JP2565108B2 - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JP2565108B2 JP2565108B2 JP5238445A JP23844593A JP2565108B2 JP 2565108 B2 JP2565108 B2 JP 2565108B2 JP 5238445 A JP5238445 A JP 5238445A JP 23844593 A JP23844593 A JP 23844593A JP 2565108 B2 JP2565108 B2 JP 2565108B2
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- Japan
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- conductor plate
- planar antenna
- patch
- shape
- wavelength
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- Waveguide Aerials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射導体板と、該放射
導体板へ高周波電力を給電するための給電手段とを有す
る平面アンテナに関する。
導体板へ高周波電力を給電するための給電手段とを有す
る平面アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２２は、従来のこの種の平面アンテナ
の一例を示す斜視図である。図２２において、この平面
アンテナは、板状を呈する誘電体６と誘電体６の下面に
形成されたマイクロストリップライン７と誘電体６の上
面に形成されたスロット５を備えた地導体板４（グラン
ド板４）とからなる給電手段と、グランド板４上に配置
された円形を呈する放射導体板２１（パッチ２１）とを
有している。パッチ２１の周縁部には、その直径方向に
対向する２つの切欠部が形成されている。
の一例を示す斜視図である。図２２において、この平面
アンテナは、板状を呈する誘電体６と誘電体６の下面に
形成されたマイクロストリップライン７と誘電体６の上
面に形成されたスロット５を備えた地導体板４（グラン
ド板４）とからなる給電手段と、グランド板４上に配置
された円形を呈する放射導体板２１（パッチ２１）とを
有している。パッチ２１の周縁部には、その直径方向に
対向する２つの切欠部が形成されている。
【０００３】以上のように構成された平面アンテナは、
給電手段にマイクロ波信号を入力し、スロット５を介し
てパッチ２１を励振することで円偏波を放射する。
給電手段にマイクロ波信号を入力し、スロット５を介し
てパッチ２１を励振することで円偏波を放射する。
【０００４】放射導体板に切欠部を備えた平面アンテナ
は、上記平面アンテナのほかにも、特開平３−１４５３
０５号公報に示されている。
は、上記平面アンテナのほかにも、特開平３−１４５３
０５号公報に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記平面アン
テナも含め、従来の円偏波を発生する平面アンテナは、
軸比の低い（楕円偏波率の良好な）周波数帯域が狭いと
いう問題点がある。
テナも含め、従来の円偏波を発生する平面アンテナは、
軸比の低い（楕円偏波率の良好な）周波数帯域が狭いと
いう問題点がある。
【０００６】また、整合のとれる周波数帯域も狭いとい
う問題点がある。
う問題点がある。
【０００７】本発明の課題は、軸比の低い周波数帯域が
広い平面アンテナを提供することである。
広い平面アンテナを提供することである。
【０００８】本発明の他の課題は、整合の良好な周波数
帯域が広い平面アンテナを提供することである。
帯域が広い平面アンテナを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、地導体
板を備えた給電手段と、前記地導体板上に誘電体を介し
て配置され、前記給電手段より高周波電力が給電される
放射導体板とを有する平面アンテナにおいて、前記放射
導体板として、その周縁に沿って前記誘電体の比誘電率
に応じた伝搬波長の０．４波長以上の長さに延びる外周
導体板を備えたものを少くとも１層有することを特徴と
する平面アンテナが得られる。
板を備えた給電手段と、前記地導体板上に誘電体を介し
て配置され、前記給電手段より高周波電力が給電される
放射導体板とを有する平面アンテナにおいて、前記放射
導体板として、その周縁に沿って前記誘電体の比誘電率
に応じた伝搬波長の０．４波長以上の長さに延びる外周
導体板を備えたものを少くとも１層有することを特徴と
する平面アンテナが得られる。
【００１０】また、前記放射導体板が、円形、長円形お
よび方形のうちのいずれかの形状を呈してもよい。
よび方形のうちのいずれかの形状を呈してもよい。
【００１１】さらに、前記放射導体板が、その周縁の互
いに反対位置から同じ周方向に延びるように前記外周導
体板を２つ備えてもよい。
いに反対位置から同じ周方向に延びるように前記外周導
体板を２つ備えてもよい。
【００１２】また、前記放射導体板が２層以上積層さ
れ、各層の前記放射導体板が同じ種類の形状を呈し、そ
の形状中心を軸として所定の回転角度をなす相対位置関
係にある構成としてもよい。
れ、各層の前記放射導体板が同じ種類の形状を呈し、そ
の形状中心を軸として所定の回転角度をなす相対位置関
係にある構成としてもよい。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例によ
る平面アンテナを説明する。尚、各実施例の各図におい
て、従来例と同一部あるいは同様部、ならびに、異なる
実施例間における同一部あるいは同様部には、互いに同
じ符号を付している。
る平面アンテナを説明する。尚、各実施例の各図におい
て、従来例と同一部あるいは同様部、ならびに、異なる
実施例間における同一部あるいは同様部には、互いに同
じ符号を付している。
【００１４】［実施例１］図１は、本発明の実施例１に
よる平面アンテナを示す斜視図である。図１において、
本平面アンテナは、誘電体６とマイクロストリップライ
ン７とスロット５を備えた地導体板（以後、グランド板
と呼ぶ）４とからなる給電手段と、グランド板４上に誘
電体としての空気を介して配置され、給電手段より高周
波電力が給電される放射導体板（以後、パッチと呼ぶ）
１とを有している。
よる平面アンテナを示す斜視図である。図１において、
本平面アンテナは、誘電体６とマイクロストリップライ
ン７とスロット５を備えた地導体板（以後、グランド板
と呼ぶ）４とからなる給電手段と、グランド板４上に誘
電体としての空気を介して配置され、給電手段より高周
波電力が給電される放射導体板（以後、パッチと呼ぶ）
１とを有している。
【００１５】図２の平面図を併せ参照すると、パッチ１
は、円形を呈し、その周縁の互いに反対位置から、周縁
に沿って同じ周方向に、長さＬに延びる外周導体板（以
後、ループと呼ぶ）２を２つ備えている。ここで、長さ
Ｌは、伝搬波長の約０．４５波長（伝搬波長の約０．４
５倍）の長さである。
は、円形を呈し、その周縁の互いに反対位置から、周縁
に沿って同じ周方向に、長さＬに延びる外周導体板（以
後、ループと呼ぶ）２を２つ備えている。ここで、長さ
Ｌは、伝搬波長の約０．４５波長（伝搬波長の約０．４
５倍）の長さである。
【００１６】尚、本実施例において用いる伝搬波長
（λ）は、その導体に関わる誘電体の比誘電率をεｒ、
空間波長をλ0 とすれば、数式１によって得られる。
（λ）は、その導体に関わる誘電体の比誘電率をεｒ、
空間波長をλ0 とすれば、数式１によって得られる。
【００１７】
【数１】
【００１８】また、本平面アンテナでは、図１の構成と
は異るパッチ１への給電手段とすることも可能である。
即ち、図３の斜視図および図４の縦断面図に示すよう
に、パッチ１下のにグランド板４´に形成された孔部を
通って、パッチ１の任意の給電点３へ給電する構成をと
ってもよい。
は異るパッチ１への給電手段とすることも可能である。
即ち、図３の斜視図および図４の縦断面図に示すよう
に、パッチ１下のにグランド板４´に形成された孔部を
通って、パッチ１の任意の給電点３へ給電する構成をと
ってもよい。
【００１９】次に、図１に示す平面アンテナの電気的特
性を測定した。
性を測定した。
【００２０】図１において、平面アンテナのパッチ１の
直径を伝搬波長の約０．４５波長、ループ２の長さＬを
前述のごとく伝搬波長を約０．４５波長、スロット５に
対するループ２の回転角度θを４５°、パッチ１とグラ
ンド板４との距離ｄを伝搬波長の約０．０２波長、スロ
ット５の長さＳを伝搬波長の約０．２５波長とし、周波
数に対する偏波円の軸比と、整合の目安となる反射損失
とを測定した。
直径を伝搬波長の約０．４５波長、ループ２の長さＬを
前述のごとく伝搬波長を約０．４５波長、スロット５に
対するループ２の回転角度θを４５°、パッチ１とグラ
ンド板４との距離ｄを伝搬波長の約０．０２波長、スロ
ット５の長さＳを伝搬波長の約０．２５波長とし、周波
数に対する偏波円の軸比と、整合の目安となる反射損失
とを測定した。
【００２１】周波数と軸比との関係を図５に示す。図５
において、１．５５〜１．６０ＧＨｚの比較的広い周波
数帯域において、軸比が６ｄＢ以下の良好な結果が得ら
れた。軸比が６ｄＢ以下の帯域は、約３．２％である。
において、１．５５〜１．６０ＧＨｚの比較的広い周波
数帯域において、軸比が６ｄＢ以下の良好な結果が得ら
れた。軸比が６ｄＢ以下の帯域は、約３．２％である。
【００２２】また、電波の周波数と反射損失との関係を
図６に示す。図６において、１．４５〜１．６７ＧＨｚ
の比較的広い周波数帯域において、反射損失が−１１ｄ
Ｂ以下の良好な結果が得られた。反射損失が−１１ｄＢ
以下の帯域は、約１３％である。
図６に示す。図６において、１．４５〜１．６７ＧＨｚ
の比較的広い周波数帯域において、反射損失が−１１ｄ
Ｂ以下の良好な結果が得られた。反射損失が−１１ｄＢ
以下の帯域は、約１３％である。
【００２３】［実施例２］図７〜図９は、実施例２によ
る平面アンテナのパッチの形状例を示す平面図である。
図７〜図９において、各パッチ１０は、長円形の一例と
しての楕円形を呈している。各パッチ１０に２つづつ付
加されたループ１１、１２、１３は、パッチ１０の周縁
の互いに反対位置から、楕円形の周縁に沿って同じ周方
向に伝搬波長の約０．４５波長の長さに延びている。
る平面アンテナのパッチの形状例を示す平面図である。
図７〜図９において、各パッチ１０は、長円形の一例と
しての楕円形を呈している。各パッチ１０に２つづつ付
加されたループ１１、１２、１３は、パッチ１０の周縁
の互いに反対位置から、楕円形の周縁に沿って同じ周方
向に伝搬波長の約０．４５波長の長さに延びている。
【００２４】尚、これらパッチ１０への給電手段は、実
施例１と同様の構成とすることが可能である。
施例１と同様の構成とすることが可能である。
【００２５】［実施例３］図１０〜図１３は、実施例３
による平面アンテナのパッチの形状例を示す平面図であ
る。図１０〜図１３において、パッチ１４あるいは１６
は、方形の一例としての正方形を呈している。
による平面アンテナのパッチの形状例を示す平面図であ
る。図１０〜図１３において、パッチ１４あるいは１６
は、方形の一例としての正方形を呈している。
【００２６】そして、図１０および図１１において、パ
ッチ１４に２つづつ付加されたループ１５、ならびに、
パッチ１６に２つづつ付加されたループ１７はそれぞ
れ、パッチ１４あるいは１６の周縁の互いに反対位置か
ら、正方形の周縁に沿って同じ周方向に伝搬波長の約
０．４５波長の長さに延びている。
ッチ１４に２つづつ付加されたループ１５、ならびに、
パッチ１６に２つづつ付加されたループ１７はそれぞ
れ、パッチ１４あるいは１６の周縁の互いに反対位置か
ら、正方形の周縁に沿って同じ周方向に伝搬波長の約
０．４５波長の長さに延びている。
【００２７】また、図１２および図１３において、パッ
チ１４あるいは１６に２つづつ付加されたループ１８
は、パッチ１４あるいは１６の周縁の互いに反対位置か
ら、正方形の周縁に沿うように、円弧状に同じ周方向に
伝搬波長の約０．４５波長の長さに延びている。
チ１４あるいは１６に２つづつ付加されたループ１８
は、パッチ１４あるいは１６の周縁の互いに反対位置か
ら、正方形の周縁に沿うように、円弧状に同じ周方向に
伝搬波長の約０．４５波長の長さに延びている。
【００２８】尚、これらパッチ１４あるいは１６への給
電手段も、実施例１と同様の構成とすることが可能であ
る。
電手段も、実施例１と同様の構成とすることが可能であ
る。
【００２９】［実施例４］図１４および図１５は、実施
例４による平面アンテナのループの構成例を示す平面図
である。図１４および図１５において、円形を呈するパ
ッチ１、正方形を呈するパッチ１４にはそれぞれ、周縁
に沿って伝搬波長の約０．４５波長の長さに延びるルー
プ２あるいはループ１５が１つだけ付加されている。
例４による平面アンテナのループの構成例を示す平面図
である。図１４および図１５において、円形を呈するパ
ッチ１、正方形を呈するパッチ１４にはそれぞれ、周縁
に沿って伝搬波長の約０．４５波長の長さに延びるルー
プ２あるいはループ１５が１つだけ付加されている。
【００３０】尚、これらパッチ１あるいは１４への給電
手段も、実施例１と同様の構成とすることが可能であ
る。
手段も、実施例１と同様の構成とすることが可能であ
る。
【００３１】ここで、実施例１〜４において、パッチに
付加されたループの長さを、いずれも伝搬波長の０．４
５波長としたが、ループ長は、伝搬波長の１／２波長の
上下約２０％以上、即ち、少なくとも０．４波長以上
が、軸比の低い周波数帯域および整合の良好な周波数帯
域が広く得られ好ましいことが実験結果からわかった。
付加されたループの長さを、いずれも伝搬波長の０．４
５波長としたが、ループ長は、伝搬波長の１／２波長の
上下約２０％以上、即ち、少なくとも０．４波長以上
が、軸比の低い周波数帯域および整合の良好な周波数帯
域が広く得られ好ましいことが実験結果からわかった。
【００３２】［実施例５］図１６〜図１９は、実施例５
による平面アンテナのループの形状例を示す平面図であ
る。
による平面アンテナのループの形状例を示す平面図であ
る。
【００３３】図１６および図１７において、パッチ１、
パッチ１４にはそれぞれ、周縁の互いに反対位置から、
周縁に沿って同じ周方向に交互に螺旋を描いて、伝搬波
長の０．４５波長以上の長さに延びるループ１９、ルー
プ２０が付加されている。
パッチ１４にはそれぞれ、周縁の互いに反対位置から、
周縁に沿って同じ周方向に交互に螺旋を描いて、伝搬波
長の０．４５波長以上の長さに延びるループ１９、ルー
プ２０が付加されている。
【００３４】また、図１８および図１９において、パッ
チ１、パッチ１４にはそれぞれ、周縁に沿って螺旋を描
いて伝搬波長の０．４５波長以上の長さに延びるループ
１９、ループ２０が付加されている。
チ１、パッチ１４にはそれぞれ、周縁に沿って螺旋を描
いて伝搬波長の０．４５波長以上の長さに延びるループ
１９、ループ２０が付加されている。
【００３５】尚、これらパッチ１あるいは１４への給電
手段も、実施例１と同様の構成とすることが可能であ
る。
手段も、実施例１と同様の構成とすることが可能であ
る。
【００３６】［実施例６］図２０および図２１は、実施
例６による平面アンテナの構成例を示す斜視図である。
例６による平面アンテナの構成例を示す斜視図である。
【００３７】図２０および図２１において、各平面アン
テナは、給電手段のグランド板４上に、互いに同じ円形
を呈し、それぞれ２つのループが付加されたパッチ８、
パッチ９が間隔をおいて２層積層配置されてなる。
テナは、給電手段のグランド板４上に、互いに同じ円形
を呈し、それぞれ２つのループが付加されたパッチ８、
パッチ９が間隔をおいて２層積層配置されてなる。
【００３８】そして、図２０の平面アンテナは、パッチ
８およびパッチ９が、それぞれ付加されたループの位置
が同じとなるような相対位置関係にある。
８およびパッチ９が、それぞれ付加されたループの位置
が同じとなるような相対位置関係にある。
【００３９】また、図２１の平面アンテナは、パッチ８
およびパッチ９が、円形の中心を軸として、それぞれ付
加されたループの位置が９０゜の回転角度をなす相対位
置関係にある。
およびパッチ９が、円形の中心を軸として、それぞれ付
加されたループの位置が９０゜の回転角度をなす相対位
置関係にある。
【００４０】実施例６において、２層積層されたパッチ
８およびパッチ９は、互いに同じ種類の形状であればよ
く、大きさまで同じである必要はない。また、パッチの
形状は、円形に限定されるものではなく、長円形、方形
等でもよい。パッチ形状が方形の場合には、その対角線
の交線等の形状中心を軸として各パッチ間の相対位置関
係を設定する。また、各パッチ間の相対位置関係は、９
０゜の回転角度に限定されるものではない。
８およびパッチ９は、互いに同じ種類の形状であればよ
く、大きさまで同じである必要はない。また、パッチの
形状は、円形に限定されるものではなく、長円形、方形
等でもよい。パッチ形状が方形の場合には、その対角線
の交線等の形状中心を軸として各パッチ間の相対位置関
係を設定する。また、各パッチ間の相対位置関係は、９
０゜の回転角度に限定されるものではない。
【００４１】以上説明した実施例２〜６による平面アン
テナにおいても、実施例１と同様に、電波の周波数に対
する偏波円の軸比と、反射損失とを測定したところ、広
い周波数帯域において、良好な結果が得られた。
テナにおいても、実施例１と同様に、電波の周波数に対
する偏波円の軸比と、反射損失とを測定したところ、広
い周波数帯域において、良好な結果が得られた。
【００４２】
【発明の効果】本発明の平面アンテナは、放射導体板と
して、その周縁に沿って伝搬波長の０．４波長以上の長
さに延びる外周導体板を備えたものを少くとも１層有す
るため、円偏波を放射し得ることは勿論、軸比の低い周
波数帯域、ならびに、整合の良好な周波数帯域が広い。
して、その周縁に沿って伝搬波長の０．４波長以上の長
さに延びる外周導体板を備えたものを少くとも１層有す
るため、円偏波を放射し得ることは勿論、軸比の低い周
波数帯域、ならびに、整合の良好な周波数帯域が広い。
【図１】本発明の実施例１による平面アンテナを示す斜
視図である。
視図である。
【図２】図１に示す平面アンテナのパッチを示す平面図
である。
である。
【図３】本発明の実施例１による平面アンテナの給電手
段が異る例を示す斜視図である。
段が異る例を示す斜視図である。
【図４】図３に示す平面アンテナの縦断面図である。
【図５】図１に示す平面アンテナの反射損失を示す図
【図６】図１に示す平面アンテナの軸比を示す図であ
る。
る。
【図７】本発明の実施例２による平面アンテナのパッチ
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図８】図７に示すパッチの他の例を示す平面図であ
る。
る。
【図９】図７に示すパッチの他の例を示す平面図であ
る。
る。
【図１０】本発明の実施例３による平面アンテナのパッ
チを示す平面図である。
チを示す平面図である。
【図１１】図１０に示すパッチの他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１２】図１０に示すパッチの他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１３】図１０に示すパッチの他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１４】本発明の実施例４による平面アンテナのパッ
チを示す平面図である。
チを示す平面図である。
【図１５】図１４に示すパッチの他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１６】本発明の実施例５による平面アンテナのパッ
チを示す平面図である。
チを示す平面図である。
【図１７】図１６に示すパッチの他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１８】図１６に示すパッチの他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１９】図１６に示すパッチの他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図２０】本発明の実施例６による平面アンテナを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２１】図２０に示す平面アンテナの他の例を示す斜
視図である。を示す斜視図である。
視図である。を示す斜視図である。
【図２２】従来例による平面アンテナを示す斜視図であ
る。
る。
１ パッチ ２ ループ ３ 給電点 ４、４´ グランド板 ５ スロット ６ 誘電体 ７ マイクロストリップライン ８〜１０ パッチ １１〜１３ ループ １４ パッチ １５ ループ １６ パッチ １７〜２０ ループ ２１ パッチ
Claims (4)
- 【請求項１】 地導体板を備えた給電手段と、前記地導
体板上に誘電体を介して配置され、前記給電手段より高
周波電力が給電される放射導体板とを有する平面アンテ
ナにおいて、前記放射導体板は、その外周に接続した一
端から該放射導体板の周縁に沿って前記誘電体の比誘電
率に応じた伝搬波長の０．４波長以上の長さに延びる外
周導体板を備えており、前記外周導体板を備えた前記放
射導体板は、少くとも１層であることを特徴とする平面
アンテナ。 - 【請求項２】 前記放射導体板は、円形、長円形および
方形のうちのいずれかの形状を呈する請求項１記載の平
面アンテナ。 - 【請求項３】 前記放射導体板は、その周縁の互いに反
対位置から同じ周方向に延びるように前記外周導体板を
２つ備えた請求項１または２記載の平面アンテナ。 - 【請求項４】 前記放射導体板が２層以上積層され、各
層の前記放射導体板が同じ種類の形状を呈し、その形状
中心を軸として所定の回転角度をなす相対位置関係にあ
る請求項１乃至３記載の平面アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5238445A JP2565108B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5238445A JP2565108B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 平面アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794935A JPH0794935A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2565108B2 true JP2565108B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=17030331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5238445A Expired - Lifetime JP2565108B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2565108B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001060822A (ja) * | 1999-08-20 | 2001-03-06 | Tdk Corp | マイクロストリップアンテナ |
| KR20010027644A (ko) * | 1999-09-15 | 2001-04-06 | 김상기 | 무선통신 시스템에서의 소형화한 패치 안테나 |
| JP5319313B2 (ja) * | 2008-08-29 | 2013-10-16 | 峰光電子株式会社 | ループアンテナ |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP5238445A patent/JP2565108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0794935A (ja) | 1995-04-07 |
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