのスタブ長を意味する。   12 and 13 show the reflection characteristics when the stub length Ls is changed in the structure of the microstrip antenna 20 in which the best characteristics can be obtained when both the field emission edge lines 21a and 23a are on the same straight line. (FIG. 12) and a transmission characteristic (FIG. 13) are shown. 12 and 13, the “optimum value” of the stub length Ls means the stub length when the field radiation edge lines 21a and 23a of both the radiating antenna element and the stub are on the same straight line.

図12に示すように、スタブ長Lsが最適値の場合は、動作周波数において共振し、反射係数S11も最も小さくなる。そして、スタブ長Lsがこの最適値から長くなると、共振周波数が低い方へシフトすると共にS11も全体的に上昇する。また、スタブ長Lsが最適値より短くなると、共振周波数が高い方へシフトすると共にS11も全体的に上昇する。   As shown in FIG. 12, when the stub length Ls is an optimum value, resonance occurs at the operating frequency, and the reflection coefficient S11 is the smallest. When the stub length Ls is increased from this optimum value, the resonance frequency is shifted to a lower side and S11 is also increased as a whole. Further, when the stub length Ls is shorter than the optimum value, the resonance frequency is shifted to a higher side and S11 is also increased as a whole.

一方、透過特性(透過係数S21)については、図13に示すように、スタブ長Lsを変化させても、動作周波数においてそれほど大きな変化はなく、動作周波数より低い帯域において若干の違いが見られる程度である。   On the other hand, as shown in FIG. 13, the transmission characteristic (transmission coefficient S21) does not change so much in the operating frequency even when the stub length Ls is changed, and a slight difference is seen in a band lower than the operating frequency. It is.

(5)第2実施形態の効果等
以上説明した本実施形態のマイクロストリップアンテナ20によっても、矩形状の放射アンテナ素子21の長辺側に給電ストリップ線路22を接続し、さらにこの給電ストリップ線路22にスタブ23を接続してインピーダンス整合をとるようにしている。そのため、製造上の制約を受けることなくより幅の小さい(即ち交差偏波成分の小さい)放射アンテナ素子21を実現できる。
(5) Effects of the Second Embodiment Also by the microstrip antenna 20 of the present embodiment described above, the feed strip line 22 is connected to the long side of the rectangular radiation antenna element 21, and the feed strip line 22 is further connected. The stub 23 is connected to the impedance matching. Therefore, the radiation antenna element 21 having a smaller width (that is, having a small cross-polarized component) can be realized without being restricted by manufacturing.

また、このように放射アンテナ素子21の幅を小さく抑えながらも、その長辺側に給電点24を設定すると共に給電ストリップ線路22に整合用のスタブ23を設けることで、インピーダンス整合も容易にとることができる。そのため、反射特性や透過特性などの各種特性の良好なマイクロストリップアンテナ20を実現することができる。   Further, while keeping the width of the radiating antenna element 21 small as described above, the impedance matching can be easily achieved by setting the feeding point 24 on the long side and providing the matching stub 23 on the feeding strip line 22. be able to. Therefore, it is possible to realize the microstrip antenna 20 having various characteristics such as reflection characteristics and transmission characteristics.

また、本実施形態においても、放射アンテナ素子21とスタブ23とを、その長手方向が平行となるように配設しているため、本来は不要であるスタブ23からの放射を、放射アンテナ素子21からの放射とともに有効に利用することができ、アンテナ全体としての放射効率を向上させることができる。   Also in the present embodiment, since the radiation antenna element 21 and the stub 23 are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other, radiation from the stub 23 that is originally unnecessary is radiated from the radiation antenna element 21. The radiation efficiency from the antenna can be effectively utilized, and the radiation efficiency of the entire antenna can be improved.

また、放射アンテナ素子21の電界放射エッジ線21aとスタブ23の電界放射エッジ線23aが同一直線上に存在するように構成されているため、反射特性のより良好なマイクロストリップアンテナ20が実現されている。   Further, since the field radiation edge line 21a of the radiation antenna element 21 and the field radiation edge line 23a of the stub 23 are arranged on the same straight line, the microstrip antenna 20 with better reflection characteristics is realized. Yes.

[その他の実施形態]
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
[Other Embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention. Needless to say.

上記第1実施形態及び第2実施形態では、図1及び図7に示した構成のマイクロストリップアンテナ1,20についてそれぞれ説明したが、これは本発明の実施の形態としての一例であって、矩形状の放射アンテナ素子の長辺側に給電ストリップ線路が接続されると共にその給電ストリップ線路にスタブが接続されたものである限り、種々の構成をとることができる。   In the first embodiment and the second embodiment, the microstrip antennas 1 and 20 having the configuration shown in FIGS. 1 and 7 have been described, respectively, but this is an example of the embodiment of the present invention, and rectangular. As long as the feeding strip line is connected to the long side of the shaped radiating antenna element and the stub is connected to the feeding strip line, various configurations can be adopted.

例えば、図14に示すようなマイクロストリップアンテナ30を構成してもよい。図14に示すマイクロストリップアンテナ30は、図1に示した第1実施形態のマイクロストリップアンテナ1と比較して明らかなように、給電ストリップ線路32に対して放射アンテナ素子31及びスタブ33がそれぞれ所定の角度(0度及び90度を除く)で傾斜するように接続されたものである。このような構成のマイクロストリップアンテナ30によっても、上記各実施形態のマイクロストリップアンテナ1,20と同等の効果を得ることができる。   For example, a microstrip antenna 30 as shown in FIG. 14 may be configured. As is apparent from the microstrip antenna 30 shown in FIG. 14 in comparison with the microstrip antenna 1 according to the first embodiment shown in FIG. Are connected so as to be inclined at an angle (except for 0 degree and 90 degrees). Even with the microstrip antenna 30 having such a configuration, the same effects as those of the microstrip antennas 1 and 20 of the above-described embodiments can be obtained.

第1実施形態のマイクロストリップアンテナの構成を表す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のX−X断面図である。It is a figure showing the structure of the microstrip antenna of 1st Embodiment, (a) is a top view, (b) is XX sectional drawing of (a). 第1実施形態の、主給電ストリップ線路にマイクロストリップアンテナが接続された構成を表す平面図である。It is a top view showing the structure by which the microstrip antenna was connected to the main electric power feeding strip line of 1st Embodiment. 第1実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、反射特性及び透過特性を示す図である。It is a figure which shows the reflective characteristic and the permeation | transmission characteristic in the microstrip antenna of 1st Embodiment. 第1実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、放射アンテナ素子の長さLeと反射特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the length Le of a radiation antenna element and reflection characteristics in the microstrip antenna of 1st Embodiment. 第1実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、スタブの長さLsと反射特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between stub length Ls and reflection characteristics in the microstrip antenna of 1st Embodiment. 第1実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、放射アンテナ素子とスタブの間隔Psと反射特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the space | interval Ps of a radiation antenna element and a stub, and reflection characteristics in the microstrip antenna of 1st Embodiment. 第2実施形態のマイクロストリップアンテナの構成(導体ストリップの部分のみ)を表す平面図である。It is a top view showing the structure (only the part of a conductor strip) of the microstrip antenna of 2nd Embodiment. 第2実施形態の、主給電ストリップ線路にマイクロストリップアンテナが接続された構成を表す平面図である。It is a top view showing the structure by which the microstrip antenna was connected to the main electric power feeding strip line of 2nd Embodiment. 第2実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、反射特性及び透過特性を示す図である。It is a figure which shows the reflective characteristic and the permeation | transmission characteristic in the microstrip antenna of 2nd Embodiment. 第2実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、放射アンテナ素子の長さLeと反射特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the length Le of a radiation antenna element and reflection characteristics in the microstrip antenna of 2nd Embodiment. 第2実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、スタブの長さLsと反射特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between stub length Ls and reflection characteristics in the microstrip antenna of 2nd Embodiment. 第2実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、放射アンテナ素子とスタブの双方の電界放射エッジ線の相対関係と反射特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the relative relationship and reflection characteristic of the electric field radiation | emission edge line of both a radiation antenna element and a stub in the microstrip antenna of 2nd Embodiment. 第2実施形態のマイクロストリップアンテナにおける、放射アンテナ素子とスタブの双方の電界放射エッジ線の相対関係と透過特性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the relative relationship of the electric field radiation | emission edge line of both a radiation antenna element and a stub, and the transmission characteristic in the microstrip antenna of 2nd Embodiment. マイクロストリップアンテナの他の構成例を表す平面図である。It is a top view showing the other structural example of a microstrip antenna. 従来のマイクロストリップアンテナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional microstrip antenna.

符号の説明Explanation of symbols

1,20,30・・・マイクロストリップアンテナ、3・・・接地板、11,21,31・・・放射アンテナ素子、11a,21a・・・電界放射エッジ線、12,22,32・・・給電ストリップ線路、13,23,33・・・スタブ、13a,23a・・・電界放射エッジ線、14,24・・・給電点、15,25・・・中心点、16,26・・・主給電ストリップ線路 1, 20, 30 ... microstrip antenna, 3 ... ground plate, 11, 21, 31 ... radiation antenna element, 11a, 21a ... field radiation edge line, 12, 22, 32 ... Feed strip line, 13, 23, 33 ... stub, 13a, 23a ... Field emission edge line, 14, 24 ... Feed point, 15, 25 ... Center point, 16, 26 ... Main Feed strip line

Claims (6)

背面に導体の接地板が形成された誘電体基板と、その誘電体基板上に形成されたストリップ導体とを有するマイクロストリップアンテナであって、
前記ストリップ導体は、
線状に配設された給電ストリップ線路と、
矩形状に形成され、その長辺側に前記給電ストリップ線路の終端が接続されてなる放射アンテナ素子と、
前記給電ストリップ線路における所定の位置に接続されたスタブと、
を有することを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
A microstrip antenna having a dielectric substrate having a conductor ground plate formed on the back surface and a strip conductor formed on the dielectric substrate,
The strip conductor is
A feeding strip line arranged in a line;
A radiating antenna element formed in a rectangular shape and having the long side thereof connected to the end of the feeding strip line;
A stub connected to a predetermined position in the feed stripline;
A microstrip antenna comprising:
請求項1記載のマイクロストリップアンテナであって、
前記放射アンテナ素子の長辺側における、該長辺の中心から両端の間であって該中心及び該両端を除く所定の位置に、前記給電ストリップ線路が接続されている
ことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
The microstrip antenna according to claim 1,
The microstrip, wherein the feeding strip line is connected to a predetermined position on the long side of the radiating antenna element between the both ends of the long side and excluding the center and both ends. antenna.
請求項1又は2記載のマイクロストリップアンテナであって、
前記スタブは、該スタブに流れる電流によって生じる該スタブからの放射電界の方向が前記放射アンテナ素子からの放射電界の方向と同じ方向になるよう、前記給電ストリップ線路に接続されている
ことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
The microstrip antenna according to claim 1 or 2,
The stub is connected to the feed strip line so that a direction of a radiated electric field from the stub generated by a current flowing through the stub is the same as a direction of a radiated electric field from the radiating antenna element. A microstrip antenna.
請求項3記載のマイクロストリップアンテナであって、
前記放射アンテナ素子と前記スタブは、互いにその長手方向が平行となるように配設されている
ことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
The microstrip antenna according to claim 3,
The radiation antenna element and the stub are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other.
請求項3記載のマイクロストリップアンテナであって、
前記放射アンテナ素子の電界放射エッジ線と前記スタブの電界放射エッジ線とが同一直線上に存在するように構成されている
ことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
The microstrip antenna according to claim 3,
The field emission edge line of the said radiation antenna element and the field emission edge line of the said stub are comprised so that it may exist on the same straight line. The microstrip antenna characterized by the above-mentioned.
請求項1〜5いずれかに記載のマイクロストリップアンテナであって、
前記ストリップ導体は、前記給電ストリップ線路とは別に、線状に配設された主給電ストリップ線路を有し、
前記給電ストリップ線路は、前記主給電ストリップ線路の側辺から突設されている
ことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
The microstrip antenna according to any one of claims 1 to 5,
The strip conductor has a main feeding strip line arranged in a line, separately from the feeding strip line,
The microstrip antenna, wherein the feed stripline is projected from a side of the main feed stripline.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361166A (en) * 2011-09-18 2012-02-22 西北工业大学 Reconfigurable antenna adopting reed pipe
JP2013219547A (en) * 2012-04-09 2013-10-24 Nippon Pillar Packing Co Ltd Antenna
JP2015065533A (en) * 2013-09-24 2015-04-09 峰光電子株式会社 Reading sensor and management system

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