JP2021136624A - アンテナ素子及びアレイアンテナ - Google Patents
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Abstract
Description
第1面を有する誘電体層と、
前記誘電体層の前記第1面に位置する膜状の放射導体と、
を備え、
前記誘電体層は、前記第1面に開口した凹部を有し、
前記第1面に垂直な方向から透視したとき、前記凹部の開口が、前記放射導体に重ならず、前記誘電体層の縁に沿った部分を含む。
上記の複数のアンテナ素子を備える。
図1は、本開示の実施形態1に係るアンテナ素子を示す斜視図(A)とB−B線における断面図(B)である。図2は、図1のアンテナ素子の動作を説明する図である。
図2に示すように、アンテナ素子1の動作時には、放射導体21と接地導体23との間に電界が発生するが、特に放射導体21の縁端部おいて多くの電界Eが集中する。凹部15A、15Bは上記集中した電界Eが加わる部分に対して比誘電率を低下させるように作用する。図3のアンテナ素子1Aについても同様である。したがって、第1面11に垂直な方向から透視したときに放射導体21の縁端部と重ならず、放射導体21の中央部と重なる位置に凹部を有する構成と比較して、凹部15A、15Bが小さくても、アンテナ素子1の実効比誘電率を効率的に低下させることができる。そして、実効比誘電率の低下により、アンテナ素子1、1Aの広帯域化を実現できる。
図4は、アンテナ素子の変形例を示す斜視図(A)とB−B線における断面図(B)である。図5は、図4のアンテナ素子の動作を説明する図である。この変形例のアンテナ素子1Bは、誘電体基板10と、膜状の放射導体21及び第2放射導体21Aと、膜状の接地導体23と、給電導体22とを備える。
図6は、本開示の実施形態2に係るアンテナ素子を示す斜視図(A)とB−B線における断面図(B)及びC−C線における断面図(C)である。図7は、図6のアンテナ素子の動作を説明する図である。
図8は、実施形態1、実施形態2及び比較例のアンテナ素子の反射損失を示すグラフである。ここでは、正方形の放射導体を有する実施形態1、実施形態2及び比較例のアンテナ素子について、反射損失のシミュレーション結果を示す。
図9は、本開示の実施形態に係るアレイアンテナを示す斜視図(A)とB−B線における断面図(B)である。本実施形態のアレイアンテナ100は、複数のアンテナ素子1(又は1A、1B、1C)を備える。複数のアンテナ素子1はアレイ用の大型の誘電体基板110にマトリックス状など縦横に配列されてもよいし、どのように配列されていてもよい。アレイアンテナ100は、送信信号又は受信信号を入出力する集積回路200が接続される電極130と、電極130と各アンテナ素子1との間で信号を伝送する伝送路120とを有する。伝送路120は各アンテナ素子1(又は1A、1B、1C)の給電導体22でもある。アレイアンテナ100には、伝送路120の信号周波数を抽出するフィルタ回路が搭載されてもよい。なお、図9のアレイアンテナ100は、1つの誘電体基板110に複数のアンテナ素子1が形成されることで、複数のアンテナ素子1が一体化された例であるが、アンテナアレイは、1つのアレイ基板に複数のアンテナ素子1(又は1A、1B、1C)が搭載されることで、複数のアンテナ素子1が一体化された構成としてもよい。さらに、上述のような複数のアレイアンテナが1つのアレイ基板に搭載されて、より多くのアンテナ素子を有するアレイアンテナが構成されてもよい。集積回路200が搭載される前の構成をアレイアンテナと呼び、集積回路200が搭載された構成をアンテナモジュールと呼んでもよい。
10 誘電体基板
10a 第1誘電体層
10b 第2誘電体層
10c 第3誘電体層
11、11a、11b、11c 第1面
12、12a、12b、12c 第2面
18 中空部
21、21B 放射導体
22 給電導体
23 接地導体
15A〜15D、15L、15M 凹部
211 貫通孔
100 アレイアンテナ
110 アレイ用の誘電体基板
120 伝送路
130 電極
Claims (6)
- 第1面を有する誘電体層と、
前記誘電体層の前記第1面に位置する膜状の放射導体と、
を備え、
前記誘電体層は、前記第1面に開口した凹部を有し、
前記第1面に垂直な方向から透視したとき、前記凹部の開口が、前記放射導体に重ならず、前記放射導体の縁に沿った部分を含む、
アンテナ素子。 - 前記凹部の開口が前記放射導体の一辺の全域に沿って位置する、
請求項1記載のアンテナ素子。 - 前記誘電体層は、前記放射導体の一辺に沿って位置し互いに離間した複数の前記凹部を有する、
請求項1記載のアンテナ素子。 - 前記放射導体は、複数の貫通孔を有する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ素子。 - 前記誘電体層は、前記複数の貫通孔に対応した複数の前記凹部を有する、
請求項4記載のアンテナ素子。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の複数のアンテナ素子を備えるアレイアンテナ。
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