JP2016063330A - Planar antenna element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層された２つのパッチを備えた平面アンテナ素子に関する。 The present invention relates to a planar antenna element having two stacked patches.
ＶＳＡＴ（Ｖｅｒｙ Ｓｍａｌｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ＳＮＧ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｎｅｗｓ Ｇａｔｈｅｒｉｎｇ）及びＥＳＶ（Ｅａｒｔｈ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｖｅｓｓｅｌｓ）などにおいて、送信及び受信の切替に応じて、垂直偏波及び水平偏波の切替を１個の素子で行なう、偏波共用の平面アンテナ素子の従来技術が知られている（特許文献１を参照。）。 In VSAT (Very Small Aperture Terminal), SNG (Satelite News Gathering), ESV (Earth Station on Board Vessels), etc., switching of vertical polarization and horizontal polarization is performed by one element according to switching of transmission and reception. The prior art of a planar antenna element for polarization sharing is known (see Patent Document 1).
従来技術の平面アンテナ素子の構成を示す平面図（通信方向から基板平面を眺めた図）を図１に示す。従来技術の平面アンテナ素子ＰＡ０は、上層パッチ（以下、「第一のパッチ」という。）ＵＰ０、下層パッチ（以下、「第二のパッチ」という。）ＬＰ０、第一の給電線ＵＦ０及び第二の給電線ＬＦ０から構成される。ここで、従来技術では、２枚のパッチの積層方向が、上下方向になっている。しかし、２枚のパッチの積層方向は、平面アンテナの用途や配置に応じて、特に限定されない。 FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a conventional planar antenna element (a view of the substrate plane viewed from the communication direction). The conventional planar antenna element PA0 includes an upper layer patch (hereinafter referred to as “first patch”) UP0, a lower layer patch (hereinafter referred to as “second patch”) LP0, a first feeder line UF0, and a second feeder line UF0. The feeder line LF0. Here, in the prior art, the stacking direction of the two patches is the vertical direction. However, the stacking direction of the two patches is not particularly limited depending on the use and arrangement of the planar antenna.
第一のパッチＵＰ０は、送信及び受信のいずれにも供される。第二のパッチＬＰ０も、送信及び受信のいずれにも供される。そして、第一の給電線ＵＦ０の給電方向と、第二の給電線ＬＦ０の給電方向と、は面内で互いに直交する。よって、第一のパッチＵＰ０の偏波方向と、第二のパッチＬＰ０の偏波方向と、は面内で互いに直交する。 The first patch UP0 is used for both transmission and reception. The second patch LP0 is also used for both transmission and reception. The feeding direction of the first feeding line UF0 and the feeding direction of the second feeding line LF0 are orthogonal to each other in the plane. Therefore, the polarization direction of the first patch UP0 and the polarization direction of the second patch LP0 are orthogonal to each other in the plane.
第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０の形状は、第一の給電線ＵＦ０及び第二の給電線ＬＦ０の給電方向に平行な方向に対角線を有する、互いに相似な正方形である。 The shapes of the first patch UP0 and the second patch LP0 are similar squares having diagonal lines in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF0 and the second feeding line LF0.
第一の給電線ＵＦ０の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ０のサイズＳＵＰ０，ＵＦ０は、第一のパッチＵＰ０の共振周波数を決定する。第二の給電線ＬＦ０の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ０のサイズＳＬＰ０，ＬＦ０は、第二のパッチＬＰ０の共振周波数を決定する。 The sizes SUP0 and UF0 of the first patch UP0 in the direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF0 determine the resonance frequency of the first patch UP0. The sizes S LP0 and LF0 of the second patch LP0 in the direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LF0 determine the resonance frequency of the second patch LP0.
第一のパッチＵＰ０は、第一のパッチＵＰ０の共振周波数の近傍の帯域では、送信及び受信のいずれにも供され、第二のパッチＬＰ０の共振周波数の近傍の帯域では、八木アンテナでいう導波器として機能する。第二のパッチＬＰ０は、第二のパッチＬＰ０の共振周波数の近傍の帯域では、送信及び受信のいずれにも供され、第一のパッチＵＰ０の共振周波数の近傍の帯域では、八木アンテナでいう反射器として機能する。 The first patch UP0 is used for both transmission and reception in the band near the resonance frequency of the first patch UP0, and in the band near the resonance frequency of the second patch LP0, the first patch UP0 is guided by the Yagi antenna. Functions as a waver. The second patch LP0 is used for both transmission and reception in the band in the vicinity of the resonance frequency of the second patch LP0, and is reflected by the Yagi antenna in the band in the vicinity of the resonance frequency of the first patch UP0. It functions as a vessel.
第二の給電線ＬＦ０の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ０のサイズＳＵＰ０，ＬＦ０は、第一の給電線ＵＦ０の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ０のサイズＳＵＰ０，ＵＦ０に等しい。第一の給電線ＵＦ０の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ０のサイズＳＬＰ０，ＵＦ０は、第二の給電線ＬＦ０の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ０のサイズＳＬＰ０，ＬＦ０に等しい。第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０の面積の差分を、砂地により示す。 The sizes S UP0 and LF0 of the first patch UP0 in the direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LF0 are the sizes S UP0 of the first patch UP0 in the direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF0. , UF0 . The size S LP0, UF0 of the second patch LP0 in the direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF0 is the size S LP0 of the second patch LP0 in the direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LF0. , LF0 . The difference in area between the first patch UP0 and the second patch LP0 is indicated by sand.
ここで、送信及び受信の帯域が互いに離れた場合（例えば、Ｋｕバンドの場合）には、共鳴周波数を決定するＳＵＰ０，ＵＦ０及びＳＬＰ０，ＬＦ０は、大きく異なっている。よって、第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０の形状が、互いに相似な正方形であっても、第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０の面積の差分は、十分に確保されている。 Here, if a band of the transmission and reception apart from each other (e.g., if the Ku band) is S UP0, UF0 and S LP0, LF0 to determine the resonance frequency is significantly different. Therefore, even if the shapes of the first patch UP0 and the second patch LP0 are similar to each other, the difference in area between the first patch UP0 and the second patch LP0 is sufficiently secured.
しかし、送信及び受信の帯域が互いに近づく場合（例えば、Ｘバンドの場合）には、共振周波数を決定するＳＵＰ０，ＵＦ０及びＳＬＰ０，ＬＦ０は、ほとんど同様である。よって、第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０の形状が、互いに相似な正方形であれば、第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０の面積の差分は、十分には確保されていない。 However, if a band of the transmission and reception approach each other (for example, in the case of X-band) are S UP0, UF0 and S LP0, LF0 to determine the resonant frequency is almost the same. Therefore, if the shapes of the first patch UP0 and the second patch LP0 are similar to each other, the difference in area between the first patch UP0 and the second patch LP0 is not sufficiently secured.
そこで、送信及び受信の帯域内において、リターンロスを十分には低減することができないという課題と、反射器及び導波器において、反射効率及び導波効率をそれぞれ向上することができないという課題と、を解決することができない。 Therefore, in the transmission and reception bands, the problem that the return loss cannot be sufficiently reduced, and the problem that the reflection efficiency and the waveguide efficiency cannot be improved in the reflector and the waveguide, respectively, Can not be solved.
従来技術の平面アンテナ素子のサイズを示す平面図を図２（ａ）に示す。従来技術の平面アンテナ素子のリターンロスの周波数依存性を図２（ｂ）に示す。 FIG. 2A is a plan view showing the size of a conventional planar antenna element. FIG. 2B shows the frequency dependence of the return loss of the conventional planar antenna element.
ＳＵＰ０，ＵＦ０＝ＳＵＰ０，ＬＦ０＝１９．４４ｍｍであり、ＳＬＰ０，ＬＦ０＝ＳＬＰ０，ＵＦ０＝２３．９１ｍｍである。第一のパッチＵＰ０は、送信を行ない、第二のパッチＬＰ０は、受信を行なう。送信の帯域は、７．９ＧＨｚ〜８．４ＧＨｚであり、受信の帯域は、７．２５ＧＨｚ〜７．７５ＧＨｚであり、これらの帯域は、互いに近接している。 SUP0, UF0 = SUP0, LF0 = 19.44 mm, and SLP0, LF0 = SLP0, UF0 = 23.91 mm. The first patch UP0 performs transmission, and the second patch LP0 performs reception. The transmission band is 7.9 GHz to 8.4 GHz, the reception band is 7.25 GHz to 7.75 GHz, and these bands are close to each other.
送信の帯域内のリターンロスは、最悪の場合には、−１０ｄＢであり、受信の帯域内のリターンロスは、最悪の場合には、−１５ｄＢである。通信の帯域内のリターンロスは、−１３ｄＢ以下であることが望ましいところ、受信の帯域内のリターンロスは、この条件を若干満たすものの、送信の帯域内のリターンロスは、この条件を全く満たさない。 The return loss in the transmission band is -10 dB in the worst case, and the return loss in the reception band is -15 dB in the worst case. The return loss in the communication band is desirably -13 dB or less. The return loss in the reception band slightly satisfies this condition, but the return loss in the transmission band does not satisfy this condition at all. .
従来技術の平面アンテナ素子の空中への反射の効率を図３（ａ）に示す。従来技術の平面アンテナ素子の空中への導波の効率を図３（ｂ）に示す。図３（ａ）、（ｂ）は、図１、２の矢視Ａ−Ａ断面であり、第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０を示している一方で、第一の給電線ＵＦ０及び第二の給電線ＬＦ０を省略している。 FIG. 3A shows the efficiency of reflection of the conventional planar antenna element into the air. FIG. 3B shows the efficiency of waveguiding of the conventional planar antenna element into the air. FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views taken along the line AA in FIGS. 1 and 2 and show the first patch UP0 and the second patch LP0, while the first feeder UF0 and The second power supply line LF0 is omitted.
第一のパッチＵＰ０及び第一の給電線ＵＦ０は、第一のトリプレート線路ＵＴ０として配置される。第二のパッチＬＰ０及び第二の給電線ＬＦ０は、第二のトリプレート線路ＬＴ０として配置される。トリプレート線路は、ストリップ線路より、放射損を低減することができる。 The first patch UP0 and the first feeder line UF0 are arranged as a first triplate line UT0. The second patch LP0 and the second feeder line LF0 are arranged as a second triplate line LT0. A triplate line can reduce radiation loss more than a strip line.
しかし、空中への反射時には、第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０の面積の差分が、十分には確保されていないため、第一のパッチＵＰ０の端部から第二のパッチＬＰ０の端部へと放射された電波は、第二のパッチＬＰ０の端部から空中へとほとんど反射されることなく、第二のトリプレート線路ＬＴ０の平行平板モードのエネルギーとして散逸される。 However, at the time of reflection into the air, the difference in area between the first patch UP0 and the second patch LP0 is not sufficiently ensured, so that the end of the second patch LP0 from the end of the first patch UP0. The radio wave radiated to the part is dissipated as the energy of the parallel plate mode of the second triplate line LT0 with almost no reflection from the end of the second patch LP0 into the air.
そして、空中への導波時には、第一のパッチＵＰ０及び第二のパッチＬＰ０の面積の差分が、十分には確保されていないため、第二のパッチＬＰ０の端部から第一のパッチＵＰ０の端部へと放射された電波は、第一のパッチＵＰ０の端部から空中へとほとんど導波されることなく、第一のトリプレート線路ＵＴ０の平行平板モードのエネルギーとして散逸される。 At the time of wave guiding in the air, the difference in area between the first patch UP0 and the second patch LP0 is not sufficiently ensured, so the end of the first patch UP0 from the end of the second patch LP0. The radio wave radiated to the end portion is dissipated as the energy of the parallel plate mode of the first triplate line UT0 while being hardly guided to the air from the end portion of the first patch UP0.
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、通信帯域内のリターンロスを低減し、かつ反射効率と導波効率の少なくとも一方の向上を図ることを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to reduce a return loss in a communication band and improve at least one of reflection efficiency and waveguide efficiency.
上記目的を達成するために、本発明に係る平面アンテナ素子は、第一のパッチと、前記第一のパッチに積層され、かつ給電方向が前記第一のパッチの給電方向に面内で直交する第二のパッチと、を備え、前記第一のパッチの給電方向に平行な方向における前記第二のパッチのサイズは、前記第一のパッチの給電方向に平行な方向における前記第一のパッチのサイズより大きく、前記第一のパッチの給電方向に平行な方向における前記第二のパッチのサイズは、前記第二のパッチの給電方向に平行な方向における前記第二のパッチのサイズより大きいことによって構成される。 In order to achieve the above object, a planar antenna element according to the present invention is laminated on a first patch and the first patch, and the feeding direction is orthogonal to the feeding direction of the first patch in a plane. A size of the second patch in a direction parallel to the feeding direction of the first patch, and a size of the first patch in a direction parallel to the feeding direction of the first patch. The size of the second patch in the direction parallel to the feeding direction of the first patch is larger than the size of the second patch in the direction parallel to the feeding direction of the second patch. Composed.
この構成によれば、第一及び第二のパッチの共振周波数での入力インピーダンスが、従来技術と比較して小さくなり、第一及び第二のパッチの共振Ｑ値が、従来技術と比較して小さくなるため、第一及び第二のパッチの共振周波数の近傍の帯域でのリターンロスを、従来技術と比較して低減することができる。そして、第一及び第二のパッチの面積の差分が、従来技術と比較して大きくなるため、第二のパッチの反射効率及び第一のパッチの導波効率を、従来技術と比較して向上することができる。 According to this configuration, the input impedance at the resonance frequency of the first and second patches is smaller than that of the conventional technique, and the resonance Q value of the first and second patches is smaller than that of the conventional technique. Therefore, the return loss in the band near the resonance frequency of the first and second patches can be reduced as compared with the conventional technique. Since the difference between the areas of the first and second patches is larger than that of the conventional technology, the reflection efficiency of the second patch and the waveguide efficiency of the first patch are improved compared to the conventional technology. can do.
上記目的を達成するために、本発明に係る平面アンテナ素子は、第一のパッチと、前記第一のパッチに積層され、かつ給電方向が前記第一のパッチの給電方向に面内で直交する第二のパッチと、を備え、前記第二のパッチの給電方向に平行な方向における前記第一のパッチのサイズは、前記第二のパッチの給電方向に平行な方向における前記第二のパッチのサイズより小さく、前記第二のパッチの給電方向に平行な方向における前記第一のパッチのサイズは、前記第一のパッチの給電方向に平行な方向における前記第一のパッチのサイズより小さいことによって構成される。 In order to achieve the above object, a planar antenna element according to the present invention is laminated on a first patch and the first patch, and the feeding direction is orthogonal to the feeding direction of the first patch in a plane. A size of the first patch in a direction parallel to the feeding direction of the second patch, and a size of the second patch in a direction parallel to the feeding direction of the second patch. The size of the first patch in a direction parallel to the feeding direction of the second patch is smaller than the size of the first patch in a direction parallel to the feeding direction of the first patch. Composed.
この構成によれば、第一及び第二のパッチの共振周波数での入力インピーダンスが、従来技術と比較して小さくなり、第一及び第二のパッチの共振Ｑ値が、従来技術と比較して小さくなるため、第一及び第二のパッチの共振周波数の近傍の帯域でのリターンロスを、従来技術と比較して低減することができる。そして、第一及び第二のパッチの面積の差分が、従来技術と比較して大きくなるため、第二のパッチの反射効率及び第一のパッチの導波効率を、従来技術と比較して向上することができる。 According to this configuration, the input impedance at the resonance frequency of the first and second patches is smaller than that of the conventional technique, and the resonance Q value of the first and second patches is smaller than that of the conventional technique. Therefore, the return loss in the band near the resonance frequency of the first and second patches can be reduced as compared with the conventional technique. Since the difference between the areas of the first and second patches is larger than that of the conventional technology, the reflection efficiency of the second patch and the waveguide efficiency of the first patch are improved compared to the conventional technology. can do.
また、本発明に係る平面アンテナ素子は、前記第一のパッチの形状は、２個の頂点を結ぶ方向に対称軸を有する偶数角形であり、前記第一のパッチの給電方向は、前記第一のパッチの前記対称軸に平行な方向であり、前記第二のパッチの形状は、２個の頂点を結ぶ方向に対称軸を有する偶数角形であり、前記第二のパッチの給電方向は、前記第二のパッチの前記対称軸に平行な方向であることによって構成される。 Further, in the planar antenna element according to the present invention, the shape of the first patch is an even square having an axis of symmetry in a direction connecting two vertices, and the feeding direction of the first patch is the first feeding direction. In the direction parallel to the symmetry axis of the patch of the second patch, the shape of the second patch is an even angle having a symmetry axis in the direction connecting two vertices, and the feeding direction of the second patch is The second patch is configured in a direction parallel to the symmetry axis.
（１）第一及び第二のパッチの形状が、「２辺の中点」を結ぶ方向に対称軸を有する偶数角形であり、第一及び第二のパッチの給電方向が、第一及び第二のパッチの上記対称軸に平行な方向である、「比較例」の平面アンテナ素子と、（２）第一及び第二のパッチの形状が、「２個の頂点」を結ぶ方向に対称軸を有する偶数角形であり、第一及び第二のパッチの給電方向が、第一及び第二のパッチの上記対称軸に平行な方向である、「本発明」の平面アンテナ素子と、を比較して説明する。 (1) The shape of the first and second patches is an even angle having an axis of symmetry in the direction connecting the “midpoints of two sides”, and the feeding direction of the first and second patches is the first and second The plane antenna element of the “comparative example” that is parallel to the symmetry axis of the two patches, and (2) the shape of the first and second patches is the symmetry axis in the direction connecting the “two vertices” And the planar antenna element of the present invention in which the feeding direction of the first and second patches is a direction parallel to the symmetry axis of the first and second patches. I will explain.
（１）の比較例の平面アンテナ素子を、基板平面に格子状に最密充填する場合には、給電方向又は偏波方向は、最密充填の配置方向と比較して、ほとんど直交するか又はほとんど平行するため、偏波面におけるサイドローブレベルが高くなる。 When the planar antenna element of the comparative example of (1) is closest packed in a lattice pattern on the substrate plane, the feeding direction or the polarization direction is almost orthogonal to the arrangement direction of the closest packing, or Since it is almost parallel, the side lobe level in the plane of polarization becomes high.
（２）の本発明の平面アンテナ素子を、基板平面に格子状に最密充填する場合には、給電方向又は偏波方向は、最密充填の配置方向と比較して、直交からずれるか又は平行からずれるため、偏波面におけるサイドローブレベルが低くなる。 When the planar antenna element according to the present invention of (2) is closely packed in a lattice pattern on the substrate plane, the feeding direction or the polarization direction is deviated from orthogonal as compared with the arrangement direction of the closest packing or Since it deviates from parallel, the side lobe level in the plane of polarization becomes low.
本発明が適用された無線伝送系では、第一のパッチと第二のパッチの共振周波数の差が小さい場合であっても、構成の変更およびコストの増加が大幅に生じることなく、所望の無線伝送路が柔軟に形成され、かつランニングコストの削減が図られる。 In the wireless transmission system to which the present invention is applied, even if the difference between the resonance frequencies of the first patch and the second patch is small, the configuration change and the cost increase do not occur significantly, and the desired wireless communication can be performed. The transmission path can be formed flexibly and the running cost can be reduced.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
（第１の実施形態）
第１の実施形態の平面アンテナ素子の構成を示す平面図（通信方向から基板平面を眺めた図）を図４に示す。第１の実施形態の平面アンテナ素子ＰＡ１は、第一のパッチＵＰ１、第二のパッチＬＰ１、第一の給電線ＵＦ１及び第二の給電線ＬＦ１から構成される。ここで、第１の実施形態では、２枚のパッチの積層方向が、上下方向になっている。しかし、２枚のパッチの積層方向は、平面アンテナの用途や配置に応じて、特に限定されない。
(First embodiment)
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of the planar antenna element of the first embodiment (a view of the substrate plane viewed from the communication direction). The planar antenna element PA1 of the first embodiment includes a first patch UP1, a second patch LP1, a first feed line UF1, and a second feed line LF1. Here, in the first embodiment, the stacking direction of the two patches is the vertical direction. However, the stacking direction of the two patches is not particularly limited depending on the use and arrangement of the planar antenna.
第一のパッチＵＰ１は、送信及び受信のいずれにも供される。第二のパッチＬＰ１も、送信及び受信のいずれにも供される。そして、第一の給電線ＵＦ１の給電方向と、第二の給電線ＬＦ１の給電方向と、は面内で互いに直交する。よって、第一のパッチＵＰ１の偏波方向と、第二のパッチＬＰ１の偏波方向と、は面内で互いに直交する。 The first patch UP1 is used for both transmission and reception. The second patch LP1 is also used for both transmission and reception. The feeding direction of the first feeding line UF1 and the feeding direction of the second feeding line LF1 are orthogonal to each other in the plane. Therefore, the polarization direction of the first patch UP1 and the polarization direction of the second patch LP1 are orthogonal to each other in the plane.
第一のパッチＵＰ１は、第一の給電線ＵＦ１及び第二の給電線ＬＦ１の給電方向に平行な方向に対角線を有する、正方形である。第二のパッチＬＰ１は、第一の給電線ＵＦ１及び第二の給電線ＬＦ１の給電方向に平行な方向に対角線を有する、菱形である。 The first patch UP1 is a square having a diagonal line in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF1 and the second feeding line LF1. The second patch LP1 is a rhombus having a diagonal line in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF1 and the second feeding line LF1.
第一の給電線ＵＦ１の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ１のサイズＳＵＰ１，ＵＦ１は、第一のパッチＵＰ１の共振周波数を決定する。第二の給電線ＬＦ１の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ１のサイズＳＬＰ１，ＬＦ１は、第二のパッチＬＰ１の共振周波数を決定する。 The sizes S UP1 and UF1 of the first patch UP1 in the direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF1 determine the resonance frequency of the first patch UP1. The sizes S LP1 and LF1 of the second patch LP1 in the direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LF1 determine the resonance frequency of the second patch LP1.
第一のパッチＵＰ１は、第一のパッチＵＰ１の共振周波数の近傍の帯域では、送信及び受信のいずれにも供され、第二のパッチＬＰ１の共振周波数の近傍の帯域では、八木アンテナでいう導波器として機能する。第二のパッチＬＰ１は、第二のパッチＬＰ１の共振周波数の近傍の帯域では、送信及び受信のいずれにも供され、第一のパッチＵＰ１の共振周波数の近傍の帯域では、八木アンテナでいう反射器として機能する。 The first patch UP1 is used for both transmission and reception in the band near the resonance frequency of the first patch UP1, and in the band near the resonance frequency of the second patch LP1, it is guided by a Yagi antenna. Functions as a waver. The second patch LP1 is used for both transmission and reception in the band in the vicinity of the resonance frequency of the second patch LP1, and in the band in the vicinity of the resonance frequency of the first patch UP1, the reflection referred to by the Yagi antenna. It functions as a vessel.
第二の給電線ＬＦ１の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ１のサイズＳＵＰ１，ＬＦ１は、第一の給電線ＵＦ１の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ１のサイズＳＵＰ１，ＵＦ１に等しい。第一の給電線ＵＦ１の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ１のサイズＳＬＰ１，ＵＦ１は、第二の給電線ＬＦ１の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ１のサイズＳＬＰ１，ＬＦ１より大きい。第一のパッチＵＰ１及び第二のパッチＬＰ１の面積の差分を、砂地により示す。 Second size S of the first patch UP1 in a direction parallel to the feed direction of the feed line LF1 UP1, LF1, size S UP1 of the first patch UP1 in the direction parallel to the feeding direction of the first feed line UF1 , UF1 . A first size S of the second patch LP1 in a direction parallel to the feed direction of the feed line UF1 LP1, UF1, the size S of the second second patch LP1 in a direction parallel to the feed direction of the feed line LF1 LP1 , Greater than LF1 . The difference in area between the first patch UP1 and the second patch LP1 is indicated by sand.
ここで、送信及び受信の帯域が互いに近づく場合（例えば、Ｘバンドの場合）には、共振周波数を決定するＳＵＰ１，ＵＦ１及びＳＬＰ１，ＬＦ１は、ほとんど同様である。しかし、第一のパッチＵＰ１及び第二のパッチＬＰ１の形状が、互いに非相似な正方形及び菱形であるため、第一のパッチＵＰ１及び第二のパッチＬＰ１の面積の差分は、十分に確保されている。 Here, when the transmission and reception bands approach each other (for example, in the case of the X band), SUP1, UF1 and SLP1, LF1 that determine the resonance frequency are almost the same. However, since the shapes of the first patch UP1 and the second patch LP1 are non-similar squares and rhombuses, the difference in area between the first patch UP1 and the second patch LP1 is sufficiently secured. Yes.
そこで、送信及び受信の帯域内において、リターンロスを十分には低減することができないという課題と、反射器及び導波器において、反射効率及び導波効率をそれぞれ向上することができないという課題と、を解決することができる。 Therefore, in the transmission and reception bands, the problem that the return loss cannot be sufficiently reduced, and the problem that the reflection efficiency and the waveguide efficiency cannot be improved in the reflector and the waveguide, respectively, Can be solved.
第１の実施形態の平面アンテナ素子のサイズを示す平面図を図５（ａ）に示す。第１の実施形態の平面アンテナ素子のリターンロスの周波数依存性を図５（ｂ）に示す。 FIG. 5A shows a plan view showing the size of the planar antenna element of the first embodiment. FIG. 5B shows the frequency dependence of the return loss of the planar antenna element according to the first embodiment.
ＳＵＰ１，ＵＦ１＝ＳＵＰ１，ＬＦ１＝１９．４４ｍｍであり、ＳＬＰ１，ＬＦ１＝２３．９１ｍｍであり、ＳＬＰ１，ＵＦ１＝２８．９９ｍｍである。第一のパッチＵＰ１は、送信を行ない、第二のパッチＬＰ１は、受信を行なう。送信の帯域は、７．９ＧＨｚ〜８．４ＧＨｚであり、受信の帯域は、７．２５ＧＨｚ〜７．７５ＧＨｚであり、これらの帯域は、互いに近接している。 A S UP1, UF1 = S UP1, LF1 = 19.44mm, is an S LP1, LF1 = 23.91mm, a S LP1, UF1 = 28.99mm. The first patch UP1 performs transmission, and the second patch LP1 performs reception. The transmission band is 7.9 GHz to 8.4 GHz, the reception band is 7.25 GHz to 7.75 GHz, and these bands are close to each other.
送信の帯域内のリターンロスは、最悪の場合でも、−１３．７ｄＢであり、受信の帯域内のリターンロスは、最悪の場合でも、−１９ｄＢである。通信の帯域内のリターンロスは、−１３ｄＢ以下であることが望ましいところ、受信の帯域内のリターンロスは、この条件を十分満たすうえに、送信の帯域内のリターンロスも、この条件を十分満たしている。 The return loss in the transmission band is -13.7 dB even in the worst case, and the return loss in the reception band is -19 dB in the worst case. The return loss within the communication band is desirably -13 dB or less. The return loss within the reception band sufficiently satisfies this condition, and the return loss within the transmission band also sufficiently satisfies this condition. ing.
まず、送信の帯域内のリターンロスを、従来技術と比較して低減することができる理由を説明する。平面アンテナ素子ＰＡ１をアレイアンテナと考えると、第一のパッチＵＰ１の共振周波数での入力インピーダンスＺＵは、第一のパッチＵＰ１の自己インピーダンスＺＵＵ、第二のパッチＬＰ１の自己インピーダンスＺＬＬ、並びに、第一のパッチＵＰ１及び第二のパッチＬＰ１の相互インピーダンスＺＵＬを用いて、ＺＵ＝ＺＵＵ−ＺＵＬ ２／ＺＬＬと表わされる。 First, the reason why the return loss in the transmission band can be reduced as compared with the prior art will be described. Considering the planar antenna element PA1 as an array antenna, the input impedance Z U at the resonance frequency of the first patch UP1 is the self-impedance Z UU of the first patch UP1, the self-impedance Z LL of the second patch LP1, and , by using the mutual impedance Z UL of the first patch UP1 and a second patch LP1, represented as Z U = Z UU -Z UL 2 / Z LL.
ここで、ＳＬＰ１，ＵＦ１＞ＳＬＰ１，ＬＦ１であるため、第二のパッチＬＰ１の自己インピーダンスＺＬＬが小さくなる。そのため、第一のパッチＵＰ１の共振周波数での入力インピーダンスＺＵが、従来技術と比較して小さくなり、第一のパッチＵＰ１の共振Ｑ値が、従来技術と比較して小さくなるため、第一のパッチＵＰ１の共振周波数の近傍の帯域でのリターンロスを、従来技術と比較して低減することができる。 Here, since S LP1, UF1 > S LP1, LF1 , the self-impedance Z LL of the second patch LP1 becomes small. Therefore, the input impedance Z U at the resonance frequency of the first patch UP1 becomes smaller as compared to the prior art, the resonance Q value of the first patch UP1 is smaller as compared to the prior art, the first The return loss in the band near the resonance frequency of the patch UP1 can be reduced as compared with the prior art.
次に、受信の帯域内のリターンロスを、従来技術と比較して低減することができる理由を説明する。平面アンテナ素子ＰＡ１をアレイアンテナと考えると、第二のパッチＬＰ１の共振周波数での入力インピーダンスＺＬは、第二のパッチＬＰ１の自己インピーダンスＺＬＬ、第一のパッチＵＰ１の自己インピーダンスＺＵＵ、並びに、第二のパッチＬＰ１及び第一のパッチＵＰ１の相互インピーダンスＺＬＵを用いて、ＺＬ＝ＺＬＬ−ＺＬＵ ２／ＺＵＵと表わされる。 Next, the reason why the return loss in the reception band can be reduced as compared with the prior art will be described. Considering the planar antenna element PA1 as an array antenna, the input impedance Z L at the resonance frequency of the second patch LP1 is the self-impedance Z LL of the second patch LP1, the self-impedance Z UU of the first patch UP1, and Using the mutual impedance Z LU of the second patch LP1 and the first patch UP1, Z L = Z LL −Z LU 2 / Z UU is expressed.
ここで、ＳＬＰ１，ＵＦ１＞ＳＬＰ１，ＬＦ１であるため、第二のパッチＬＰ１の自己インピーダンスＺＬＬが小さくなる。そのため、第二のパッチＬＰ１の共振周波数での入力インピーダンスＺＬが、従来技術と比較して小さくなり、第二のパッチＬＰ１の共振Ｑ値が、従来技術と比較して小さくなるため、第二のパッチＬＰ１の共振周波数の近傍の帯域でのリターンロスを、従来技術と比較して低減することができる。 Here, since S LP1, UF1 > S LP1, LF1 , the self-impedance Z LL of the second patch LP1 becomes small. Therefore, the input impedance Z L at the resonance frequency of the second patch LP1 is smaller than that of the conventional technique, and the resonance Q value of the second patch LP1 is smaller than that of the conventional technique. The return loss in the band near the resonance frequency of the patch LP1 can be reduced as compared with the prior art.
第１の実施形態の平面アンテナ素子の空中への反射の効率を図６（ａ）に示す。第１の実施形態の平面アンテナ素子の空中への導波の効率を図６（ｂ）に示す。図６（ａ）、（ｂ）は、図４、５の矢視Ｂ−Ｂ断面であり、第一のパッチＵＰ１及び第二のパッチＬＰ１を示している一方で、第一の給電線ＵＦ１及び第二の給電線ＬＦ１を省略している。 FIG. 6A shows the efficiency of reflection of the planar antenna element of the first embodiment into the air. FIG. 6B shows the efficiency of wave guiding into the air of the planar antenna element of the first embodiment. FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views taken along the line B-B in FIGS. 4 and 5 and show the first patch UP1 and the second patch LP1, while the first feeder UF1 and The second power supply line LF1 is omitted.
第一のパッチＵＰ１及び第一の給電線ＵＦ１は、第一のトリプレート線路ＵＴ１として配置される。第二のパッチＬＰ１及び第二の給電線ＬＦ１は、第二のトリプレート線路ＬＴ１として配置される。トリプレート線路は、ストリップ線路より、放射損を低減することができる。 The first patch UP1 and the first feeder line UF1 are arranged as a first triplate line UT1. The second patch LP1 and the second feed line LF1 are arranged as a second triplate line LT1. A triplate line can reduce radiation loss more than a strip line.
そして、空中への反射時には、第一のパッチＵＰ１及び第二のパッチＬＰ１の面積の差分が、十分に確保されているため、第一のパッチＵＰ１の端部から第二のパッチＬＰ１の端部へと放射された電波は、第二のトリプレート線路ＬＴ１の平行平板モードのエネルギーとしてほとんど散逸されることなく、第二のパッチＬＰ１の端部から空中へと反射される。 At the time of reflection into the air, the difference in area between the first patch UP1 and the second patch LP1 is sufficiently secured, so that the end portion of the second patch LP1 from the end portion of the first patch UP1. The radio wave radiated to is reflected from the end of the second patch LP1 into the air with little dissipated as energy of the parallel plate mode of the second triplate line LT1.
さらに、空中への導波時には、第一のパッチＵＰ１及び第二のパッチＬＰ１の面積の差分が、十分に確保されているため、第二のパッチＬＰ１の端部から第一のパッチＵＰ１の端部へと放射された電波は、第一のトリプレート線路ＵＴ１の平行平板モードのエネルギーとしてほとんど散逸されることなく、第一のパッチＵＰ１の端部から空中へと導波される。 In addition, since the area difference between the first patch UP1 and the second patch LP1 is sufficiently secured when guiding to the air, the end of the first patch UP1 is extended from the end of the second patch LP1. The radio wave radiated to the part is guided to the air from the end of the first patch UP1 with little dissipated as the energy of the parallel plate mode of the first triplate line UT1.
（第２の実施形態）
第２の実施形態の平面アンテナ素子の構成を示す平面図（通信方向から基板平面を眺めた図）を図７に示す。第２の実施形態の平面アンテナ素子ＰＡ２は、第一のパッチＵＰ２、第二のパッチＬＰ２、第一の給電線ＵＦ２及び第二の給電線ＬＦ２から構成される。ここで、第２の実施形態では、２枚のパッチの積層方向が、上下方向になっている。しかし、２枚のパッチの積層方向は、平面アンテナの用途や配置に応じて、特に限定されない。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of the planar antenna element of the second embodiment (a view of the substrate plane viewed from the communication direction). The planar antenna element PA2 of the second embodiment includes a first patch UP2, a second patch LP2, a first feed line UF2, and a second feed line LF2. Here, in the second embodiment, the stacking direction of the two patches is the vertical direction. However, the stacking direction of the two patches is not particularly limited depending on the use and arrangement of the planar antenna.
第一のパッチＵＰ２は、第一の給電線ＵＦ２及び第二の給電線ＬＦ２の給電方向に平行な方向に対角線を有する、菱形である。第二のパッチＬＰ２は、第一の給電線ＵＦ２及び第二の給電線ＬＦ２の給電方向に平行な方向に対角線を有する、正方形である。 The first patch UP2 is a diamond having a diagonal line in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF2 and the second feeding line LF2. The second patch LP2 is a square having a diagonal line in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF2 and the second feeding line LF2.
第二の給電線ＬＦ２の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ２のサイズＳＵＰ２，ＬＦ２は、第一の給電線ＵＦ２の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ２のサイズＳＵＰ２，ＵＦ２より小さい。第一の給電線ＵＦ２の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ２のサイズＳＬＰ２，ＵＦ２は、第二の給電線ＬＦ２の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ２のサイズＳＬＰ２，ＬＦ２に等しい。第一のパッチＵＰ２及び第二のパッチＬＰ２の面積の差分を、砂地により示す。 The size S UP2 and LF2 of the first patch UP2 in the direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LF2 is the size S UP2 of the first patch UP2 in the direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF2. , Smaller than UF2 . A first size S of the second patch LP2 in the direction parallel to the feed direction of the feed line UF2 LP2, UF2, the size S of the second second patch LP2 in the direction parallel to the feed direction of the feed line LF2 LP2 , LF2 . The difference in area between the first patch UP2 and the second patch LP2 is indicated by sand.
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、送信及び受信の帯域内において、リターンロスを十分に低減することができるとともに、反射器及び導波器において、反射効率及び導波効率をそれぞれ向上することができる。 In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the return loss can be sufficiently reduced in the transmission and reception bands, and the reflection efficiency and the wave guide are reduced in the reflector and the waveguide. Each efficiency can be improved.
（第３の実施形態）
第３の実施形態の平面アンテナ素子の構成を示す平面図（通信方向から基板平面を眺めた図）を図８に示す。第３の実施形態の平面アンテナ素子ＰＡ３は、第一のパッチＵＰ３、第二のパッチＬＰ３、第一の給電線ＵＦ３及び第二の給電線ＬＦ３から構成される。ここで、第３の実施形態では、２枚のパッチの積層方向が、上下方向になっている。しかし、２枚のパッチの積層方向は、平面アンテナの用途や配置に応じて、特に限定されない。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a plan view showing a configuration of the planar antenna element of the third embodiment (a view of the substrate plane viewed from the communication direction). The planar antenna element PA3 of the third embodiment includes a first patch UP3, a second patch LP3, a first feed line UF3, and a second feed line LF3. Here, in the third embodiment, the stacking direction of the two patches is the vertical direction. However, the stacking direction of the two patches is not particularly limited depending on the use and arrangement of the planar antenna.
第一のパッチＵＰ３は、第一の給電線ＵＦ３及び第二の給電線ＬＦ３の給電方向に平行な方向に対角線を有する、菱形である。第二のパッチＬＰ３は、第一の給電線ＵＦ３及び第二の給電線ＬＦ３の給電方向に平行な方向に対角線を有する、菱形である。 The first patch UP3 is a diamond having a diagonal line in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF3 and the second feeding line LF3. The second patch LP3 is a diamond having a diagonal line in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF3 and the second feeding line LF3.
第二の給電線ＬＦ３の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ３のサイズＳＵＰ３，ＬＦ３は、第一の給電線ＵＦ３の給電方向に平行な方向における第一のパッチＵＰ３のサイズＳＵＰ３，ＵＦ３より小さい。第一の給電線ＵＦ３の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ３のサイズＳＬＰ３，ＵＦ３は、第二の給電線ＬＦ３の給電方向に平行な方向における第二のパッチＬＰ３のサイズＳＬＰ３，ＬＦ３より大きい。第一のパッチＵＰ３及び第二のパッチＬＰ３の面積の差分を、砂地により示す。 The size S UP3, LF3 of the first patch UP3 in the direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LF3 is the size S UP3 of the first patch UP3 in the direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UF3. , Smaller than UF3 . A first size S of the second patch LP3 in a direction parallel to the feed direction of the feed line UF3 LP3, UF3 the size S of the second second patch LP3 in a direction parallel to the feed direction of the feed line LF3 LP3 , Larger than LF3 . The difference in area between the first patch UP3 and the second patch LP3 is indicated by sand.
第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、送信及び受信の帯域内において、リターンロスを十分に低減することができるとともに、反射器及び導波器において、反射効率及び導波効率をそれぞれ向上することができる。 In the third embodiment, similarly to the first embodiment, the return loss can be sufficiently reduced in the transmission and reception bands, and the reflection efficiency and the wave guide are reduced in the reflector and the waveguide. Each efficiency can be improved.
（第４の実施形態）
第４の実施形態の平面アンテナ素子の構成を示す平面図（通信方向から基板平面を眺めた図）を図９に示す。第４の実施形態の平面アンテナ素子ＰＡＰｎは、第一のパッチＵＰＰｎ、第二のパッチＬＰＰｎ、第一の給電線ＵＦＰｎ及び第二の給電線ＬＦＰｎから構成される。ここで、ｎ＝１、２、３であり、３種類の平面アンテナ素子ＰＡＰｎを説明する。そして、第４の実施形態では、２枚のパッチの積層方向が、上下方向になっている。しかし、２枚のパッチの積層方向は、平面アンテナの用途や配置に応じて、特に限定されない。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of the planar antenna element of the fourth embodiment (a view of the substrate plane viewed from the communication direction). The planar antenna element PAPn of the fourth embodiment includes a first patch UPPn, a second patch LPPn, a first feed line UFPn, and a second feed line LFPn. Here, n = 1, 2, 3 and three types of planar antenna elements PAPn will be described. In the fourth embodiment, the stacking direction of the two patches is the vertical direction. However, the stacking direction of the two patches is not particularly limited depending on the use and arrangement of the planar antenna.
まず、平面アンテナ素子ＰＡＰ１を説明する。第一のパッチＵＰＰ１は、第一の給電線ＵＦＰ１及び第二の給電線ＬＦＰ１の給電方向に平行な方向に対角対称軸を有する正八角形であり、従来技術と同様である。第二のパッチＬＰＰ１は、第一の給電線ＵＦＰ１及び第二の給電線ＬＦＰ１の給電方向に平行な方向に対角対称軸を有する、第一の給電線ＵＦＰ１の給電方向に平行な方向に伸ばされた八角形であり、従来技術と異なっている。 First, the planar antenna element PAP1 will be described. The first patch UPP1 is a regular octagon having a diagonal symmetry axis in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFP1 and the second feeding line LFP1, and is the same as in the prior art. The second patch LPP1 extends in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFP1 and has a diagonal symmetry axis in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFP1 and the second feeding line LFP1. The octagon is different from the prior art.
次に、平面アンテナ素子ＰＡＰ２を説明する。第一のパッチＵＰＰ２は、第一の給電線ＵＦＰ２及び第二の給電線ＬＦＰ２の給電方向に平行な方向に対角対称軸を有する、第二の給電線ＬＦＰ２の給電方向に平行な方向に縮められた八角形であり、従来技術と異なっている。第二のパッチＬＰＰ２は、第一の給電線ＵＦＰ２及び第二の給電線ＬＦＰ２の給電方向に平行な方向に対角対称軸を有する正八角形であり、従来技術と同様である。 Next, the planar antenna element PAP2 will be described. The first patch UPP2 is contracted in a direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LFP2 and having a diagonal symmetry axis in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFP2 and the second feeding line LFP2. The octagon is different from the prior art. The second patch LPP2 is a regular octagon having a diagonal symmetry axis in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFP2 and the second feeding line LFP2, and is the same as in the prior art.
次に、平面アンテナ素子ＰＡＰ３を説明する。第一のパッチＵＰＰ３は、第一の給電線ＵＦＰ３及び第二の給電線ＬＦＰ３の給電方向に平行な方向に対角対称軸を有する、第二の給電線ＬＦＰ３の給電方向に平行な方向に縮められた八角形であり、従来技術と異なっている。第二のパッチＬＰＰ３は、第一の給電線ＵＦＰ３及び第二の給電線ＬＦＰ３の給電方向に平行な方向に対角対称軸を有する、第一の給電線ＵＦＰ３の給電方向に平行な方向に伸ばされた八角形であり、従来技術と異なっている。 Next, the planar antenna element PAP3 will be described. The first patch UPP3 is contracted in a direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LFP3 having a diagonal symmetry axis in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFP3 and the second feeding line LFP3. The octagon is different from the prior art. The second patch LPP3 extends in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFP3 and has a diagonal symmetry axis in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFP3 and the second feeding line LFP3. The octagon is different from the prior art.
第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、送信及び受信の帯域内において、リターンロスを十分に低減することができるとともに、反射器及び導波器において、反射効率及び導波効率をそれぞれ向上することができる。 In the fourth embodiment, similarly to the first embodiment, the return loss can be sufficiently reduced in the transmission and reception bands, and the reflection efficiency and the wave guide are reduced in the reflector and the director. Each efficiency can be improved.
（第５の実施形態）
第５の実施形態の平面アンテナ素子の構成を示す平面図（通信方向から基板平面を眺めた図）を図１０に示す。第５の実施形態の平面アンテナ素子ＰＡＣｎは、第一のパッチＵＰＣｎ、第二のパッチＬＰＣｎ、第一の給電線ＵＦＣｎ及び第二の給電線ＬＦＣｎから構成される。ここで、ｎ＝１、２、３であり、３種類の平面アンテナ素子ＰＡＣｎを説明する。そして、第５の実施形態では、２枚のパッチの積層方向が、上下方向になっている。しかし、２枚のパッチの積層方向は、平面アンテナの用途や配置に応じて、特に限定されない。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of the planar antenna element of the fifth embodiment (a view of the substrate plane viewed from the communication direction). The planar antenna element PACn according to the fifth embodiment includes a first patch UPCn, a second patch LPCn, a first feed line UFCn, and a second feed line LFCn. Here, n = 1, 2, and 3 and three types of planar antenna elements PACn will be described. In the fifth embodiment, the stacking direction of the two patches is the vertical direction. However, the stacking direction of the two patches is not particularly limited depending on the use and arrangement of the planar antenna.
まず、平面アンテナ素子ＰＡＣ１を説明する。第一のパッチＵＰＣ１は、第一の給電線ＵＦＣ１及び第二の給電線ＬＦＣ１の給電方向に平行な方向に対称軸を有する正円であり、従来技術と同様である。第二のパッチＬＰＣ１は、第一の給電線ＵＦＣ１及び第二の給電線ＬＦＣ１の給電方向に平行な方向に対称軸を有する、第一の給電線ＵＦＣ１の給電方向に平行な方向に伸ばされた楕円であり、従来技術と異なっている。 First, the planar antenna element PAC1 will be described. The first patch UPC1 is a perfect circle having a symmetry axis in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFC1 and the second feeding line LFC1, and is the same as that of the conventional technique. The second patch LPC1 is extended in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFC1, having an axis of symmetry in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFC1 and the second feeding line LFC1. It is an ellipse and is different from the prior art.
次に、平面アンテナ素子ＰＡＣ２を説明する。第一のパッチＵＰＣ２は、第一の給電線ＵＦＣ２及び第二の給電線ＬＦＣ２の給電方向に平行な方向に対称軸を有する、第二の給電線ＬＦＣ２の給電方向に平行な方向に縮められた楕円であり、従来技術と異なっている。第二のパッチＬＰＣ２は、第一の給電線ＵＦＣ２及び第二の給電線ＬＦＣ２の給電方向に平行な方向に対称軸を有する正円であり、従来技術と同様である。 Next, the planar antenna element PAC2 will be described. The first patch UPC2 is contracted in a direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LFC2, having an axis of symmetry in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFC2 and the second feeding line LFC2. It is an ellipse and is different from the prior art. The second patch LPC2 is a perfect circle having an axis of symmetry in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFC2 and the second feeding line LFC2, and is the same as that of the prior art.
次に、平面アンテナ素子ＰＡＣ３を説明する。第一のパッチＵＰＣ３は、第一の給電線ＵＦＣ３及び第二の給電線ＬＦＣ３の給電方向に平行な方向に対称軸を有する、第二の給電線ＬＦＣ３の給電方向に平行な方向に縮められた楕円であり、従来技術と異なっている。第二のパッチＬＰＣ３は、第一の給電線ＵＦＣ３及び第二の給電線ＬＦＣ３の給電方向に平行な方向に対称軸を有する、第一の給電線ＵＦＣ３の給電方向に平行な方向に伸ばされた楕円であり、従来技術と異なっている。 Next, the planar antenna element PAC3 will be described. The first patch UPC3 is contracted in a direction parallel to the feeding direction of the second feeding line LFC3, having an axis of symmetry in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFC3 and the second feeding line LFC3. It is an ellipse and is different from the prior art. The second patch LPC3 is extended in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFC3, having a symmetry axis in a direction parallel to the feeding direction of the first feeding line UFC3 and the second feeding line LFC3. It is an ellipse and is different from the prior art.
第５の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、送信及び受信の帯域内において、リターンロスを十分に低減することができるとともに、反射器及び導波器において、反射効率及び導波効率をそれぞれ向上することができる。 In the fifth embodiment, similarly to the first embodiment, the return loss can be sufficiently reduced in the transmission and reception bands, and the reflection efficiency and the wave guide are reduced in the reflector and the waveguide. Each efficiency can be improved.
（その他の変形例）
第１〜５の実施形態では、第一のパッチ及び第二のパッチの形状は、正方形、菱形、正八角形、八角形、正円又は楕円である。しかし、第一のパッチ及び第二のパッチの形状は、第一のパッチ及び第二のパッチが導波器及び反射器としてそれぞれ機能すれば、特に限定されない。ただし、第一のパッチ及び第二のパッチの形状は、第一のパッチ及び第二のパッチが導波器及び反射器としてそれぞれ機能する程度に、なるべく相似であることが望ましい。
(Other variations)
In the first to fifth embodiments, the shapes of the first patch and the second patch are a square, a rhombus, a regular octagon, an octagon, a perfect circle, or an ellipse. However, the shape of the first patch and the second patch is not particularly limited as long as the first patch and the second patch function as a director and a reflector, respectively. However, it is desirable that the shapes of the first patch and the second patch be as similar as possible to the extent that the first patch and the second patch function as a director and a reflector, respectively.
第１の実施形態では、第一のパッチ及び第二のパッチのサイズが、一例のみ例示されている。しかし、第一のパッチ及び第二のパッチのサイズは、第一のパッチ及び第二のパッチが導波器及び反射器としてそれぞれ機能すれば、特に限定されない。 In the first embodiment, the sizes of the first patch and the second patch are exemplified only. However, the sizes of the first patch and the second patch are not particularly limited as long as the first patch and the second patch function as a director and a reflector, respectively.
第１〜５の実施形態では、第一のパッチ及び第二のパッチの層間の距離及び誘電率が、例示されていない。しかし、第一のパッチ及び第二のパッチの層間の距離及び誘電率は、第一のパッチ及び第二のパッチが導波器及び反射器としてそれぞれ機能すれば、特に限定されない。 In the first to fifth embodiments, the distance between the first patch and the second patch and the dielectric constant are not illustrated. However, the distance between the first patch and the second patch and the dielectric constant are not particularly limited as long as the first patch and the second patch function as a director and a reflector, respectively.
第１〜５の実施形態では、既述の作用効果を奏するならば、第一のパッチと第二のパッチの共振周波数の大小関係は、これらのパッチに導波器や反射器として機能するために設定されるサイズの大小関係と、必ずしも相関がなくてもよく、逆であってもよい。 In the first to fifth embodiments, if the above-described operational effects are obtained, the magnitude relationship between the resonance frequencies of the first patch and the second patch functions as a waveguide or a reflector for these patches. There is not necessarily a correlation with the size relationship of the size set in (1), and it may be reversed.
本発明の平面アンテナ素子は、背景技術で説明したＶＳＡＴ、ＳＮＧ及びＥＳＶなどにおいて、送信及び受信の切替に応じて、垂直偏波及び水平偏波の切替を１個の素子で行なう、偏波共用の平面アンテナ素子として、適用することができる。 The planar antenna element of the present invention is a polarization-sharing device that performs switching between vertical polarization and horizontal polarization according to switching between transmission and reception in VSAT, SNG, and ESV described in the background art. It can be applied as a flat antenna element.
ＰＡ０、ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３、ＰＡＰ０、ＰＡＰ１、ＰＡＰ２、ＰＡＰ３、ＰＡＣ０、ＰＡＣ１、ＰＡＣ２、ＰＡＣ３：平面アンテナ素子
ＵＰ０、ＵＰ１、ＵＰ２、ＵＰ３、ＵＰＰ０、ＵＰＰ１、ＵＰＰ２、ＵＰＰ３、ＵＰＣ０、ＵＰＣ１、ＵＰＣ２、ＵＰＣ３：第一のパッチ
ＬＰ０、ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰＰ０、ＬＰＰ１、ＬＰＰ２、ＬＰＰ３、ＬＰＣ０、ＬＰＣ１、ＬＰＣ２、ＬＰＣ３：第二のパッチ
ＵＦ０、ＵＦ１、ＵＦ２、ＵＦ３、ＵＦＰ０、ＵＦＰ１、ＵＦＰ２、ＵＦＰ３、ＵＦＣ０、ＵＦＣ１、ＵＦＣ２、ＵＦＣ３：第一の給電線
ＬＦ０、ＬＦ１、ＬＦ２、ＬＦ３、ＬＦＰ０、ＬＦＰ１、ＬＦＰ２、ＬＦＰ３、ＬＦＣ０、ＬＦＣ１、ＬＦＣ２、ＬＦＣ３：第二の給電線
ＵＴ０、ＵＴ１：第一のトリプレート線路
ＬＴ０、ＬＴ１：第二のトリプレート線路
PA0, PA1, PA2, PA3, PAP0, PAP1, PAP2, PAP3, PAC0, PAC1, PAC2, PAC3: Planar antenna elements UP0, UP1, UP2, UP3, UPP0, UPP1, UPP2, UPP3, UPC0, UPC1, UPC2, UPC3 : First patch LP0, LP1, LP2, LP3, LPP0, LPP1, LPP2, LPP3, LPC0, LPC1, LPC2, LPC3: Second patch UF0, UF1, UF2, UF3, UFP0, UFP1, UFP2, UFP3, UFC0 , UFC1, UFC2, UFC3: first feeders LF0, LF1, LF2, LF3, LFP0, LFP1, LFP2, LFP3, LFC0, LFC1, LFC2, LFC3: second feeders UT0, UT1: first triprate Line LT , LT1: second triplate line
Claims (3)
前記第一のパッチに積層され、かつ給電方向が前記第一のパッチの給電方向に面内で直交する第二のパッチと、を備え、
前記第一のパッチの給電方向に平行な方向における前記第二のパッチのサイズは、前記第一のパッチの給電方向に平行な方向における前記第一のパッチのサイズより大きく、
前記第一のパッチの給電方向に平行な方向における前記第二のパッチのサイズは、前記第二のパッチの給電方向に平行な方向における前記第二のパッチのサイズより大きい
ことを特徴とする平面アンテナ素子。 The first patch,
A second patch that is stacked on the first patch and whose feeding direction is orthogonal to the feeding direction of the first patch in a plane, and
The size of the second patch in the direction parallel to the feeding direction of the first patch is larger than the size of the first patch in the direction parallel to the feeding direction of the first patch,
The size of the second patch in a direction parallel to the feeding direction of the first patch is larger than the size of the second patch in a direction parallel to the feeding direction of the second patch. Antenna element.
前記第一のパッチに積層され、かつ給電方向が前記第一のパッチの給電方向に面内で直交する第二のパッチと、を備え、
前記第二のパッチの給電方向に平行な方向における前記第一のパッチのサイズは、前記第二のパッチの給電方向に平行な方向における前記第二のパッチのサイズより小さく、
前記第二のパッチの給電方向に平行な方向における前記第一のパッチのサイズは、前記第一のパッチの給電方向に平行な方向における前記第一のパッチのサイズより小さい
ことを特徴とする平面アンテナ素子。 The first patch,
A second patch that is stacked on the first patch and whose feeding direction is orthogonal to the feeding direction of the first patch in a plane, and
The size of the first patch in the direction parallel to the feeding direction of the second patch is smaller than the size of the second patch in the direction parallel to the feeding direction of the second patch,
The plane in which the size of the first patch in the direction parallel to the feeding direction of the second patch is smaller than the size of the first patch in the direction parallel to the feeding direction of the first patch. Antenna element.
前記第一のパッチの給電方向は、前記第一のパッチの前記対称軸に平行な方向であり、
前記第二のパッチの形状は、２個の頂点を結ぶ方向に対称軸を有する偶数角形であり、
前記第二のパッチの給電方向は、前記第二のパッチの前記対称軸に平行な方向である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の平面アンテナ素子。 The shape of the first patch is an even polygon having an axis of symmetry in a direction connecting two vertices,
The feeding direction of the first patch is a direction parallel to the symmetry axis of the first patch,
The shape of the second patch is an even polygon having an axis of symmetry in a direction connecting two vertices,
The planar antenna element according to claim 1, wherein a feeding direction of the second patch is a direction parallel to the symmetry axis of the second patch.
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Patent Citations (3)
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| JPH1084221A (en) * | 1996-09-10 | 1998-03-31 | Hitachi Chem Co Ltd | Polalization shared plane antenna |
| JP2002299949A (en) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Hitachi Chem Co Ltd | Planar array antenna |
| JP2003338709A (en) * | 2002-03-11 | 2003-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna device |
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