JP2604947B2 - 平面アンテナ - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/065—Patch antenna array
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0075—Stripline fed arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平面アンテナ、特に受
信周波数帯域の幅を広帯域化し、受信効率を増大するよ
うにした両給電形の平面アンテナに関する。
信周波数帯域の幅を広帯域化し、受信効率を増大するよ
うにした両給電形の平面アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】受信機と送信機を組合わせた電波中継装
置（Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）を備えた人工衛星による
いわゆる衛星通信によって地球上の遠隔の２地点を電波
を用いて繋ぐことができ、これによって各国間でテレビ
ジョンプログラムの交換が出来るようになってきた。
置（Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）を備えた人工衛星による
いわゆる衛星通信によって地球上の遠隔の２地点を電波
を用いて繋ぐことができ、これによって各国間でテレビ
ジョンプログラムの交換が出来るようになってきた。
【０００３】産業技術の発達は製品の小形化、軽量化、
薄形化という傾向に進み、これに従って、特に衛星放送
分野においては、放送信号の送受信設備の一つであるア
ンテナに関する研究も活発に進められた。アンテナの中
で平面アンテナは、衛星、航空機等のような移動体用ア
ンテナまたはＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑ
ｕｅｎｃｙ）帯からＳＨＦ（Ｓｕｐｅｒ Ｈｉｇｈ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯までの周波数領域で用いられる衛
星放送受信用アンテナとして活用されている。
薄形化という傾向に進み、これに従って、特に衛星放送
分野においては、放送信号の送受信設備の一つであるア
ンテナに関する研究も活発に進められた。アンテナの中
で平面アンテナは、衛星、航空機等のような移動体用ア
ンテナまたはＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑ
ｕｅｎｃｙ）帯からＳＨＦ（Ｓｕｐｅｒ Ｈｉｇｈ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯までの周波数領域で用いられる衛
星放送受信用アンテナとして活用されている。
【０００４】これらの衛星放送受信用の平面アンテナに
おける直線偏波用マイクロストリップアンテナ（ＭＳ
Ａ）を用いた円偏波発生アンテナの典型的な類型を図１
ないし図４を参照しながら説明する。根本的に平面アン
テナの構造は誘電体基板を間に置き、その両側に導体を
形成したもので、図１に示したように誘電体基板（１）
の下部に接地基板（２）が形成され、誘電体基板（１）
の上部には所定サイズの放射素子（３）が形成される。
ここで、放射素子（３）の長さはおよそ平面アンテナの
使用周波数に対してλｇ／２以下である。
おける直線偏波用マイクロストリップアンテナ（ＭＳ
Ａ）を用いた円偏波発生アンテナの典型的な類型を図１
ないし図４を参照しながら説明する。根本的に平面アン
テナの構造は誘電体基板を間に置き、その両側に導体を
形成したもので、図１に示したように誘電体基板（１）
の下部に接地基板（２）が形成され、誘電体基板（１）
の上部には所定サイズの放射素子（３）が形成される。
ここで、放射素子（３）の長さはおよそ平面アンテナの
使用周波数に対してλｇ／２以下である。
【０００５】こういう放射素子（３）は、図２に示した
ようにインピーダンス変換器（Ｔ1−Ｔ5 ）と給電線
（Ａ0 −Ａ6 ）にて互いに繋ぎ合い、給電回路網を構成
するので、図面に４×４アレイ平面アンテナの例を示
す。主給電線（Ａ0 ）を通じて給電線（Ａ１とＡ２）に
分けられ、そのインピーダンスの整合のためにその連結
の部分に長さがλｇ／４であるインピーダンス変換器
（Ｔ１）が設けられる。給電線（Ａ１）は給電線（Ａ３
とＡ４）に分けられ、そのインピーダンスの整合のため
にその連結の部分に長さがλｇ／４であるインピーダン
ス変換器（Ｔ２）が設けられる。給電線（Ａ３）は給電
線（Ａ５とＡ６）に分けられ、そのインピーダンスの整
合のためにその連結の部分に長さがλｇ／４であるイン
ピーダンス変換器（Ｔ３）が設けられる。
ようにインピーダンス変換器（Ｔ1−Ｔ5 ）と給電線
（Ａ0 −Ａ6 ）にて互いに繋ぎ合い、給電回路網を構成
するので、図面に４×４アレイ平面アンテナの例を示
す。主給電線（Ａ0 ）を通じて給電線（Ａ１とＡ２）に
分けられ、そのインピーダンスの整合のためにその連結
の部分に長さがλｇ／４であるインピーダンス変換器
（Ｔ１）が設けられる。給電線（Ａ１）は給電線（Ａ３
とＡ４）に分けられ、そのインピーダンスの整合のため
にその連結の部分に長さがλｇ／４であるインピーダン
ス変換器（Ｔ２）が設けられる。給電線（Ａ３）は給電
線（Ａ５とＡ６）に分けられ、そのインピーダンスの整
合のためにその連結の部分に長さがλｇ／４であるイン
ピーダンス変換器（Ｔ３）が設けられる。
【０００６】残りのインピーダンス変換器（Ｔ４とＴ
５）も同様な目的で設けられている。上記のように構成
された放射素子（３）には、図２のＨ部分の詳細図であ
る図３に示すように、円偏波のために傾き穴（４）が形
成されている。傾き穴（４）は給電線（Ａ）に関して±
４５°の方向に配設される。放射素子（３）は各々の中
心線の相互間隔（do）が０．７〜１．０λ0 に維持され
ており、傾き穴（４）の穴の長さを１、幅をwoとすれ
ば、円偏波の受信レベルは１／woによって変化する。ま
た、平面アンテナには図４のように直交モードで９０°
の位相差が発生し、放射素子（３）の傾き穴（４）が給
電線（Ａ）に関して＋４５°の場合には右旋円偏波、−
４５°の場合には左旋円偏波が発生される。
５）も同様な目的で設けられている。上記のように構成
された放射素子（３）には、図２のＨ部分の詳細図であ
る図３に示すように、円偏波のために傾き穴（４）が形
成されている。傾き穴（４）は給電線（Ａ）に関して±
４５°の方向に配設される。放射素子（３）は各々の中
心線の相互間隔（do）が０．７〜１．０λ0 に維持され
ており、傾き穴（４）の穴の長さを１、幅をwoとすれ
ば、円偏波の受信レベルは１／woによって変化する。ま
た、平面アンテナには図４のように直交モードで９０°
の位相差が発生し、放射素子（３）の傾き穴（４）が給
電線（Ａ）に関して＋４５°の場合には右旋円偏波、−
４５°の場合には左旋円偏波が発生される。
【０００７】送信回路とのインピーダンスマッチングの
ためにインピーダンス変換器（Ｔ1−Ｔ5 ）はそれぞれ
Ｚin・Ｚo （Ｚin，Ｚo は各々放射素子（３）の入出力
インピーダンスである）の値を有するになる。即ち、イ
ンピーダンス変換器（Ｔ1 −Ｔ5 ）はそれぞれＺo ／２
の値を有しており、それによって給電電力が均等に提供
され、そして、平面アンテナの構成に当って数百個以上
の放射素子（３）を設けることができる。
ためにインピーダンス変換器（Ｔ1−Ｔ5 ）はそれぞれ
Ｚin・Ｚo （Ｚin，Ｚo は各々放射素子（３）の入出力
インピーダンスである）の値を有するになる。即ち、イ
ンピーダンス変換器（Ｔ1 −Ｔ5 ）はそれぞれＺo ／２
の値を有しており、それによって給電電力が均等に提供
され、そして、平面アンテナの構成に当って数百個以上
の放射素子（３）を設けることができる。
【０００８】このような平面アンテナにおいては、給電
回路網は多段に構成され、各放射素子（３）から放射さ
れた電磁波は遠距離電磁場において全体的に同相とな
る。その結果、このような平面アンテナは特定の方向へ
の尖鋭な指向性を有するアンテナとして使用される。
回路網は多段に構成され、各放射素子（３）から放射さ
れた電磁波は遠距離電磁場において全体的に同相とな
る。その結果、このような平面アンテナは特定の方向へ
の尖鋭な指向性を有するアンテナとして使用される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の平面アンテナでは、放射素子（３）の穴（４）の軸
比(axial ratio) が小さいので、その周波数特性が図５
のように狭帯域となり、その活用に融通性が少なかっ
た。特に、衛星放送がおよそ５００MHz の第３地域とお
よそ８００MHz の第１地域で実施される場合には、広帯
域化した信号の受信をそのような狭い周波数帯域ではカ
バーすることができない。このため、衛星放送受信用の
平面アンテナを構成することは、実際にはかなり具現化
がむずかしいものである。更に、従来の技術において
は、放射素子（四角形パッチ）は単一給電方式を使用す
るために帯域幅がずいぶん狭く、放射素子と給電回路網
の間で相互結合が発生し、給電回路網が基板の上に露出
されることにより損失が多く発生される等の問題点があ
った。
来の平面アンテナでは、放射素子（３）の穴（４）の軸
比(axial ratio) が小さいので、その周波数特性が図５
のように狭帯域となり、その活用に融通性が少なかっ
た。特に、衛星放送がおよそ５００MHz の第３地域とお
よそ８００MHz の第１地域で実施される場合には、広帯
域化した信号の受信をそのような狭い周波数帯域ではカ
バーすることができない。このため、衛星放送受信用の
平面アンテナを構成することは、実際にはかなり具現化
がむずかしいものである。更に、従来の技術において
は、放射素子（四角形パッチ）は単一給電方式を使用す
るために帯域幅がずいぶん狭く、放射素子と給電回路網
の間で相互結合が発生し、給電回路網が基板の上に露出
されることにより損失が多く発生される等の問題点があ
った。
【００１０】本発明は上記問題点を解消するためのもの
で、その目的は受信周波数の帯域幅を広げることができ
る平面アンテナを提供することである。本発明の他の目
的は、放射素子と給電線との相互結合を除き、受信効率
を増大することができる平面アンテナを提供することで
ある。
で、その目的は受信周波数の帯域幅を広げることができ
る平面アンテナを提供することである。本発明の他の目
的は、放射素子と給電線との相互結合を除き、受信効率
を増大することができる平面アンテナを提供することで
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記のような本発明の目
的を達成するため、本発明による平面アンテナは、給電
回路基板と放射素子を絶縁層によって分離し、あるいは
給電回路基板と放射素子を同一平面上に構成して、これ
ら給電回路基板及び放射素子に加えて設けた通孔基板と
を別の絶縁層によって分離させ、放射素子はおのおの９
０°の位相差が生じる一対の第１給電線に連結されると
ともに、複数個の放射素子を一つの組にしたアンテナユ
ニットにはおのおの１８０°の位相差が生じる一対の第
２給電線を連結することによって構成される。
的を達成するため、本発明による平面アンテナは、給電
回路基板と放射素子を絶縁層によって分離し、あるいは
給電回路基板と放射素子を同一平面上に構成して、これ
ら給電回路基板及び放射素子に加えて設けた通孔基板と
を別の絶縁層によって分離させ、放射素子はおのおの９
０°の位相差が生じる一対の第１給電線に連結されると
ともに、複数個の放射素子を一つの組にしたアンテナユ
ニットにはおのおの１８０°の位相差が生じる一対の第
２給電線を連結することによって構成される。
【００１２】
【作用】四つの放射素子の一組からなるアンテナユニッ
トに互いに対向する２つのアンテナユニットが相互にλ
ｇ／２の位相差を有するように給電され、放射素子の穴
パターンが各々逆向きであれば、同位相の受信特性が得
られることになる。
トに互いに対向する２つのアンテナユニットが相互にλ
ｇ／２の位相差を有するように給電され、放射素子の穴
パターンが各々逆向きであれば、同位相の受信特性が得
られることになる。
【００１３】
【実施例】図６は本発明による平面アンテナの両給電回
路基板を示す図であり、図７は図６の両給電回路基板に
て放射素子を互いに繋ぎ合った状態を示す平面アンテナ
の平面図である。本発明によれば、一つの放射素子（１
１）が２つの給電線（１２ａ，１２ｂ）を有する。
路基板を示す図であり、図７は図６の両給電回路基板に
て放射素子を互いに繋ぎ合った状態を示す平面アンテナ
の平面図である。本発明によれば、一つの放射素子（１
１）が２つの給電線（１２ａ，１２ｂ）を有する。
【００１４】この給電線（１２ａ，１２ｂ）は、各々そ
の電気的な長さがλｇ／２とλｇ／４となるように構成
されており、互いに９０°位相差が生じている。ともに
四つの放射素子（１１）の組から構成されているアンテ
ナユニット（１３）とそれに対応するアンテナユニット
（１４）は、相互に同位相となるように、両アンテナユ
ニットへの伝送路（１６ａ）および（１６ｂ）の電気的
な長さにλｇ／２の差異があるように、設けられてい
る。
の電気的な長さがλｇ／２とλｇ／４となるように構成
されており、互いに９０°位相差が生じている。ともに
四つの放射素子（１１）の組から構成されているアンテ
ナユニット（１３）とそれに対応するアンテナユニット
（１４）は、相互に同位相となるように、両アンテナユ
ニットへの伝送路（１６ａ）および（１６ｂ）の電気的
な長さにλｇ／２の差異があるように、設けられてい
る。
【００１５】このように構成されている本発明による平
面アンテナにおける両給電方式による円偏波の発生につ
いて説明すると、図８（Ａ）に示した通り放射素子（１
１）に繋がれる給電線（１２ａ，１２ｂ）は、給電時の
位相差が９０°となるように給電線の長さを異にしてい
る。これによって、図８（Ｂ）のように直交座標系にお
いて放射電界（Ｅ１，Ｅ２）が互いに９０°の角度をも
って発生され、これらの合成ベクトルによって円偏波が
発生されることとなる。
面アンテナにおける両給電方式による円偏波の発生につ
いて説明すると、図８（Ａ）に示した通り放射素子（１
１）に繋がれる給電線（１２ａ，１２ｂ）は、給電時の
位相差が９０°となるように給電線の長さを異にしてい
る。これによって、図８（Ｂ）のように直交座標系にお
いて放射電界（Ｅ１，Ｅ２）が互いに９０°の角度をも
って発生され、これらの合成ベクトルによって円偏波が
発生されることとなる。
【００１６】放射素子（１１）の入力インピーダンスを
Ｚin、特性インピーダンスをＺo 、負荷インピーダンス
をＺＬ、給電線の長さをｌとすると、Ｚin＝Ｚo ・
｛（ｊＺo ・ｔａｎβｌ）／（Ｚo ＋ｊＺＬ・ｔａｎβ
ｌ）｝になる。そこで、９０°の位相差を有する電界
（Ｅ1 ，Ｅ2 ）を発生させるための給電線（１２ａ，１
２ｂ）の長さが各々λｇ／２、λｇ／４になることは、
上述した関係式から得ることができる。
Ｚin、特性インピーダンスをＺo 、負荷インピーダンス
をＺＬ、給電線の長さをｌとすると、Ｚin＝Ｚo ・
｛（ｊＺo ・ｔａｎβｌ）／（Ｚo ＋ｊＺＬ・ｔａｎβ
ｌ）｝になる。そこで、９０°の位相差を有する電界
（Ｅ1 ，Ｅ2 ）を発生させるための給電線（１２ａ，１
２ｂ）の長さが各々λｇ／２、λｇ／４になることは、
上述した関係式から得ることができる。
【００１７】さて、放射素子（１１）が図８に示すよう
な四角形の場合のみならず、図９のような円形の場合に
も本発明が適用可能であることは当然であろう。本発明
による平面アンテナを構成するアンテナユニットは、各
々の給電線のインピーダンスをＺo １−Ｚo ５とおくと
（図６のＫ部分）、図１０に示す等価回路により表わす
ことができる。また、放射素子（１１）の幅（w1）や長
さ（Ｌ）はアンテナの中心周波数によって決定されるの
で、衛星放送の周波数がおよそ１２GHz であるとすれ
ば、数値解析によりこれの決定が出来る。
な四角形の場合のみならず、図９のような円形の場合に
も本発明が適用可能であることは当然であろう。本発明
による平面アンテナを構成するアンテナユニットは、各
々の給電線のインピーダンスをＺo １−Ｚo ５とおくと
（図６のＫ部分）、図１０に示す等価回路により表わす
ことができる。また、放射素子（１１）の幅（w1）や長
さ（Ｌ）はアンテナの中心周波数によって決定されるの
で、衛星放送の周波数がおよそ１２GHz であるとすれ
ば、数値解析によりこれの決定が出来る。
【００１８】放射素子（１１）の四つづつの組からなる
アンテナユニットが配設される場合、図７に示したよう
に各々のアンテナユニット（１３）または（１４）に繋
がれたトランス（１６）のアンテナユニット（１３）の
方の連結電送路（１６ａ）およびアンテナユニット（１
４）の方の電送路（１６ｂ）の電気的長さにはλｇ／２
の差異が設けられるため、各ユニットの放射素子（１
１）の傾き穴パターンが互いに対向する方向とすれば、
それらの受信特性を同位相にすることができる。従っ
て、この時は軸比(axial ratio) に対する周波数の特性
が図１１のように広帯域化される。
アンテナユニットが配設される場合、図７に示したよう
に各々のアンテナユニット（１３）または（１４）に繋
がれたトランス（１６）のアンテナユニット（１３）の
方の連結電送路（１６ａ）およびアンテナユニット（１
４）の方の電送路（１６ｂ）の電気的長さにはλｇ／２
の差異が設けられるため、各ユニットの放射素子（１
１）の傾き穴パターンが互いに対向する方向とすれば、
それらの受信特性を同位相にすることができる。従っ
て、この時は軸比(axial ratio) に対する周波数の特性
が図１１のように広帯域化される。
【００１９】一方、図１２ないし図１４は、信号カプリ
ング除去構造を有する本発明の実施例を示した図面であ
る。ここで、図１２には、４×４配列の平面アンテナが
示されている。図１３に示すように、放射素子（３１）
の下層に形成された給電線（３２ａと３２ｂ）は前記し
た通りその長さがそれぞれλｇ／２およびλｇ／４に構
成されており、また、図１４のように、放射素子（３
１）が形成された放射素子基板（３３）と給電回路（３
４）が形成された給電回路基板（３５）の間および給電
回路基板（３５）と接地基板（３７）の間にはスチレン
フォーム（発泡性スチレン）基板（３６ａ）および（３
６ｂ）が形成されて、放射素子（３１）と給電回路（３
４）との間に電磁気的な結合ができるように構成されて
いる。
ング除去構造を有する本発明の実施例を示した図面であ
る。ここで、図１２には、４×４配列の平面アンテナが
示されている。図１３に示すように、放射素子（３１）
の下層に形成された給電線（３２ａと３２ｂ）は前記し
た通りその長さがそれぞれλｇ／２およびλｇ／４に構
成されており、また、図１４のように、放射素子（３
１）が形成された放射素子基板（３３）と給電回路（３
４）が形成された給電回路基板（３５）の間および給電
回路基板（３５）と接地基板（３７）の間にはスチレン
フォーム（発泡性スチレン）基板（３６ａ）および（３
６ｂ）が形成されて、放射素子（３１）と給電回路（３
４）との間に電磁気的な結合ができるように構成されて
いる。
【００２０】また、図１５は信号カプリング除去構造を
有する本発明の他の実施例を示しており、通孔（４１
ａ）が形成された通孔基板（４１）と、放射素子（４
３）と給電回路（４４）が構成された基板（４５）の間
および基板（４５）と接地基板（４７）の間にスチレン
フォーム基板（４２）および（４７）がそれぞれ設けら
れている。
有する本発明の他の実施例を示しており、通孔（４１
ａ）が形成された通孔基板（４１）と、放射素子（４
３）と給電回路（４４）が構成された基板（４５）の間
および基板（４５）と接地基板（４７）の間にスチレン
フォーム基板（４２）および（４７）がそれぞれ設けら
れている。
【００２１】このスチレンフォーム基板はその誘電率が
空気誘電率に近いから、構成要素間の電気的な伝送によ
る損失や信号カプリングを除くことができる。スチレン
フォーム基板は厚さが１．８ないし２mm程度になるのが
望ましい。図１４の放射素子基板（３３）および給電回
路基板（３５）、図１５の通孔基板（４１）および放射
素子や給電回路構成基板（４５）は、図１６に図示した
ように薄膜のフィルムをフォトエッチング方法等により
パターニングして形成する。即ち、通孔基板（４１）に
通孔（４１ａ）を形成し、スチレンフォームの絶縁基板
（４２）、放射素子（４３）や給電回路（４４）を有す
る基板（４５）、スチレンフォームの絶縁基板（４６）
および接地基板（４７）を順々に積み重ねて形成するこ
とができる。薄膜フィルムは、図１６に示したように１
０ないし２０ミクロン厚のアルミニウム（５１）と、１
５ないし１００ミクロン厚のポリエチレンテレフタレー
トＰ．Ｅ．Ｔ（５２）を接着した安価なフィルムを使用
することもできる。
空気誘電率に近いから、構成要素間の電気的な伝送によ
る損失や信号カプリングを除くことができる。スチレン
フォーム基板は厚さが１．８ないし２mm程度になるのが
望ましい。図１４の放射素子基板（３３）および給電回
路基板（３５）、図１５の通孔基板（４１）および放射
素子や給電回路構成基板（４５）は、図１６に図示した
ように薄膜のフィルムをフォトエッチング方法等により
パターニングして形成する。即ち、通孔基板（４１）に
通孔（４１ａ）を形成し、スチレンフォームの絶縁基板
（４２）、放射素子（４３）や給電回路（４４）を有す
る基板（４５）、スチレンフォームの絶縁基板（４６）
および接地基板（４７）を順々に積み重ねて形成するこ
とができる。薄膜フィルムは、図１６に示したように１
０ないし２０ミクロン厚のアルミニウム（５１）と、１
５ないし１００ミクロン厚のポリエチレンテレフタレー
トＰ．Ｅ．Ｔ（５２）を接着した安価なフィルムを使用
することもできる。
【００２２】本発明による平面アンテナによれば、図１
７に示したように、従来の帯域幅（図１７（Ｂ）の特性
図）よりもっと広がった帯域幅（図１７（Ａ）の特性
図）を得ることができる。上記の実施例は、本発明を通
孔（４１ａ）の形状が四角形である場合に適用して説明
したが、円形にて構成しても同じ結果を収めることがで
きるのは当然であろう。この場合も同様に、通孔（４１
ａ）のサイズは凡そλｇ／２である。
７に示したように、従来の帯域幅（図１７（Ｂ）の特性
図）よりもっと広がった帯域幅（図１７（Ａ）の特性
図）を得ることができる。上記の実施例は、本発明を通
孔（４１ａ）の形状が四角形である場合に適用して説明
したが、円形にて構成しても同じ結果を収めることがで
きるのは当然であろう。この場合も同様に、通孔（４１
ａ）のサイズは凡そλｇ／２である。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明による平面
アンテナは、受信帯域特性を幅広いものとすることがで
きる。更に、アンテナユニットが多量に集積されたアン
テナ本体を不要放射及び信号カプリング除去用の多層構
造により構成することができるから、アンテナの全体的
な受信特性を汎用的とし、信頼性のあるものに改善でき
る利点がある。特に、衛星放送受信に適用すれば、ＵＨ
Ｆ帯からＳＨＦ帯までの広帯域化した信号受信が可能に
なる。
アンテナは、受信帯域特性を幅広いものとすることがで
きる。更に、アンテナユニットが多量に集積されたアン
テナ本体を不要放射及び信号カプリング除去用の多層構
造により構成することができるから、アンテナの全体的
な受信特性を汎用的とし、信頼性のあるものに改善でき
る利点がある。特に、衛星放送受信に適用すれば、ＵＨ
Ｆ帯からＳＨＦ帯までの広帯域化した信号受信が可能に
なる。
【図１】従来の平面アンテナの基本的な構造を示す断面
図である。
図である。
【図２】従来の平面アンテナの構成を示す平面図であ
る。
る。
【図３】図２のＨ部分の部分拡大図である。
【図４】図３の平面アンテナの受信周波数の位相特性図
である。
である。
【図５】図３の平面アンテナの軸比に対する受信周波数
の特性図である。
の特性図である。
【図６】本発明による平面アンテナにおける両給電回路
基板の構成を示す概念図である。
基板の構成を示す概念図である。
【図７】本発明による平面アンテナの構成を示す平面図
である。
である。
【図８】本発明による平面アンテナにおける四角形放射
素子を使う時の両給電方式による円偏波の発生を説明す
るための説明図である。
素子を使う時の両給電方式による円偏波の発生を説明す
るための説明図である。
【図９】本発明による平面アンテナにおける円形放射素
子を使う時の両給電方式による円偏波の発生を説明する
ための説明図である。
子を使う時の両給電方式による円偏波の発生を説明する
ための説明図である。
【図１０】図６のＫ部分の等価回路図である。
【図１１】図７の平面アンテナの軸比に対する受信周波
数の特性図である。
数の特性図である。
【図１２】本発明による両給電形平面アンテナの実施例
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
【図１３】図１２の平面アンテナの基本的構造図であ
る。
る。
【図１４】図１２の平面アンテナの分解斜視図である。
【図１５】本発明による平面アンテナの他の実施例の構
造を示す分解斜視図である。
造を示す分解斜視図である。
【図１６】薄膜フィルムの例を示す断面図である。
【図１７】本発明および従来の平面アンテナの受信周波
数の帯域幅を示す特性図である。
数の帯域幅を示す特性図である。
１１，３１…放射素子 １２ａ，１２ｂ…給電線 １３，１４…アンテナユニット １６…伝送路 ３３…放射素子基板 ３５…給電回路基板 ３６ａ，３６ｂ，４２，４６…スチレンフォーム基板 ４１…通孔基板 ４７…接地基板
Claims (4)
- 【請求項１】 接地手段と、該接地手段上に形成されて
絶縁を行うための第１絶縁手段と、該第１絶縁手段上に
形成された給電手段と、該給電手段上に形成されて絶縁
を行うための第２絶縁手段と、該第２絶縁手段上に形成
された放射手段とにより構成される平面アンテナにおい
て、 前記第１絶縁手段及び第２絶縁手段は絶縁基板であり、
前記給電手段は給電回路を有し、該給電回路は９０°の
位相差をもつ第１給電線の一対と、互いに対向する２つ
のアンテナユニットの受信特性を同一位相にするために
各々１８０°位相差をもつ第２給電線の一対とにより構
成され、前記給電手段と前記放射手段とは前記第２絶縁
手段を介して電磁的に結合され、さらに、前記放射手段
を構成する放射素子は中間に通孔を有するスロット形放
射素子である、ことを特徴とする平面アンテナ。 - 【請求項２】 前記放射手段は複数の放射素子と、該複
数の放射素子が形成された基板とにより構成される請求
項１に記載の平面アンテナ。 - 【請求項３】 前記アンテナユニットは４つの放射素子
が一組となって構成される請求項１に記載の平面アンテ
ナ。 - 【請求項４】 前記放射素子は円形若しくは四角形であ
る請求項２に記載の平面アンテナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR16144/1991 | 1991-09-16 | ||
| KR1019910016144A KR920013813A (ko) | 1990-12-20 | 1991-09-16 | 위성방송 수신 평면안테나 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112726A JPH06112726A (ja) | 1994-04-22 |
| JP2604947B2 true JP2604947B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=19320000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4246756A Expired - Lifetime JP2604947B2 (ja) | 1991-09-16 | 1992-09-16 | 平面アンテナ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5554995A (ja) |
| JP (1) | JP2604947B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111029717A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-17 | 南京屹信航天科技有限公司 | 一种Ku波段双频微带阵列天线 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19615497A1 (de) * | 1996-03-16 | 1997-09-18 | Pates Tech Patentverwertung | Planarer Strahler |
| US5886667A (en) * | 1996-10-01 | 1999-03-23 | Bondyopadhayay; Probir K. | Integrated microstrip helmet antenna system |
| US5952971A (en) * | 1997-02-27 | 1999-09-14 | Ems Technologies Canada, Ltd. | Polarimetric dual band radiating element for synthetic aperture radar |
| US6285323B1 (en) | 1997-10-14 | 2001-09-04 | Mti Technology & Engineering (1993) Ltd. | Flat plate antenna arrays |
| IL121978A (en) * | 1997-10-14 | 2004-05-12 | Mti Wireless Edge Ltd | Flat plate antenna arrays |
| US6002370A (en) * | 1998-08-11 | 1999-12-14 | Northern Telecom Limited | Antenna arrangement |
| US6788258B2 (en) * | 2002-04-09 | 2004-09-07 | Arc Wireless Solutions, Inc. | Partially shared antenna aperture |
| US7026993B2 (en) * | 2002-05-24 | 2006-04-11 | Hitachi Cable, Ltd. | Planar antenna and array antenna |
| JP3816471B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2006-08-30 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | 平面アレーアンテナ装置 |
| US7834808B2 (en) * | 2005-06-29 | 2010-11-16 | Georgia Tech Research Corporation | Multilayer electronic component systems and methods of manufacture |
| JP2010041700A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-02-18 | Nec Corp | アレーアンテナ |
| FR2947668B1 (fr) * | 2009-07-03 | 2012-07-06 | Thales Sa | Antenne de communication bipolarisation pour liaisons mobiles par satellite |
| JP5701643B2 (ja) * | 2011-02-23 | 2015-04-15 | 日本無線株式会社 | 偏波共用アンテナ |
| WO2017078851A2 (en) | 2015-09-18 | 2017-05-11 | Corman David W | Laminar phased array |
| CN109841941B (zh) * | 2017-11-29 | 2021-06-04 | 华为技术有限公司 | 双频段天线及无线通信设备 |
| US11418971B2 (en) | 2017-12-24 | 2022-08-16 | Anokiwave, Inc. | Beamforming integrated circuit, AESA system and method |
| US10998640B2 (en) | 2018-05-15 | 2021-05-04 | Anokiwave, Inc. | Cross-polarized time division duplexed antenna |
| US10931014B2 (en) * | 2018-08-29 | 2021-02-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | High gain and large bandwidth antenna incorporating a built-in differential feeding scheme |
| US11303039B2 (en) * | 2020-05-28 | 2022-04-12 | The Boeing Company | Electromagnetic radiators with ground planes having discontinuities |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4761654A (en) * | 1985-06-25 | 1988-08-02 | Communications Satellite Corporation | Electromagnetically coupled microstrip antennas having feeding patches capacitively coupled to feedlines |
| JPS62289002A (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-15 | Sony Corp | 円偏波平面アレイアンテナ |
| JPS6398201A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-04-28 | Matsushita Electric Works Ltd | 平面アンテナ |
| US5005019A (en) * | 1986-11-13 | 1991-04-02 | Communications Satellite Corporation | Electromagnetically coupled printed-circuit antennas having patches or slots capacitively coupled to feedlines |
| JPH0785362B2 (ja) * | 1987-04-14 | 1995-09-13 | アールディエス株式会社 | 照明光の色光変化方法およびその装置 |
| JPH07120893B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1995-12-20 | 松下電工株式会社 | 平面アンテナ |
| JPS63283301A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-21 | Matsushita Electric Works Ltd | フラツトアンテナ |
| JPS6444609A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Flat antenna |
| US5181042A (en) * | 1988-05-13 | 1993-01-19 | Yagi Antenna Co., Ltd. | Microstrip array antenna |
| JPH01198806A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-08-10 | Matsushita Electric Works Ltd | 平面アンテナ |
| JPH02168703A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-06-28 | Toshiba Corp | 平面アンテナ及びその製造方法 |
| JPH02119404A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Dx Antenna Co Ltd | 平面アンテナ |
| JPH02154506A (ja) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Sharp Corp | 平面アンテナ |
| JPH02179008A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-12 | Dx Antenna Co Ltd | 平面アンテナ |
| JPH02235409A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-18 | Hitachi Chem Co Ltd | シールド型マイクロストリップパッチアンテナ |
| US5187490A (en) * | 1989-08-25 | 1993-02-16 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Stripline patch antenna with slot plate |
| US5278569A (en) * | 1990-07-25 | 1994-01-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Plane antenna with high gain and antenna efficiency |
| EP0516440B1 (en) * | 1991-05-30 | 1997-10-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Microstrip antenna |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP4246756A patent/JP2604947B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-05-09 US US08/240,203 patent/US5554995A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111029717A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-17 | 南京屹信航天科技有限公司 | 一种Ku波段双频微带阵列天线 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06112726A (ja) | 1994-04-22 |
| US5554995A (en) | 1996-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961210 |